[发明专利]微型温差电池热电转换效率测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及温差电池性能测试技术，更具体地说，特别涉及一种微型温差电池热电转换效率测试系统及方法。

背景技术

温差电池是利用温差电材料的热电转换效应(亦称赛贝克效应)，由n型和p型温差电材料组装而成的一种利用温差进行发电的物理电池。温差电池的热电转换效率是评价温差电池性能好坏的重要指标。温差电池的热电转换效率定义如下：

η＝P_out/P_in    (1)

(1)式中η是温差电池的热电转换效率，P_in为单位时间向温差电池输入的热量，P_out为温差电池的输出功率。

微型温差电池的体积小，且温差带来的输入热量存在损失，造成对于微型温差电池热电转换效率测试的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于测试微型温差电池热电转换效率的测试系统及其方法，能够实现对微型温差电池热电转换效率的精确测定。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

微型温差电池热电转换效率测试系统，由测试卡具、真空体系和控制及测试电路体系三部分构成。待测微型温差电池放置在测试卡具内，测试过程处于真空环境中。该测试系统可通过控制及测试电路体系调控流经加热块上的电流，实现测试过程的热流量控制以及相关测试数据的采集，并将测试数据实时传输至微型计算机，通过微型计算机实现对整个测试过程的控制、测试数据的处理以及测试数据和计算结果在计算机显示器上的实时显示。该系统可以实现对微型温差电池热电转换效率的精确测定。具体来说如下：

测试卡具(如附图1、附图2所示)包括微型温差电池支撑架外罩1、微型温差电池支撑架2、固定滑块3、旋动螺杆4、加热块31、第一微型温差电池冷端测温热电偶32、第一微型温差电池热端测温热电偶33、第二微型温差电池热端测温热电偶34、第二微型温差电池冷端测温热电偶35，其中微型温差电池支撑架外罩1的内部形成放置待测微型温差电池的样品室；第一微型温差电池5和第二微型温差电池6分别位于加热块31的两侧，并通过旋紧旋动螺杆4将第一微型温差电池5和第二微型温差电池6固定在微型温差电池支撑架2和固定滑块3之间；第一微型温差电池冷端测温热电偶32位于第一微型温差电池5的冷端，第一微型温差电池热端测温热电偶33位于第一微型温差电池5的热端，第二微型温差电池热端测温热电偶34位于第二微型温差电池6的热端，第二微型温差电池冷端测温热电偶35位于第二微型温差电池6的冷端；第一微型温差电池的电流电压测试线15与第一微型温差电池的正负极相连，第二微型温差电池的电流电压测试线16与第二微型温差电池的正负极相连；通过控制及测试电路体系调节流经加热块31上的电流使其释放热量，在第一微型温差电池5和第二微型温差电池6的两端分别建立起温差，通过位于这两个微型温差电池冷端和热端的四个测温热电偶，分别测得第一微型温差电池5和第二微型温差电池6的冷热端温度；通过与这两个微型温差电池正负极相连的电流电压测试线分别测得第一微型温差电池5和第二微型温差电池6的输出电流和输出电压。

其中微型温差电池支撑架的连接端口7通过密封卡箍与连接管10紧密相连，所述连接管10通过密封卡箍与接外引线三通11紧密相连，所述接外引线三通11通过密封卡箍与外引线接口12紧密相连；所述密封卡箍中设置有密封胶圈，以实现密封连接。