專(zhuān)利名稱(chēng)：一種放射性同位素微型熱電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型熱電電源領(lǐng)域，具體講的是一種放射性同位素微型熱電電源。
背景技術(shù)：
隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的迅猛發(fā)展，微型傳感器、超微電動(dòng)機(jī)、微型飛行器和 用于診斷的柔性管道機(jī)器人等得到逐步的推廣應(yīng)用，盡管微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件的許多 功能部件，如微傳感器、微執(zhí)行器、微泵、微閥等，其體積都可以做得很小，但為微機(jī)電系 統(tǒng)(MEMS)器件提供能量的動(dòng)力源卻多數(shù)采用外接電纜供電，對(duì)整個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)體積大， 使用不方便；有些采用化學(xué)電池供電，其使用壽命短且不環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種使用方便、壽命長(zhǎng)且環(huán)保的放射性同位素微型熱
電電源。
本發(fā)明要解決的技術(shù)方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的放射性同位素微型熱電電源它 包括外殼體、熱源以及設(shè)置在外殼體與熱源之間的多個(gè)微型熱電發(fā)電器；所述的熱源包括屏 蔽腔體，屏蔽腔體的中心位置設(shè)置一可存放放射性同位素的熱源腔室，所述屏蔽腔體上還開(kāi) 有一與熱源腔室連通的孔，所述孔內(nèi)設(shè)置一塞子，所述屏蔽腔體的外表面貼合一熱源腔外套； 所述微型熱電發(fā)電器的一端面與外殼體的內(nèi)表面貼合，微型熱電發(fā)電器的另一端面與熱源腔 外套的外表面貼合；所述微型熱電發(fā)電器的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線設(shè)置在熱電電源整 體外。
采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明一種放射性同位素微型熱電電源與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu) 點(diǎn)放射性同位素?zé)犭婋娫床捎梦⒓庸ぜ夹g(shù)，使得整體體積很小(厘米尺度以下)，使用方便； 且利用放射性同位素衰變發(fā)射的粒子撞擊屏蔽腔表面產(chǎn)生熱源，再通過(guò)微型熱電發(fā)電器產(chǎn)生 電能，因?yàn)榉派湫酝凰鼐哂兴プ兯俣认鄬?duì)穩(wěn)定、受外界條件影響很小、半衰期長(zhǎng)、可靠性 高以及放射能量密度比較大等優(yōu)點(diǎn)，因而放射性同位素?zé)犭婋娫词褂脡勖L(zhǎng)，環(huán)保，且可以 置于多種特殊場(chǎng)合為微機(jī)電系統(tǒng)供電。
作為一種改進(jìn)，所述的外殼體的外表面設(shè)置有肋片狀散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的散熱片可有助 于微型熱電發(fā)電器的外端面熱量與外界環(huán)境的熱交換，從而使微型熱電發(fā)電器的外端面維持 較低的溫度。
作為一種改進(jìn)，所述的塞子和孔之間還設(shè)有密封環(huán)。所述的密封環(huán)由容易變形的金屬如
3銀或銅或其他合金制成。有利于增加塞子和孔之間的密封性。
作為一種改進(jìn)，所述的熱源腔外套與屏蔽腔之間還涂有導(dǎo)熱材料。所述的導(dǎo)熱材料為導(dǎo) 熱硅脂或?qū)崮z，進(jìn)而增加整個(gè)熱源的導(dǎo)熱性能。
作為一種改進(jìn)，所述的熱源腔外套由上套件與下套件套接，這樣不僅方便熱源腔外套的 生產(chǎn)加工，且有利于熱源整體的組裝。


圖1是本發(fā)明一種放射性同位素微型熱電電源的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明一種放射性同位素微型熱電電源中微型熱電發(fā)電器的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所不
