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成果簡(jiǎn)介 半導(dǎo)體制冷片是利用特殊半導(dǎo)體材料構(gòu)成的PN結(jié)產(chǎn)生Peltier效應(yīng)制成，具有無噪聲、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加熱制冷切換方便、冷熱轉(zhuǎn)換具有可逆性等優(yōu)點(diǎn)�；ぐ踩M對(duì)基于半導(dǎo)體制冷片溫控系統(tǒng)的影響因素進(jìn)行了全面、系統(tǒng)分析和實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)完成了大功率、高可靠性的半導(dǎo)體制冷片驅(qū)動(dòng)電路，并積累了半導(dǎo)體制冷片加熱制冷切換雙向溫控算法的豐富經(jīng)驗(yàn)，形成了半導(dǎo)體制冷片整套的研究方法和應(yīng)用手段。目前，半導(dǎo)體制冷片的高精度溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用在產(chǎn)品中。 系統(tǒng)組成 
圖1 基于半導(dǎo)體制冷片的溫度控制單元結(jié)構(gòu)
圖2 高精度溫度控制系統(tǒng)硬件組成 技術(shù)指標(biāo) （1）溫度范圍：0~120℃； （2）控溫精度：±0.05℃； （3）半導(dǎo)體制冷片驅(qū)動(dòng)電路能夠最大支持20V 15A輸出。
圖3 0℃和120℃溫度控制曲線圖
圖4 37.8℃溫度控制過程曲線圖
圖5 37.8℃穩(wěn)態(tài)控制精度曲線圖 技術(shù)特點(diǎn) （1）高精度溫度采集電路：創(chuàng)新性采用比率法和激勵(lì)換向技術(shù)，系統(tǒng)溫度分辨力達(dá)到0.001℃，檢測(cè)精度達(dá)到±0.01℃。 （2）大功率高可靠性的半導(dǎo)體制冷驅(qū)動(dòng)：采用H橋電路形式實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片加熱制冷方式的切換，解決了該類驅(qū)動(dòng)電路無死區(qū)防護(hù)、功率小等問題；設(shè)計(jì)引入濾波和保護(hù)電路，大大增強(qiáng)了半導(dǎo)體制冷片的壽命及驅(qū)動(dòng)電路的可靠性。 （3）雙向多模式溫控：溫控策略充分考慮半導(dǎo)體制冷片加熱制冷輸出功率差異、功率隨溫度變化以及系統(tǒng)加熱制冷方式切換的隨機(jī)性等因素，綜合采用了單點(diǎn)與掃描結(jié)合、高低溫分段處理、隨環(huán)境溫度變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)等多重溫控調(diào)節(jié)方式。 獲得研發(fā)資助情況 浙江省公益項(xiàng)目 前期應(yīng)用示范情況 已用于微量蒸氣壓測(cè)定儀產(chǎn)品中的溫度控制，溫度范圍為0~120℃，控溫精度為±0.05℃，驅(qū)動(dòng)電路輸出12V/10A。相關(guān)產(chǎn)品已通過批量試產(chǎn)，溫控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可復(fù)制性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)成本低，適合于批量生產(chǎn)。、 轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景 半導(dǎo)體制冷片因加熱制冷切換方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)噪音小、控溫精確度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，有望在科學(xué)儀器溫度控制、溫度發(fā)生和電氣設(shè)備散熱等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。特別是隨著儀器儀表尤其是生命科學(xué)儀器、化學(xué)分析儀器等逐漸向高精度、小型化方向快速發(fā)展，高精度的小型溫度控制系統(tǒng)需求越來越旺盛，因此半導(dǎo)體制冷片具有良好的應(yīng)用前景。 合作方式 （1）技術(shù)轉(zhuǎn)讓；（2）委托開發(fā)；（3）雙方聯(lián)合開發(fā)。 應(yīng)用領(lǐng)域 分析儀器、醫(yī)療儀器、生命科學(xué)測(cè)試儀器、家用電器等領(lǐng)域中高精度的恒溫、勻速升降溫等多模式的溫度控制，以及電氣裝置散熱等。 聯(lián)系人：楊遂軍； 聯(lián)系電話：0571-86872415、0571-87676266； Email:yangsuijun1@sina.com； 工貿(mào)所網(wǎng)址：http://itmt.cjlu.edu.cn； 工貿(mào)所微信公眾號(hào)：中國計(jì)量大學(xué)工貿(mào)所。 中國計(jì)量大學(xué)工業(yè)與商貿(mào)計(jì)量技術(shù)研究所簡(jiǎn)介 中國計(jì)量大學(xué)是以“計(jì)量、測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)”為特色的院校，主要培養(yǎng)測(cè)試技術(shù)、儀器開發(fā)方向的專屬人才。 中國計(jì)量大學(xué)工業(yè)與商貿(mào)計(jì)量技術(shù)研究所是學(xué)校為進(jìn)一步推動(dòng)高水平研究團(tuán)隊(duì)的建設(shè)而在2014年設(shè)立的兩個(gè)學(xué)科特區(qū)之一，主要針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)與貿(mào)易往來中關(guān)乎國計(jì)民生的計(jì)量測(cè)試問題，以新方法、技術(shù)、設(shè)備及評(píng)價(jià)為研究對(duì)象，主要研究方向?yàn)?strong>化工產(chǎn)品及工藝安全測(cè)試技術(shù)與儀器、零部件無損檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備、光柵信號(hào)處理與齒輪精密測(cè)量，涉及的單元技術(shù)有高精度溫度檢測(cè)技術(shù)、快速熱電傳感技術(shù)、高穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)發(fā)生技術(shù)、低熱惰性高壓容器制備工藝、激光和電磁加熱、非穩(wěn)態(tài)傳熱反演、基于幅值分割原理的光柵信號(hào)數(shù)字細(xì)分、光柵信號(hào)短周期誤差補(bǔ)償、機(jī)器視覺高精度尺寸測(cè)量。研究所同時(shí)是化工產(chǎn)品安全測(cè)試技術(shù)及儀器浙江省工程實(shí)驗(yàn)室，先后承擔(dān)國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)、國家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)、國家自然基金、973等國家級(jí)項(xiàng)目，科研經(jīng)費(fèi)超千萬�，F(xiàn)有專職科研人員9人、工程技術(shù)人員2人、在讀研究生30余人、行政與科研管理人員3人。 “應(yīng)用驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)研融合”是研究所的標(biāo)簽，以應(yīng)用驅(qū)動(dòng)為前提，通過方法技術(shù)化、技術(shù)產(chǎn)品化、產(chǎn)品市場(chǎng)化，將科研成果落腳于實(shí)際應(yīng)用，為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展提供推動(dòng)力，同時(shí)為研究所提供持續(xù)發(fā)展所需資金、影響力、信息等各類資源的支撐，目前研究所已擁有2家產(chǎn)業(yè)化公司。 更多研究所介紹請(qǐng)登錄研究所網(wǎng)站itmt.cjlu.edu.cn或微信公眾號(hào)。 |
