Пристрій контролю параметрів тем пельтьє

1. Пристрій контролю параметрів термоелектричних модулів Пельтьє з електротепломеханічного, вимірювального, комутаційного, реєстраційного, керуючого блоків та блока живлення, розташованих у вакуумно-термостатуючій камері, який відрізняється тим, що електротепломеханічний блок містить механічний кулько-пружинний фіксатор положення сенсора безконтактного конт 3 26486 термоелектричних модулів Пельтьє з електротепломеханічного, вимірювального, комутаційного, реєстраційного, керуючого блоків та блоку живлення, розміщеній у вакуумно-термостатуючій камері, електротепломеханічний блок містить механічний кулько-пружинний фіксатор положення сенсора безконтактного контролю температури охолоджуючих граней модулів Пельтьє, які повіряються та/або контролюються, при цьому сенсор виконано у вигляді термоелектричного компаратора різночасового або одночасного компарування; пристрій містить паровидаляючі холодильники на основі радіаторів та модулів Пельтьє. Тому ознака - електротепломеханічний блок містить механічний кулько-пружинний фіксатор положення сенсора безконтактного контролю температури охолоджуючих граней модулів Пельтьє, які повіряються та/або контролюються, при цьому сенсор виконано у вигляді термоелектричного компаратора різночасового або одночасного компарування; електротепломеханічний блок містить паровидаляючі холодильники на основі радіаторів та модулів Пельтьє - забезпечує корисній моделі необхідний «винахідницький рівень». Промислове використання запропонованого пристрою не вимагає застосування спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. На Фіг.1, Фіг.2 представлено схематичну конструкцію елетротепломеханічного блоку пристрою, який призначений для контролю параметрів термоелектричних модулів. Електротепломеханічний блок складається з основи 1, виконаної, наприклад, з конструкційної сталі, ліва бічна поверхня якої містить стандартний електровивідний з'єднувач 2. До основи 1 за допомогою гвинтів та чотирьох шпильок 6 закріплено металевий диск-радіатор 5, в якому на радіусі r1, через кут a, періодично розміщено n отворів для розташування та послідуючого кріплення термоелектричних модулів 7, а на радіусі r2-n напівсферичних заглиблень, призначених для фіксації держака 10 за допомогою кулькопружиного фіксатора 11 (r1>r2). Під диском 5, в його центральній частині, співвісно розміщено кроковий двигун 8 з групою рухомих електроконтактів 9. До вісі крокового двигуна 8 закріплено поворотний держак 10 з кулькопружинним фіксатором 11 (закріпленим гвинтом 17) та сенсором температури 13. Слід відмітити, що центри кулькопружинного фіксатора 11 розміщено на відстані r2, а сенсора 13 - на відстані r1. Термоелектричні модулі, які повіряються (в нашому випадку за номерами IIXVI), розміщуються спiввісно відносно сенсора 13 на певній заданій відстані, яка виставляється з'ємним вимірювачем відстані 14, зафіксованих фіксаторами 15. Електричні виводи сенсора 13 виводяться через внутрішню канавку, яка проходить спочатку вздовж довжини держака 10 та далі через вісь крокового двигуна 8, і за допомогою рухомих електроконтактів 9 підводяться до електромонтажної колодки 4 та електровивідного з'єднувача 2. Електричні виводи всіх ТЕМ тарова 4 них термопар, які розташовані на еталонному модулі 12, теж за допомогою електромонтажної колодки 4 та виводів 3 підключено до з'єднувача 2. Вимірювач відстані 14 кріпиться до держака 10 за допомогою фіксатора 16 і застосовується тільки на час задания відстані проміжку між сенсором 13 та модулями 7 і 12. Для видалення атмосферних парів води в об'ємі електромеханічного блоку на внутрішній бічній стороні основи 1 розміщено два паровидаляючі холодильники на основі радіаторів 20 та модулів Пельтьє 19, в нижній частині яких розташовано ємності 18 для збору води, яка конденсується. Запропонований