1、外殼體，2、微型熱電發(fā)電器，3、屏蔽腔體，4、熱源腔外套，5、塞子，6、蓋板， 7、密封環(huán)，8、熱源腔室，9、外接導(dǎo)線，10、金屬導(dǎo)流層，11、上基板，12、電偶臂，13、 下基板，14、孑L。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 如圖l、圖2所示。
本發(fā)明一種放射性同位素微型熱電電源，它包括外殼體1、熱源以及設(shè)置在外殼體1與 熱源之間的多個(gè)微型熱電發(fā)電器2;所述的熱源包括屏蔽腔體3，屏蔽腔體3的中心位置設(shè)置 一可存放放射性同位素的熱源腔室8,所述屏蔽腔體3上還丌有一與熱源腔室8連通的孔14， 所述孔14內(nèi)設(shè)置一塞子5，所述屏蔽腔體3的外表面貼合一熱源腔外套4;所述微型熱電發(fā) 電器2的一端面與外殼體1的內(nèi)表面貼合，微型熱電發(fā)電器2的另一端面與熱源腔外套4的 外表面貼合；所述微型熱電發(fā)電器2的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線9設(shè)置在熱電電源整體 外。
所述的多個(gè)微型熱電發(fā)電器2之間是串聯(lián)或并聯(lián)，根據(jù)所需要提供的電壓來(lái)確定多個(gè)微 型熱電發(fā)電器2之間的連接關(guān)系。所述的微型熱電發(fā)電器2可以為單級(jí)微型熱電發(fā)電器，也 可以為三級(jí)微型熱電發(fā)電器，本實(shí)施例采用三級(jí)微型熱電發(fā)電器，呈方形結(jié)構(gòu)。所述的三級(jí) 微型熱電發(fā)電器，它包括上基板ll、下基板13、引出導(dǎo)線9以及電偶臂12陣列，所述的電 偶臂12為半導(dǎo)體材料，主要包括ZnSb、 PbTe、 Bi2Te3、 Bi,.xSbx等多種合金材料，它還包括 將半導(dǎo)體電偶臂串聯(lián)起來(lái)的金屬導(dǎo)流層10;所述的上基板11和下基板13可采用高導(dǎo)熱絕緣 材料如95%的氧化鋁陶瓷或75%的氧化鋁陶瓷，也可采用金屬材料外鍍絕緣層制成，如銅或 鋁或其他高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材料等。
所述的熱源腔室8的內(nèi)部可存放放射性同位素，所述的放射性同位素主要采用a放射源作為熱源，用含a粒子較高的238Pu或244Cm或243Cm或210Po或238Th或232U等。 所述的外殼體1的外表面設(shè)置有肋片狀散熱結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的散熱片可有助于微型熱電發(fā)
電器2的外端面熱量與外界環(huán)境的熱交換，從而使微型熱電發(fā)電器的外端面維持較低的溫度。
所述的微型熱電發(fā)電器2通過(guò)賽貝克效應(yīng)直接將溫差轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｋ龅馁愗惪诵?yīng)為現(xiàn)有
技術(shù)，其原理是指由于溫差而產(chǎn)生的熱電現(xiàn)象，也稱(chēng)作熱電效應(yīng)。
所述的塞子5和孔14之間還設(shè)有密封環(huán)7，所述的密封環(huán)由容易變形的金屬如銀或銅或
其他合金制成。有利于增加塞子5和孔14之間的密封性。
所述的塞子5的外端面與熱源腔外套4內(nèi)表面之間還設(shè)置一蓋板6，所述蓋板6的一端
面與熱源腔外套4內(nèi)表面貼合，蓋板6的另一端面與塞子5的外端面貼合。
所述的熱源腔外套4與屏蔽腔3之間還涂有導(dǎo)熱材料。所述的熱源腔外套4由上套件15 與下套件16套接。這樣不僅方便熱源腔外套4的生產(chǎn)加工，且有利于熱源整體的組裝。
工作時(shí)，熱源腔室8內(nèi)的放射性同位素自發(fā)的連續(xù)不斷的衰變，輻射出具有一定能量的 a粒子連續(xù)撞擊屏蔽腔體3，使屏蔽腔體3溫度升高，熱量傳遞給熱源腔外套4，再傳遞到微 型熱電發(fā)電器2的內(nèi)端面，使其溫度升高。微型熱電發(fā)電器2的外端面通過(guò)外殼體1和外界 環(huán)境大面積傳熱，使自身溫度維持在一個(gè)較低溫度。熱傳遞到一定程度保持平衡，在微型熱 電發(fā)電器2兩端就形成穩(wěn)定的溫差，從而使電源輸出穩(wěn)定持續(xù)的電能。
