CN219474072U - 一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，该余冷式热电自驱传感器设于冷库库板所需要监测温度的位置，余冷式热电自驱传感器包括位于冷库库板内壁的半导体热电片，半导体热电片两侧对称设置有第一热管散热器和第二热管散热器；第一热管散热器设于冷库内部空间，第二热管散热器设于冷库库板以外；热管散热器能够进一步提高温差的数值，提高所述半导体热电片的发电能力，半导体热电片输出的电能经过升压器加压后，一部分储存在储能电容中，另一部分则直接用于无线传感器工作；本发明能合理利用冷库余冷对冷库易泄露位置进行实时的温度监测，结构简单、体积小、寿命长、工作时无噪声，而且无需维护。

Description

一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器

技术领域

本实用新型属于热电发电领域，更具体的，涉及一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器。

背景技术

随着国家政策红利、国家食品冷链强制性标准出台、冷冻食品消费需求的增加以及新零售等一系列的因素刺激下，我国冷库建设产业快速推进，在中小型城市以及周边乡镇地区，由于资金、技术以及周期要求等原因，组合灵活、建设工期短的装配式冷库成为的当前的主流建设冷库；但是由于装配式冷库单位库板与地面之间、库板与库板之间、库板与顶板之间会因为连接不紧密、密封不严而导致有冷量泄露的可能；不同产品对于冷藏保存的温湿度要求较为严格，所以发生冷量泄露不仅会导致冷库制冷效率下降，还会导致冷库内所保存的产品质量下降，所以对上述可能会发生冷量泄露位置进行温度监控是必要的。

而传统的在冷库中应用的温度传感器多为以电池为电源的温度传感器，对于此类温度传感器不仅需要定期更换电池，而且冷库中的低温环境还会导致温度传感器电池的使用寿命进一步降低，增加了冷库运行成本的问题，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，基于冷库内外较为可观的温差，应用一种半导体热电片，通过温差发电技术实现发电，且通过在所述半导体热电片侧边设置热管散热器使得半导体热电片两侧温差进一步增大，从而提高了半导体热电片的发电效率，实现了对于冷库余冷的有效利用。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，所述余冷式热电自驱传感器设于冷库库板(9)所需要监测温度的位置，所述余冷式热电自驱传感器包括位于冷库库板(9)内壁的半导体热电片(1)，所述半导体热电片(1)用于通过冷库库内余冷和室外环境温度所形成的温差进行发电；

其中，所述半导体热电片(1)两侧对称设置有第一热管散热器和第二热管散热器；所述第一热管散热器设于冷库内部空间(10)，所述第二热管散热器设于冷库库板(9)以外，所述第一热管散热器包括第一热管(5)、第一散热翅片(6)和第一热管固定基底(2)，所述第二热管散热器包括第二热管(11)、第二散热翅片(12)和第二热管固定基底(13)，所述半导体热电片(1)的两端分别与所述第一热管固定基底(2)和所述第二热管固定基底(13)电性连接；

所述半导体热电片(1)还通过导线连接有升压器(4)，所述升压器(4)还通过导线分别连接至储能电容(7)和无线传感器(8)，所述升压器(4)和所述储能电容(7)紧贴冷库库板(9)固定布置。

根据本实用新型一可选实施例，在所述第一热管散热器内，所述第一热管(5)和所述第一散热翅片(6)通过穿Fin方式连接；在所述第二热管散热器内，所述第二热管(11)和所述第二散热翅片(12)通过穿Fin方式连接。

根据本实用新型一可选实施例，所述半导体热电片(1)与第一热管固定基底(2)和第二热管固定基底(13)之间的接触面均涂有导热硅脂。

根据本实用新型一可选实施例，所述第一热管(5)和所述第二热管(11)的材料均为铜；所述第一热管固定基底(2)和所述第二热管固定基底(13)的材料均为铜；所述第一散热翅片(6)和所述第二散热翅片(12)的材料均为铝。

根据本实用新型一可选实施例，所述半导体热电片(1)材料为Bi₂Te₃为基的低温热电材料。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果为：

(1)、本实用新型采用了所述半导体热电片，作为一种温差发电材料，其具有体积小，寿命长，工作时无噪声，而且无须维护等优点，其基于温差发电技术而实现产生电能，且所述半导体热电片两侧存在一定温差就可以源源不断产生电能，提供给所述无线传感器工作使用，与传统传感器装置相比，本实用新型避免了需要连接电源或需定期更换电池，实现了可长时间自驱的效果。