електротепломеханічний блок працює наступним чином. За допомогою фіксаторів 15 у отворах під номерами І-XVI дискарадіатора 5 кріпляться модулі 7, що повіряються, та еталонний модуль 12. Попередньо задано відстані між ними та сенсором 13 почергово виставляються за допомогою вимірювача 14, який після цього видаляється. Далі цей блок накривається термостатуючим екраном (на Фіг.1 та Фіг.2 екран не показано) і розміщується в камері тепла та холоду (КТХ). За допомогою зовнішнього блоку керування задаються необхідні температура та тиск об'єму КТХ. Після встановлення вибраного режиму через еталонний модуль 12 пропускають відповідний електричний струм та проводять тарування сенсора 13 (наприклад, у вибираному режимі різночасового компарування). Пропускаючи, за допомогою блоку керування імпульси струму через кроковий двигун 8, почергово переміщують на певний заданий кут a держак 10. При цьому, кулькопружинний фіксатор 11 жорстко фіксується у напівсферичних заглибленнях диска-радіатора 5, задаючи почергово вибрані положення держака 10 з сенсором 13 строго над охолоджуваною робочою гранню кожного з ТЕМ Пельтьє, що розміщені у відповідних гніздах І-XVI. Внаслідок теплообміну між робочими гранями сенсора та модулів, які контролюються, вихідна електрорушійна сила сенсора приймає значення, прямо пропорційне температурі робочої грані конкретного модуля. Електричний сигнал сенсора 13 через групу рухомих електричних контактів 9 виводиться далі до відповідних зовнішніх реєстраційного та вимірювального блоків. Живлення всіх модулів проводиться зовнішнім блоком живлення а контроль струму - зовнішнім блоком вимірювання. В деяких випадках, наприклад в умовах серійного виробництва, запропонований блок застосовується для відбракування модулів без застосування КТХ. Для забезпечення відсутності інею, який утворюється внаслідок наявності вологого повітря на поверхнях робочих граней модулів і веде до неможливості контролю глибини охолодження, використовується попереднє вимороження внутрішнього об'єму цього блоку паровидаляючими холодильниками, які закріплено до внутрішньої сторони основи 1. Це веде до значного скорочення часу контролю та відбракування в умовах серійного виробництва одно-, а особливо багатокаскадних, модулів Пельтьє. 5 26486 Якщо в якості сенсора 13 застосовується компаратор одночасного компарування, то це дає можливість автоматизувати процес вимірювання та контролю параметрів і значно скоротити їх час, що особливо важливо при визначенні динамічних режимів роботи модулів. Запропонована конструкція електротепломеханічного блоку характеризується відсутністю горизонтального кута розкиду положення держка від заданого та строго заданим вертикальним розміщенням сенсора на певній відстані від термоелектричного модуля, який повіряється. Визначення глибини охолодження в цьому випадку проводиться із значно меншою похибкою. Наприклад, при застосуванні сенсора на основі анізотропних термоелементів його чутливість складає 50300мкВ/К, що у нашому випадку дозволяє визна Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 6 чати глибину о холодження модулів з похибкою не більше 5%. Запропонований електротепломеханічний блок пройшов випробування і дозволяє визначати такі параметри модулів Пельтьє, як глибина охолодження в режимах холостого ходу та при теплових навантаженнях, максимальний перепад температури, оптимальний струм та електричну потужність, яку вони споживають у статичних і динамічних режимах. Література: 1. А.Л.Вайнер. Термоэлектрические параметры и их измерения. Одесса, 1998. - 68с. 2. А.с. №991809 СССР. Устройство для измерения глубины охлаждения термоэлектрических холодильников Пельтьє. А.А.Аще улов, Н.Н.Глемба, Ю.И.Зозуля, Р.И.Плашенков, Л.И.Простеби, В.Я.Шевченко. - заявл. 04.04.81 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601