以上僅就本發(fā)明較佳的實(shí)施例作了說(shuō)明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的 結(jié)構(gòu)可以有其他變化，不局限于上述結(jié)構(gòu)，比如所述的微型熱電發(fā)電器2不僅可做成方形 結(jié)構(gòu)也可以做成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述的外殼體的外表面設(shè)置有肋片狀散熱結(jié)構(gòu)，也可為網(wǎng)格狀散 熱結(jié)構(gòu)?？傊?，凡在本發(fā)明產(chǎn)品獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種放射性同位素微型熱電電源，其特征在于它包括外殼體(1)、熱源以及設(shè)置在外殼體(1)與熱源之間的多個(gè)微型熱電發(fā)電器(2)；所述的熱源包括屏蔽腔體(3)，屏蔽腔體(3)的中心位置設(shè)置一可存放放射性同位素的熱源腔室(8)，所述屏蔽腔體(3)上還開(kāi)有一與熱源腔室(8)連通的孔(14)，所述孔(14)內(nèi)設(shè)置一塞子(5)，所述屏蔽腔體(3)的外表面貼合一熱源腔外套(4)；所述微型熱電發(fā)電器(2)的一端面與外殼體(1)的內(nèi)表面貼合，微型熱電發(fā)電器(2)的另一端面與熱源腔外套(4)的外表面貼合；所述微型熱電發(fā)電器(2)的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線(9)設(shè)置在熱電電源整體外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種放射性同位素微型熱電電源，其特征在于所述的外殼體(1)的外表面設(shè)置有肋片狀散熱結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種放射性同位素微型熱電電源，其特征在于所述的塞子(5)和孔(14)之間還設(shè)有密封環(huán)(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種放射性同位素微型熱電電源，其特征在于所述的塞子(5)的外端面與熱源腔外套(4)內(nèi)表面之間還設(shè)置一蓋板(6)，所述蓋板(6)的一端面與熱源 腔外套(4)內(nèi)表面貼合，蓋板(6)的另一端面與塞子(5)的外端面貼合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種放射性同位素微型熱電電源，其特征在于所述的熱源腔 外套(4)與屏蔽腔(3)之間還涂有導(dǎo)熱材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種放射性同位素微型熱電電源，其特征在于所述的熱源腔 外套(4)由上套件(15)與下套件(16)套接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種放射性同位素微型熱電電源，它包括外殼體(1)、熱源以及設(shè)置在外殼體(1)與熱源之間的多個(gè)微型熱電發(fā)電器(2)；熱源包括屏蔽腔體(3)，屏蔽腔體(3)的中心位置設(shè)置一可存放放射性同位素的熱源腔室(8)，屏蔽腔體(3)上還開(kāi)有與熱源腔室(8)連通的孔(14)，所述孔(14)內(nèi)設(shè)置一塞子(5)，屏蔽腔體(3)的外表面貼合熱源腔外套(4)；微型熱電發(fā)電器(2)的一端面與外殼體(1)的內(nèi)表面貼合，微型熱電發(fā)電器(2)的另一端面與熱源腔外套(4)的外表面貼合；微型熱電發(fā)電器的輸出導(dǎo)電接點(diǎn)連接的輸出導(dǎo)線(9)設(shè)置在熱電電源整體外。該放射性同位素微型熱電電源使用方便、壽命長(zhǎng)且環(huán)保。
文檔編號(hào)H02N3/00GK101483400SQ200910096169
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月14日
發(fā)明者宋瑞銀 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院