(2)、所述半导体热电片通过与所述热管散热器接触连接，在原有所述半导体热电片两侧温差的基础上，通过所述热管散热器的散热效果，进一步提高了所述半导体热电片两侧温差，提高了所述半导体热电片的发电效果。

(3)、本实用新型通过增设所述储能电容，由于不同地区季节变化导致室外环境温度不恒定，所以当冷库室内外环境温差较大，所述半导体热电片生产的电能，一部分用于所述无线传感器正常工作使用，另一部分传输至储能电容储存，而当冷库室内外环境温差较小，所述半导体热电片生产的电能不足所述无线传感器正常工作使用时，所述储能电容中储存的电能就会传输至所述无线传感器维持其正常工作，如此避免了因季节导致的冷库室内外温差可能过小而使所述无线传感器无法正常工作。

(4)、所述半导体热电片与所述热管散热器之间的接触面涂有导热硅脂，增强了导热，减小了接触热阻。

(5)、所述半导体热电片采用以Bi2Te3为基的低温热电材料，其具有最佳的优值和最大的温度降，且在冷库内的低温环境，低温热电材料相较中温或高温热电材料而言更适宜运行。

(6)、所述热电自驱传感器结构简单、体积小、易于安装，且工作时无噪声，适应场合多。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器的结构示意图。

图中，半导体热电片1、第一热管固定基底2、导线3、升压器4、第一热管5、第一散热翅片6、储能电容7、无线传感器8、冷库库板9、冷库内部空间10、第二热管11、第二散热翅片12、第二热管固定基底13。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本申请中，“/”表示“或者”的意思。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示，图中虚线表示在结构中并不存在的，仅仅说明结构的形状和位置。本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

如图1所示，本实用新型实施例提出一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，该余冷式热电自驱传感器包括半导体热电片1、第一热管固定基底2、导线3、升压器4、第一热管5、第一散热翅片6、储能电容7、无线传感器8、冷库库板9、冷库内部空间10、第二热管11、第二散热翅片12和第二热管固定基底13。

半导体热电片1根据冷库中所需要监测温度的位置，布置到就近的冷库库板9中，本实施例中的半导体热电片1位于冷库库板9内壁中，半导体热电片1优选用于通过冷库库内余冷和室外环境温度所形成的温差进行发电。半导体热电片1是一种具有较大热电效应的温差电材料，具有无噪音、无污染、能量可高效转换的特点；温差发电作为一种新型的发电技术，当半导体热电模块两端具备一定温差时，根据塞贝克效应会产生温差电动势，从而实现发电；而对于冷库内部温度与外界环境温度较为可观的温差，十分适合使用温差发电技术来给冷库内部分像温度传感器一样耗电量少的元件提供电能；且温差发电具有体积小，没有转动部件，寿命长，工作时无噪声，而且无须维护等优点，半导体热电片1在冷库方面具有良好的应用前景。

本实施例中的半导体热电片1两侧对称设置有第一热管散热器和第二热管散热器；第一热管散热器设于冷库内部空间10，第二热管散热器设于冷库库板9以外，第一热管散热器包括第一热管5、第一散热翅片6和第一热管固定基底2，第二热管散热器包括第二热管11、第二散热翅片12和第二热管固定基底13，半导体热电片1的两端分别与第一热管固定基底2和第二热管固定基底13电性连接。

半导体热电片1还通过导线连接有升压器4，升压器4通过导线分别连接至储能电容7和无线传感器8，升压器4和储能电容7紧贴冷库库板9固定布置。

在第一热管散热器内，第一热管5和第一散热翅片6通过穿Fin方式连接；在第二热管散热器内，第二热管11和第一散热翅片12通过穿Fin方式连接；此连接方式可以有效提高热管散热器的散热效率。

半导体热电片1与第一热管固定基底2和第二热管固定基底13之间的接触面均涂有导热硅脂。用于增强所述半导体热电片1与所述热管散热器之间的导热。第一热管5和第二热管11的材料均为铜；第一热管固定基底2和第二热管固定基底13的材料均为铜。铜材料能够减小散热热阻。第一散热翅片6和第二散热翅片12的材料均为铝，在具有相较良好的导热性能外，还有价格较低的优点。半导体热电片1材料为Bi2Te3为基的低温热电材料，该材料相较适用于冷库低温的工作环境，且具有较好的温度降效果。

