專利名稱：半導(dǎo)體制冷與制熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)儀器，尤其涉及一種利用半導(dǎo)體片的熱電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱功能的半導(dǎo)體制冷與制熱裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體材料的熱電效應(yīng)是一項(xiàng)重要的物理特性，半導(dǎo)體熱電效應(yīng)對我們具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，例如可以利用熱電發(fā)電，解決目前的電力緊缺問題，還有利用半導(dǎo)體片來制熱或制冷。半導(dǎo)體片的研究涉及到很多物理和工科知識，如熱學(xué)、電磁學(xué)、半導(dǎo)體物理和電路設(shè)計(jì)及組件制作等，有很好的綜合性，能體現(xiàn)學(xué)科交叉的特點(diǎn)，符合目前清潔能源的發(fā)展要求，有一定的研究價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠通過改變半導(dǎo)體片兩端電壓極性實(shí)現(xiàn)制冷和制熱模式的轉(zhuǎn)換，通過測量半導(dǎo)體片的溫差電動(dòng)勢率來理解熱電效應(yīng)原理的半導(dǎo)體制冷與制熱裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為一種半導(dǎo)體制冷與制熱裝置，包括散熱風(fēng)扇、第一鋁散熱塊、半導(dǎo)體片、第二鋁散熱塊、水箱、溫度探頭、第一溫度顯示器、第二溫度顯示器、12V直流電源、導(dǎo)線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電壓顯示器、和進(jìn)出水管；其特征在于第一鋁散熱塊和第二鋁散熱塊通過導(dǎo)熱硅膠緊貼在半導(dǎo)體片的兩側(cè)，散熱風(fēng)扇緊貼在第一鋁散熱塊的表面，水箱緊貼第二鋁散熱塊的表面，水箱上設(shè)有進(jìn)出水管，兩個(gè)溫度探頭分別內(nèi)置在第一鋁散熱塊和第二鋁散熱塊內(nèi)部；第一溫度顯示器和第二溫度顯示器分別與一個(gè)溫度探頭電連接，12伏直流電源分別通過導(dǎo)線為散熱風(fēng)扇和半導(dǎo)體片提供電源；電壓顯示器與半導(dǎo)體片電連接，并且用于顯示半導(dǎo)體片兩端的電壓；在12伏直流電壓和半導(dǎo)體片之間還串聯(lián)有用于改變外加在半導(dǎo)體片3上的電壓極性的轉(zhuǎn)換開關(guān)。本實(shí)用新型可以用來研究熱電效應(yīng)，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有兩個(gè)方面，一是測半導(dǎo)體片的溫差電動(dòng)勢率，即半導(dǎo)體片上接入外加12V電壓后，電能做功，將熱量從冷端輸運(yùn)到熱端，直至半導(dǎo)體片兩端產(chǎn)生20攝氏度以上的溫差，然后切斷電源，觀察溫差致電效應(yīng)，測量制冷片的溫差電動(dòng)勢率；二是制冷和制熱過程演示，即通過轉(zhuǎn)換開關(guān)改變外加電壓的極性， 實(shí)現(xiàn)制冷和制熱模式的轉(zhuǎn)換?？傊?，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、內(nèi)容層次豐富，既可作為高校本?？粕慕虒W(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用，亦可用作生活飲酒機(jī)、飲水機(jī)、小冰箱、車載冰柜以及局部散熱器等。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例1中溫差電動(dòng)勢率的測量數(shù)據(jù)圖。圖3為實(shí)施例1中制冷過程演示數(shù)據(jù)圖。