Анізотропний термоелектричний сенсор

1. Анізотропний термоелектричний сенcор, що виконаний на основі анізотропного термоелектричного модуля, верхня грань якого містить поглинаючо-випромінюючий неселективний шар, а нижня - тепловідвід у вигляді металевого корпусу з вивідними електроконтактами, який відрізняється тим, що на деякій відстані d1 перед верхньою 3 39677 ми електроконтактами, на деякій відстані d1 перед верхньою гранню анізотропного термоелектричного модуля встановлено оптичний фільтр з електропровідного матеріалу з необхідними спектральними характеристиками, внутрішня поверхня якого має діаметрально розташовані точкові електроконтакти, під'єднані за допомогою електровиводів до вивідного роз'єму, а відношення відстаней між модулем і фільтром d1 та фільтром і контрольованим об'єктом d2 вибирається в межах 0,1£d1×d21 £0,3. Тому ознака, яка заявляється - на деякій відстані d1 перед верхньою гранню анізотропного термоелектричного модуля встановлено оптичний фільтр з електропровідного матеріалу з необхідними спектральними характеристиками, внутрішня поверхня якого має діаметрально розташовані точкові електроконтакти, під'єднані за допомогою електровиводів до вивідного роз'єму; а відношення відстаней між модулем і фільтром d1 та фільтром і контрольованим об'єктом d2 вибирається в межах 0,1£d1×d2-1£0,3 - забезпечує заявленому пристрою необхідний «винахідницький рівень». Промислове використання запропонованого пристрою не вимагає спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. На кресленні представлено схематичну конструкцію одного з можливих варіантів анізотропного термоелектричного сенсора. Запропонований анізотропний термоелектричний сенсор складається із тепловідводу 7, виготовленого, наприклад, з міді, верхня торцева грань якого містить анізотропний термоелектричний модуль 5 з направлено-закристалізованих евтектичних матеріалів CdSb-MeSb, що знаходиться з ним у тепловому контакті через пластину 6 з кераміки 22ХС. Верхня грань анізотропного модуля 5 містить поглинаючо-випромінюючий неселективний шар 4 з платинової черні. Електричні виводи модуля 5 через отвір, що проходить вздовж вісі тепловідводу 7, підводиться до вихідних контактів 11 роз'єму 10, що розташований на протилежній торцевій грані тепловідводу 7. За хист від небажаних зовнішніх факторів модуля 5 проводиться за допомогою корпусу 8, який фіксується гвинтом 9. Перед верхньою гранню модуля 5 на відстані d1 встановлено оптичний фільтр 1 з електропровідного матеріалу з необхідними спектральними характеристиками, виготовленого, наприклад, з мо 4 нокристалів CdSb, який закріплено у верхній торцевій частині корпусу 8. Внутрішня бічна поверхня цього фільтру містить діаметрально розташовані точкові електроконтакти 2, які за допомогою виводів 3 під'єднано до відповідних вихідних електроконтактів 11 роз'єму 10. Запропонований анізотропний термоелектричний сенсор працює наступним чином. Розташування його вхідного вікна навпроти охолоджуючої грані контрольованого мікроТЕМ Пельтьє на відстані d2 веде до охолодження верхньої робочої грані модуля 5. Це викликає появу деякої пропорційної термоЕРС e, що однозначно пов'язана з величиною теплового потоку Q1, який випромінюється холодною гранню контрольованого мікроТЕМ. Пропускаючи за допомогою контактів 11 та виводів 3 через об'єм фільтра 1 відповідний постійний електричний струм I, встановлюють таку його величину, при якій вихідна термоЕРС сенсора рівна нулю (e1=0). Далі визначають потужність Р1, яка при цьому виділяється у об'ємі фільтра 1. Величина цієї електричної потужності дорівнює величині теплового потоку Q1, що випромінюється холодною гранню ТЕМ. Експериментальні дослідження зразка запропонованого сенсора показали, що у випадку кімнатних температур, при відношеннях відстаней d1 та d2 в межах 0,1£d1×d2-1£0,3, його вольтватна чутливість S характеризується меншою температурною похибкою, В нашому випадку ця похибка зменшується в 3-4 рази. Особливістю запропонованої конструкції анізотропного термоелектричного сенсора є можливість його роботи в режимі одночасного компарування. Це дозволяє поряд із визначенням холодопродуктивності мікроТЕМ Пельтьє контролювати його перепад температур між холодною і гарячою гранню відносно еталонного зразка. Випробування запропонованого термоелектричного сенсора показали перспективність його застосування в умовах серійного виробництва мікроТЕМ Пельтьє. Література: 1. Вайнер А.Л. Термоэлектрические параметры и их измерение., Одесса «Негоциант» 1998г. 68с. 2. Аще улов А.А., Величук Д.Д., Романюк И.С, Установка для экспресс-контроля глубины охлаждения термоэлектрических микромодулей Пельтьє. // ТКЭ А 2007 №4 с.35-38. 5 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 39677 6 Підписне Тираж 28 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