Процес створення адіабатичних умов при безконтактному визначенні електропровідності термоелектричного зразка

Процес створення адіабатичних умов при безконтактному визначенні електропровідності термоелектричного зразка за допомогою індуктивного датчика, який відрізняється тим, що через обмотку датчика пропускають електричний струм виду I(t ) = 0,5I0 [1 - sign (sin(2pFt ))]× [1 + sin(2pft)], де І 0 максимальне значення електричного струму, що протікає через обмотку датчика, F, f - частоти чергування та модуляції імпульсу цього струму відповідно. (19) (21) u200805575 (22) 29.04.2008 (24) 10.04.2009 (46) 10.04.2009, Бюл.№ 7, 2009 р. (72) АЩЕУЛОВ АНАТОЛІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, UA, БУЧКОВСКИЙ ИВАН АПОЛИНАРИЕВИЧ, UA, ВЕЛИЧУК ДЕНИС ДМИТРОВИЧ, UA, РОМАНЮК ІГОР СТЕПАНОВИЧ, UA (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "КВАРЦ", UA 3 частоти чергування та модуляції імпульсу цього струму відповідно. Відповідність критерію «новизна» запропонованому процесу забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для процесів створення адіабатичних умов при безконтактному визначенні електропровідності термоелектричного зразка за допомогою індуктивного датчика, яке полягає у тому, що через обмотку датчика пропускають електричний струм наступного виду: I(t ) = 0,5I0 [1 - sign (sin(2pFt ))] × [1 + sin(2pft)], де I 0 - максимальне значення електричного струму, що протікає через обмотку датчика, F, f частоти чергування та модуляції імпульсу цього струму відповідно. Тому сукупність ознак, яка не міститься ні в одному з наведених аналогів - через обмотку датчика пропускають електричний струм виду I(t ) = 0,5I0 [1 - sign (sin(2pFt ))] × [1 + sin(2pft)], де I 0 - максимальне значення електричного струму, що протікає через обмотку датчика, F, f частоти чергування та модуляції імпульсу цього струму відповідно - забезпечує заявленій корисній моделі необхідний «винахідницький рівень». Промислове використання запропонованого процесу не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, її застосування можливе на існуючих підприємствах приладобудівного та електронного профілів. На Фіг.1 зображено часову залежність струму, який проходить через обмотку індуктивного датчика при створенні ізотермічних умов зразка для контролю омічної електропровідності. На Фіг.2 зображено запропоновану часову залежність струму, який проходить через обмотку індуктивного датчика для подальшого створення адіабатичних умов зразка. Запропонований процес виконується наступним чином. Спочатку в проріз кільцевого датчика розміщують зразок термоелектричного матеріалу у вигляді кристалографічно орієнтованого відповідним чином шайби радіусом г та товщиною d, наприклад з кристалів твердих розчинів Bi-Te-SeSb. Внаслідок пропускання через обмотку датчика струму виду I(t ) = 0,5I0 [1 - sign (sin(2pFt ))] × [1 + sin(2pft)], в області зразка генерується магнітне поле, яке характеризується наявністю, як змінної синусоїдальної H(t ) = 0,5H 0 [1 + sign(sin(2pFt ))]× sin(2pft) , так і постійної H(t)=H0=const, певного напрямку складових. Змінне магнітне поле генерує в об'ємі зразка ЕРС взаємоіндукції, яка в свою чергу утворює замкнуті вихрові електричні струми. При цьому кожен з напівперіодів вихрового стру 40328 4 му характеризується своїм напрямком, які один відносно іншого розташовані під кутом 180°. Слід відзначити, що вказані струми створюють власні магнітні поля Н', які теж орієнтовані під кутом 180° один відносно іншого. Наявність зовнішньої постійної складової магнітного поляЯ0, веде до його взаємодії з магнітними полями ±Н' вихрових струмів. Наприклад при позитивному напівперіоді струму, який протікає через датчик сумарне магнітне поле додається і при негативному - віднімається, що обумовлює об'ємний перерозподіл носіїв заряду контрольованого зразка у часі. При позитивному напівперіоді густина вихрового електричного струму j зростає біля однієї з торцевих граней зразка, при негативному -біля другої, протилежної. Об'ємний перерозподіл густини вихрових струмів у часі веде до зонального перерозподілу дії ефекту Бріджмена (або Пельтьє) та, як наслідок до появи в об'ємі зразка разом із потужністю Джоуля термоелектричної потужності. Генеровані потужності створюють незворотні втрати, які далі фіксуються коливним контуром на основі індуктивного кільцевого датчика. Таким чином вказаний перерозподіл обумовлює появу умов в зразку близьких до адіабатичних. Випробування запропонованого процесу проводились на макеті безконтактного вимірювача електропровідності термоелектричних матеріалів, в якому застосовувався диференціальний метод, разом із одноканальною схемою обробки інформаційного сигналу. При цьому частота модуляції струму дорівнювала f=0,1МГц, частота модуляції F=12,5Гц. Це дало змогу визначати електропровідність матеріалів, як в ізотермічних так і адіабатичних умовах, та далі застосовувати їх для визначення добротності термоелектричних матеріалів. Дослідження проведені нами показали, що запропонований процес характеризується похибками вимірювань термоелектричних! матеріалів £ 2%. Застосування процесу створення адіабатичних умов термоелектричного зразка при безконтактному визначенні його електропровідності дозволяє підняти точність вимірювання, та покращити якість метрології в галузі термоелектрики. Його використання дозволить збільшити відсоток виходу придатної продукції при одночасному покращенні її якості. Література: 1. Вайнер А.Л. Термоэлектрические параметры и их измерение. - Одесса: Студия "Негоциант", 1998.-68с. 2. Ащеулов А.А., Бучковский И.А., Романюк И.С. Установка для бесконтактного измерения электропроводности полупроводников // ТКЭА. 2007. - №2. - С.48-50. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 40328 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601