[0009]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見圖1，本半導(dǎo)體制冷與制熱裝置，包括散熱風(fēng)扇1、第一鋁散熱塊2、半導(dǎo)體片 3、第二鋁散熱塊4、水箱5、溫度探頭6、第一溫度顯示器7、第二溫度顯示器8、12V直流電源 9、導(dǎo)線10、轉(zhuǎn)換開關(guān)11、電壓顯示器12、和進(jìn)出水管13 ；其特征在于第一鋁散熱塊2和第二鋁散熱塊4通過導(dǎo)熱硅膠緊貼在半導(dǎo)體片3的兩側(cè)，散熱風(fēng)扇1緊貼在第一鋁散熱塊2的表面，水箱5緊貼第二鋁散熱塊4的表面，水箱5上設(shè)有進(jìn)出水管13，兩個(gè)溫度探頭6分別內(nèi)置在第一鋁散熱塊2和第二鋁散熱塊4內(nèi)部；第一溫度顯示器7和第二溫度顯示器8分別與一個(gè)溫度探頭6電連接，12伏直流電源9分別通過導(dǎo)線10為散熱風(fēng)扇1和半導(dǎo)體片3 提供電源；電壓顯示器12與半導(dǎo)體片3電連接，并且用于顯示半導(dǎo)體片3兩端的電壓。在 12伏直流電壓9和半導(dǎo)體片3之間還串聯(lián)有用于改變外加在半導(dǎo)體片3上的電壓極性的轉(zhuǎn)換開關(guān)11。本實(shí)施例中，第一散熱鋁塊和第二散熱鋁塊的尺寸均為40*40*40mm ；第一溫度顯示器和第二溫度顯示器的精度為0.1攝氏度；半導(dǎo)體片材料為碲化鉍；水箱內(nèi)裝入水體積為IOOOml ；轉(zhuǎn)換開關(guān)可以變換電源的極性。本實(shí)施例可以進(jìn)行溫差電動(dòng)勢率的測量試驗(yàn)， 即利用電熱效應(yīng)產(chǎn)生20°C以上的溫差，觀察溫差致電效應(yīng)，測量制冷片的溫差電動(dòng)勢率，測量結(jié)果如圖3所示。還可以進(jìn)行制冷過程演示實(shí)驗(yàn)，即在半導(dǎo)體片兩端接上12V直流電壓后，冷端和熱端溫度及溫差變化曲線如圖4所示。
權(quán)利要求1. 一種半導(dǎo)體制冷與制熱裝置，包括散熱風(fēng)扇(1)、第一鋁散熱塊O)、半導(dǎo)體片(3)、 第二鋁散熱塊、水箱(5)、溫度探頭(6)、第一溫度顯示器(7)、第二溫度顯示器(8)、12V 直流電源(9)、導(dǎo)線(10)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)、電壓顯示器(12)、和進(jìn)出水管(13)；其特征在于 第一鋁散熱塊( 和第二鋁散熱塊(4)通過導(dǎo)熱硅膠緊貼在半導(dǎo)體片(3)的兩側(cè)，散熱風(fēng)扇(1)緊貼在第一鋁散熱塊O)的表面，水箱( 緊貼第二鋁散熱塊的表面，水箱(5) 上設(shè)有進(jìn)出水管(13)，兩個(gè)溫度探頭(6)分別內(nèi)置在第一鋁散熱塊( 和第二鋁散熱塊 (4)內(nèi)部；第一溫度顯示器(7)和第二溫度顯示器(8)分別與一個(gè)溫度探頭(6)電連接，12 伏直流電源(9)分別通過導(dǎo)線(10)為散熱風(fēng)扇(1)和半導(dǎo)體片(3)提供電源；電壓顯示器(12)與半導(dǎo)體片(3)電連接，并且用于顯示半導(dǎo)體片(3)兩端的電壓；在12伏直流電壓 (9)和半導(dǎo)體片(3)之間還串聯(lián)有用于改變外加在半導(dǎo)體片(3)上的電壓極性的轉(zhuǎn)換開關(guān) (11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種半導(dǎo)體制冷與制熱裝置，包括散熱風(fēng)扇、第一鋁散熱塊、半導(dǎo)體片、第二鋁散熱塊、水箱、溫度探頭、第一溫度顯示器、第二溫度顯示器、12V直流電源、導(dǎo)線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電壓顯示器、和進(jìn)出水管；第一鋁散熱塊和第二鋁散熱塊通過導(dǎo)熱硅膠緊貼在半導(dǎo)體片的兩側(cè)，散熱風(fēng)扇緊貼在第一鋁散熱塊的表面，水箱緊貼第二鋁散熱塊的表面，水箱上設(shè)有進(jìn)出水管，兩個(gè)溫度探頭分別內(nèi)置在第一鋁散熱塊和第二鋁散熱塊內(nèi)部；第一溫度顯示器和第二溫度顯示器分別與一個(gè)溫度探頭電連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、內(nèi)容層次豐富，既可作為高校本專科生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用，亦可用作生活飲酒機(jī)、飲水機(jī)、小冰箱、車載冰柜以及局部散熱器等。
文檔編號G09B23/18GK202258057SQ20112036724
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者張開駒 申請人:南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院