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成果簡介 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)簡單、加熱制冷切換方便、冷熱轉(zhuǎn)換具有可逆性等優(yōu)點�；ぐ踩M對基于半導(dǎo)體制冷片溫控系統(tǒng)的影響因素進行了全面、系統(tǒng)分析和實驗研究，設(shè)計完成了大功率、高可靠性的半導(dǎo)體制冷片驅(qū)動電路，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，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 （1）高精度溫度采集電路：創(chuàng)新性采用比率法和激勵換向技術(shù)，系統(tǒng)溫度分辨力達到0.001℃，檢測精度達到±0.01℃。 （2）大功率高可靠性的半導(dǎo)體制冷驅(qū)動：采用H橋電路形式實現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片加熱制冷方式的切換，解決了該類驅(qū)動電路無死區(qū)防護、功率小等問題；設(shè)計引入濾波和保護電路，大大增強了半導(dǎo)體制冷片的壽命及驅(qū)動電路的可靠性。 （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性等因素，綜合采用了單點與掃描結(jié)合、高低溫分段處理、隨環(huán)境溫度變化動態(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 浙江省公益項目 前期應(yīng)用示范情況 已用于微量蒸氣壓測定儀產(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)運行穩(wěn)定可靠，可復(fù)制性強，實現(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)簡單、系統(tǒng)噪音小、控溫精確度高以及成本低等優(yōu)點，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：中國計量大學(xué)工貿(mào)所。 中國計量大學(xué)工業(yè)與商貿(mào)計量技術(shù)研究所簡介 中國計量大學(xué)是以“計量、測試、標(biāo)準(zhǔn)”為特色的院校，主要培養(yǎng)測試技術(shù)、儀器開發(fā)方向的專屬人才。 中國計量大學(xué)工業(yè)與商貿(mào)計量技術(shù)研究所是學(xué)校為進一步推動高水平研究團隊的建設(shè)而在2014年設(shè)立的兩個學(xué)科特區(qū)之一，主要針對工業(yè)生產(chǎn)與貿(mào)易往來中關(guān)乎國計民生的計量測試問題，以新方法、技術(shù)、設(shè)備及評價為研究對象，主要研究方向為化工產(chǎn)品及工藝安全測試技術(shù)與儀器、零部件無損檢測技術(shù)與設(shè)備、光柵信號處理與齒輪精密測量，涉及的單元技術(shù)有高精度溫度檢測技術(shù)、快速熱電傳感技術(shù)、高穩(wěn)態(tài)溫度場發(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數(shù)字細(xì)分、光柵信號短周期誤差補償、機器視覺高精度尺寸測量。研究所同時是化工產(chǎn)品安全測試技術(shù)及儀器浙江省工程實驗室，先后承擔(dān)國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項、國家公益性行業(yè)科研專項、國家自然基金、973等國家級項目，科研經(jīng)費超千萬�，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、產(chǎn)研融合”是研究所的標(biāo)簽，以應(yīng)用驅(qū)動為前提，通過方法技術(shù)化、技術(shù)產(chǎn)品化、產(chǎn)品市場化，將科研成果落腳于實際應(yīng)用，為經(jīng)濟與社會發(fā)展提供推動力，同時為研究所提供持續(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。 更多研究所介紹請登錄研究所網(wǎng)站itmt.cjlu.edu.cn或微信公眾號。 |