第一/第二热管散热器均由散热翅片、热管以及热管固定基底相互连接组成，第一/第二热管散热器对称布置于半导体热电片1两侧，用于提高半导体热电片1的散热效率，半导体热电片1冷端冷库库内余冷温度加上热管散热器的散热，与半导体热电片1热端环境温度形成温度差，从而半导体热电片1将该温度差转化为电压输出，并通过导线3传送至升压器4升压后，一部分电能用于无线传感器8正常工作，另一部分则输送至储能电容7储存。本实施例中的升压器4和储能电容7紧贴冷库库板9固定布置。

本实用新型工作原理：半导体温差发电技术；其基本原理就是热电材料的塞贝克效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。热电自驱传感器工作时，首先，由于冷库内部环境由于制冷要比室外环境温度低，所以产生了一定的温差，然后在热管散热器的作用下，此温差进一步扩大，然后半导体热电片1在两端具有温差的前提下产生电能，所产生的电能通过升压器4升压后，一部分用于无线传感器8正常工作使用，另一部分则传输至储能电容中储存起来，当由于季节变化或极端天气影响时，冷库内部环境与室外环境的温差相对过小，半导体热电片1所产生的电能不足以提供给无线传感器8正常工作使用时，储能电容7中所储存的电能就会提供给无线传感器8以维持其正常工作。本实用新型所提供的一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，通过应用半导体温差发电技术为温度传感器提供电能，有效利用了冷库内部余冷，而且结构简单，使用寿命长，无需维护，实用性较强，在冷库方面应用前景广阔。

以上，本实用新型提供一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，该余冷式热电自驱传感器设于冷库库板所需要监测温度的位置，余冷式热电自驱传感器包括位于冷库库板内壁的半导体热电片，半导体热电片用于通过冷库库内余冷和室外环境温度所形成的温差进行发电；其中，半导体热电片两侧对称设置有第一热管散热器和第二热管散热器；第一热管散热器设于冷库内部空间，第二热管散热器设于冷库库板以外；热管散热器能够进一步提高温差的数值，提高半导体热电片的发电能力，半导体热电片输出的电能经过升压器加压后，一部分储存在储能电容中，另一部分则直接用于无线传感器工作；本发明能合理利用冷库余冷对冷库易泄露位置进行实时的温度监测，结构简单、体积小、寿命长、工作时无噪声，而且无需维护。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内；本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，所述余冷式热电自驱传感器设于冷库库板(9)所需要监测温度的位置，其特征在于，所述余冷式热电自驱传感器包括位于冷库库板(9)内壁的半导体热电片(1)，所述半导体热电片(1)用于通过冷库库内余冷和室外环境温度所形成的温差进行发电；

其中，所述半导体热电片(1)两侧对称设置有第一热管散热器和第二热管散热器；所述第一热管散热器设于冷库内部空间(10)，所述第二热管散热器设于冷库库板(9)以外，所述第一热管散热器包括第一热管(5)、第一散热翅片(6)和第一热管固定基底(2)，所述第二热管散热器包括第二热管(11)、第二散热翅片(12)和第二热管固定基底(13)，所述半导体热电片(1)的两端分别与所述第一热管固定基底(2)和所述第二热管固定基底(13)电性连接；

所述半导体热电片(1)还通过导线连接有升压器(4)，所述升压器(4)还通过导线分别连接至储能电容(7)和无线传感器(8)，所述升压器(4)和所述储能电容(7)紧贴冷库库板(9)固定布置。

2.根据权利要求1所述的用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，其特征在于，在所述第一热管散热器内，所述第一热管(5)和所述第一散热翅片(6)通过穿Fin方式连接；在所述第二热管散热器内，所述第二热管(11)和所述第二散热翅片(12)通过穿Fin方式连接。

3.根据权利要求1所述的用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，其特征在于，所述半导体热电片(1)与第一热管固定基底(2)和第二热管固定基底(13)之间的接触面均涂有导热硅脂。

4.根据权利要求1所述的用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，其特征在于，所述第一热管(5)和所述第二热管(11)的材料均为铜；所述第一热管固定基底(2)和所述第二热管固定基底(13)的材料均为铜；所述第一散热翅片(6)和所述第二散热翅片(12)的材料均为铝。

5.根据权利要求1所述的用于冷库库温监测的余冷式热电自驱传感器，其特征在于，所述半导体热电片(1)材料为Bi₂Te₃为基的低温热电材料。