溫差電效應致冷演示儀的製作方法

2023-07-27 13:05:16

專利名稱：溫差電效應致冷演示儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學用的實驗儀器，具體涉及一種溫差電效應致冷演示實驗儀。
背景技術：
溫差電現象是由德國物理學家塞貝克(Seebeck)發現的，但在致冷方面的應用還是近 幾十年的事。隨著半導體技術的發展，溫差電致冷進入實用階段。溫差電效應(半導體)致 冷機與其它製冷設備相比，具有體積小、無噪聲、冷卻速度快、不用任何有汙染的製冷劑 等優點，所以具有十分廣闊的應用前景。為了讓學生了解溫差電效應致冷方法，有必要在 教學上有一臺簡易溫差電效應致冷演示儀。目前還沒有演示內容豐富，演示效果明顯，實 驗裝置結構簡單的溫差電效應致冷演示儀。 發明內容
本實用新型的目的是獲得一種結構簡單、致冷效率高，演示內容豐富，演示效果明顯 的溫差電效應致冷演示實驗儀。
本實用新型提出的溫差電效應致冷演示實驗儀，由散熱部件、散熱板2、半導體致冷 片3、電源8和金屬圓環9組成。其中，半導體致冷片3位於散熱板上方，電源外接插座 5通過支架4固定於散熱板2上方，電源外接插座5通過連接線6連接接線柱7，接線柱7 位於電源8面板上，半導體致冷片3上設有金屬圓環9，金屬圓環9內設有用於演示結冰 的水IO，半導體致冷片3通過導線連接電源外接插座5，散熱板2位於散熱部件上方。
本實用新型中，散熱部件採用冷卻散熱水盆1或散熱風扇12。
本實用新型中，使用冷卻散熱水盆1時，散熱板2浸入冷卻散熱水盆1內的冷水11中。
本實用新型中，使用散熱風扇12時，散熱板2位於散熱風扇12上方。 本實用新型採用水冷卻(散熱)製冰的工作過程如下
將實驗儀放入冷卻散熱水盆1內，冷卻散熱水盆l內放入水(注意水位不要超過半 導體致冷片3)。散熱板2上放上金屬圓環9，金屬圓環9內放入用於演示結冰的水10。接 通電源8。同時，輕輕撥動散熱板2旁的水面，仔細觀察金屬圓環9內水的結冰過程。用 紅外線溫度計(另配)測量金屬圓環9內水的溫差變化。當金屬圓環9內的水結冰後，關 掉電源8。拿出金屬圓環9，從中取出冰塊，製冰結束。
本實用新型採用風冷卻(散熱)製冰的工作過程如下
3金屬圓環9內放入水，接通半導體致冷片3和散熱風扇12的電源，待金屬圓環9內 水結冰後，關掉電源8，製冰結束。 本實用新型的有益效果在於
a) 實驗中用金屬圓環代替金屬盆，這樣水與半導體致冷片直接接觸，致冷效果迅速 增強，同時可方便取出冰塊。
b) 在半導體致冷片冷端面加上散熱片，防止因半導體致冷片放熱面的熱量傳遞給冷 端面，維持冷熱面有較大溫差。
c) 將散熱片全部浸入水中或用小電風扇幫助散熱片快速散熱。
本實用新型的有益效果在於製作簡單，取材容易。溫差電效應演示儀致冷裝置可以 用風冷或水(介質)冷散熱，所以演示內容豐富，現象明顯。此外，製冰的水為敞開式， 所以結冰過程看得非常清楚。

圖1為採用水冷時本實用新型的結構圖示。 圖2是採用風冷時本實用新型的結構圖示。
圖中標號l是冷卻散熱水盆，2是散熱板，3是半導體致冷片，4是支架，5是電源 外接插座，6是連接線，7是接線柱，8是電源，9是金屬圓環，IO是用於演示結冰的水， ll是冷水，12是散熱風扇。
具體實施方式

下面通過實施例進一歩說明本實用新型。
實施例l:將下列各部件按圖l-圖2所示方式連接，該領域技術人員均能順利實施。 散熱板2的長、寬、高分別為80X70X35mm、冷卻散熱水盆1的長、寬、高為520x320x80 mm、金屬圓環9的內直徑25 mm，高為10mm、散熱風扇12的直徑為70mm，高為15 mm。 溫差電效應致冷(水冷)演示儀裝置長、寬、高分別為85x65x70mm，溫差電效應致冷(風 冷)演示儀裝置長、寬、高分別為110x70x75mm，電源8電壓為12伏。
溫差電效應致冷(水冷)演示儀如圖1所示，半導體致冷片3下面有散熱板2，散熱 板2浸入冷水11中。散熱板2上面放上金屬圓環9，金屬圓環9內放入用於演示結冰的水 10，用於製冰。
溫差電效應致冷(風冷)演示儀如圖2所示，半導體致冷片3下面有散熱板2，散熱 板2下面裝有散熱風扇12。散熱板2上面放上金屬圓環9，金屬圓環9內放入用於演示結 冰的水IO，用於製冰。
權利要求1、一種溫差電效應致冷演示實驗儀，由散熱部件、散熱板(2)、半導體致冷片(3)、電源(8)和金屬圓環(9)組成，其特徵在於半導體致冷片(3)位於散熱板(2)上方，電源外接插座(5)通過支架(4)固定於散熱板(2)上方，電源外接插座(5)通過連接線(6)連接接線柱(7)，接線柱(7)位於電源(8)面板上，半導體致冷片(3)上設有金屬圓環(9)，金屬圓環(9)內設有用於演示結冰的水(10)，半導體致冷片(3)通過導線連接電源外接插座(5)，散熱板(2)位於散熱部件上方。
2、 根據權利要求1所述的溫差電效應致冷演示實驗儀，其特徵在於散熱部件採用冷卻散熱水盆(1)或散熱風扇(12)。
3、 根據權利要求2所述的溫差電效應致冷演示實驗儀，其特徵在於使用冷卻散熱水盆(1)日寸，散熱板(2)浸入冷卻散熱水盆(1)內的冷水(ll)中。
4、 根據權利要求2所述的溫差電效應致冷演示實驗儀，其特徵在於使用散熱風扇(12)時，散熱板(2)位於散熱風扇(12)上方。
專利摘要本實用新型涉及一種教學用的實驗儀器，具體涉及一種溫差電效應致冷演示實驗儀。由散熱部件、散熱板、半導體致冷片、電源和金屬圓環組成，其特徵在於半導體致冷片位於散熱板上方，電源外接插座通過支架固定於散熱板上方，電源外接插座通過連接線連接機箱，機箱內設有電源，半導體致冷片上設有金屬圓環，金屬圓環內設有用於演示結冰的水，半導體致冷片通過導線連接電源外接插座，散熱板位於散熱部件上方。本實用新型結構簡單，成本低，教學效果好。
文檔編號G09B23/00GK201345183SQ200920067878
公開日2009年11月11日 申請日期2009年2月19日 優先權日2009年2月19日
發明者童培雄, 趙在忠 申請人:復旦大學