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成果簡(jiǎn)介 半導體制冷片是利用特殊半導體材料構成的PN結產(chǎn)生Peltier效應制成，具有無(wú)噪聲、體積小、結構簡(jiǎn)單、加熱制冷切換方便、冷熱轉換具有可逆性等優(yōu)點(diǎn)�；ぐ踩M對基于半導體制冷片溫控系統的影響因素進(jìn)行了全面、系統分析和實(shí)驗研究，設計完成了大功率、高可靠性的半導體制冷片驅動(dòng)電路，并積累了半導體制冷片加熱制冷切換雙向溫控算法的豐富經(jīng)驗，形成了半導體制冷片整套的研究方法和應用手段。目前，半導體制冷片的高精度溫度控制系統已應用在產(chǎn)品中。 系統組成 
圖1 基于半導體制冷片的溫度控制單元結構
圖2 高精度溫度控制系統硬件組成 技術(shù)指標 （1）溫度范圍：0~120℃； （2）控溫精度：±0.05℃； （3）半導體制冷片驅動(dòng)電路能夠最大支持20V 15A輸出。
圖3 0℃和120℃溫度控制曲線(xiàn)圖
圖4 37.8℃溫度控制過(guò)程曲線(xiàn)圖
圖5 37.8℃穩態(tài)控制精度曲線(xiàn)圖 技術(shù)特點(diǎn) （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體制冷驅動(dòng)：采用H橋電路形式實(shí)現半導體制冷片加熱制冷方式的切換，解決了該類(lèi)驅動(dòng)電路無(wú)死區防護、功率小等問(wèn)題；設計引入濾波和保護電路，大大增強了半導體制冷片的壽命及驅動(dòng)電路的可靠性。 （3）雙向多模式溫控：溫控策略充分考慮半導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加熱制冷方式切換的隨機性等因素，綜合采用了單點(diǎn)與掃描結合、高低溫分段處理、隨環(huán)境溫度變化動(dòng)態(tài)調節等多重溫控調節方式。 獲得研發(fā)資助情況 浙江省公益項目 前期應用示范情況 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℃，驅動(dòng)電路輸出12V/10A。相關(guān)產(chǎn)品已通過(guò)批量試產(chǎn)，溫控系統運行穩定可靠，可復制性強，實(shí)現成本低，適合于批量生產(chǎn)。、 轉化應用前景 半導體制冷片因加熱制冷切換方便、結構簡(jiǎn)單、系統噪音小、控溫精確度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，有望在科學(xué)儀器溫度控制、溫度發(fā)生和電氣設備散熱等領(lǐng)域獲得廣泛應用。特別是隨著(zhù)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需求越來(lái)越旺盛，因此半導體制冷片具有良好的應用前景。 合作方式 （1）技術(shù)轉讓?zhuān)唬?）委托開(kāi)發(fā)；（3）雙方聯(lián)合開(kāi)發(fā)。 應用領(lǐng)域 分析儀器、醫療儀器、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(huà)：0571-86872415、0571-87676266； Email:yangsuijun1@sina.com； 工貿所網(wǎng)址：http://itmt.cjlu.edu.cn； 工貿所微信公眾號：中國計量大學(xué)工貿所。 中國計量大學(xué)工業(yè)與商貿計量技術(shù)研究所簡(jiǎn)介 中國計量大學(xué)是以“計量、測試、標準”為特色的院校，主要培養測試技術(shù)、儀器開(kāi)發(fā)方向的專(zhuān)屬人才。 中國計量大學(xué)工業(yè)與商貿計量技術(shù)研究所是學(xué)校為進(jìn)一步推動(dòng)高水平研究團隊的建設而在2014年設立的兩個(gè)學(xué)科特區之一，主要針對工業(yè)生產(chǎn)與貿易往來(lái)中關(guān)乎國計民生的計量測試問(wèn)題，以新方法、技術(shù)、設備及評價(jià)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(wú)損檢測技術(shù)與設備、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)、高穩態(tài)溫度場(chǎng)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、非穩態(tài)傳熱反演、基于幅值分割原理的光柵信號數字細分、光柵信號短周期誤差補償、機器視覺(jué)高精度尺寸測量。研究所同時(shí)是化工產(chǎn)品安全測試技術(shù)及儀器浙江省工程實(shí)驗室，先后承擔國家重大科學(xué)儀器設備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項、國家公益性行業(yè)科研專(zhuān)項、國家自然基金、973等國家級項目，科研經(jīng)費超千萬(wàn)�，F有專(zhuān)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。 “應用驅動(dòng)、產(chǎn)研融合”是研究所的標簽，以應用驅動(dòng)為前提，通過(guò)方法技術(shù)化、技術(shù)產(chǎn)品化、產(chǎn)品市場(chǎng)化，將科研成果落腳于實(shí)際應用，為經(jīng)濟與社會(huì )發(fā)展提供推動(dòng)力，同時(shí)為研究所提供持續發(fā)展所需資金、影響力、信息等各類(lèi)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。 |
