本發(fā)明涉及教具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)原理的教具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

溫差發(fā)電是一種新能源發(fā)電形式，目前用于演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)原理的教具還很缺乏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)原理的教具，主要用于向?qū)W習(xí)者演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)的工作原理，有助于溫差發(fā)電等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

本發(fā)明主要由一個(gè)可調(diào)節(jié)高度的鐵制支架（m）、一個(gè)由4片半導(dǎo)體溫差發(fā)電片（r）組成的發(fā)電片組、一個(gè)冷卻水箱（w）、一塊緊固導(dǎo)熱夾板（h2）、一個(gè)數(shù)字顯示式直流電流表（a）、一個(gè)數(shù)字顯示式直流電壓表（v）、一個(gè)電源開(kāi)關(guān)（k）、兩個(gè)數(shù)字顯示溫度表（t1、t2）及部分緊固件構(gòu)成。利用該教具可以向?qū)W習(xí)者演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的溫差發(fā)電機(jī)模擬模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的冷卻水箱示意圖。

圖4本發(fā)明實(shí)施例的冷卻水箱底部緊固孔位置示意圖。

圖5本發(fā)明實(shí)施例的溫差發(fā)電片組緊固導(dǎo)熱夾板的緊固孔位置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1中“m”是一個(gè)利用不銹鋼制作的主支架，該主支架主要由兩個(gè)帶有穩(wěn)定加強(qiáng)底座的可伸縮立柱（f1、f2）、支架穩(wěn)定加強(qiáng)連接板（e），兩個(gè)固定在主支架穩(wěn)定加強(qiáng)連接板（e）上的高度可調(diào)節(jié)輔助支架（n1、n2）構(gòu)成。

如圖2所示，本實(shí)施例中的溫差發(fā)電模塊由4片半導(dǎo)體溫差發(fā)電片（r）組成，在本實(shí)施例中4個(gè)半導(dǎo)體溫差發(fā)電片采用串連結(jié)構(gòu)連接；4片導(dǎo)體溫差發(fā)電片采用2×2的方式即橫向2排縱向2列的方式排列。四片發(fā)溫差發(fā)電片的冷端面均勻涂抹導(dǎo)熱絕緣硅脂后貼裝在冷卻水箱（w）的底面(h1)上；熱端面均勻涂抹導(dǎo)熱絕緣硅脂后貼裝在溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）上。冷卻水箱底面(h1)與溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）利用緊固螺釘（s）和緊固孔（x1、x2、x3、x4、x2-1、x2-2、x2-3、x2-4）連接固定為一個(gè)整體，溫差發(fā)電片被固定在冷卻水箱底面(h1)與溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）之間，這樣冷卻水箱、溫差發(fā)電片組及緊固導(dǎo)熱夾板共同構(gòu)成了溫差發(fā)電機(jī)模擬模塊。如圖2所示，p1通過(guò)導(dǎo)線連接在溫差發(fā)電片組的正電壓輸出端，p2通過(guò)導(dǎo)線連接在溫差發(fā)電片組的負(fù)電壓輸出端。

如圖3及圖4所示，本實(shí)施例中冷卻水箱（w）采用厚度為3.0mm鋁合金材料制成，高度為20mm，內(nèi)部底面為90mm×90mm正方形，冷卻水箱底面(h1)采用厚度為3.0mm規(guī)格為90mm×140mm鋁合金板制成，在冷卻水箱底面(h1)外延部分開(kāi)設(shè)有緊固孔（x1、x2、x3、x4），在冷卻水箱上安裝有進(jìn)水管（l1）和出水管（l2）。

如圖5所示，本實(shí)施例中溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）采用厚度為3.0mm的規(guī)格為180mm×125mm鋁合金板制成，在溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）上對(duì)應(yīng)冷卻水箱底部緊固孔（x1、x2、x3、x4）開(kāi)設(shè)有緊固孔（x2-1、x2-2、x2-3、x2-4）。在溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）上還開(kāi)設(shè)有用于將溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）固定到主支架（m）上的四個(gè)緊固孔（y1、y2、y3、y4）。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）利用緊固螺釘（s）通過(guò)緊固孔（y1、y2、y3、y4）固定在不銹鋼制作的主支架（m）上。

如圖1所示，“k”是一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，“v”是一個(gè)數(shù)字式直流電壓表，跨接在溫差發(fā)電片組的正負(fù)輸出端之間，用于實(shí)時(shí)顯示溫差發(fā)電片組所產(chǎn)生的電壓情況，“a”是一個(gè)數(shù)字式直流電流表與負(fù)載燈（g）串連，串接在溫差發(fā)電片組的正負(fù)輸出端之間，用于實(shí)時(shí)顯示溫差發(fā)電片組所產(chǎn)生的電流情況。

如圖1所示，數(shù)字顯示式電子溫度表（t1、t2）的溫度感應(yīng)探頭分別貼裝在冷卻水箱（w）的內(nèi)部底面（h1）和溫差發(fā)電片緊固導(dǎo)熱夾板（h2）上，用于實(shí)時(shí)顯示溫差發(fā)電片組冷端面與熱端面的溫度。

本實(shí)施中，直流電流表（a）選用的是數(shù)字顯示直流電流表，測(cè)量范圍為0-10a，測(cè)量精度為1ma,直流電壓表（v）選用的是測(cè)量范圍為0-100v，測(cè)量精度為0.1v的數(shù)字顯示直流電壓表。溫度表（t1、t2）采用嵌入式電子數(shù)顯溫度計(jì)，測(cè)溫范圍-40℃～+220℃、測(cè)量精度±1℃、測(cè)量分辨精度0.1℃、測(cè)量輸入方式ntc溫度傳感器。負(fù)載燈（g）選用的是阻值約為10ω，功率為6w的白熾燈。溫差發(fā)電片選用的是f30345型半導(dǎo)體溫差發(fā)電片，外型尺為40mm×40mm×3.8mm、耐受溫度200℃、最大溫差120℃、最大發(fā)電電壓5.2v、最大短路電流1320ma、負(fù)載10ω時(shí)最高輸出功率約1.35w。

使用時(shí)將冷卻水箱（w）的進(jìn)水管（l1）連接到自來(lái)水或其它冷水水源上，同時(shí)打開(kāi)出水管（l2）使冷卻水箱（w）內(nèi)部冷卻水進(jìn)行循環(huán)，可以通過(guò)控制進(jìn)水水溫及水循環(huán)速度實(shí)現(xiàn)對(duì)溫差發(fā)電片組冷端面溫度的控制；對(duì)溫差發(fā)電片組熱端面溫度的控制可以利用酒精燈或其它熱源實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，可以通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮桿(f1、f2)實(shí)現(xiàn)對(duì)主支架(m)高度的調(diào)節(jié)，高度可調(diào)節(jié)輔助支架（n1、n2）用于安放酒精燈或其它熱源，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輔助支架（n1、n2）的高度實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱源高度的調(diào)節(jié)。

對(duì)溫差發(fā)電片組冷熱端面溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制時(shí)將引起發(fā)電電壓及電流的相應(yīng)變化，本實(shí)施例中溫度表（t1、t2）實(shí)時(shí)顯示溫差發(fā)電片組冷、熱端面溫度，直流電流表（a）實(shí)時(shí)顯示溫差發(fā)電片組發(fā)電電流的情況，直流電壓表（v）實(shí)時(shí)顯示溫差發(fā)電片組發(fā)電電壓的情況。當(dāng)溫差發(fā)電片組發(fā)電能力（發(fā)電電流及電壓）出現(xiàn)較大變化時(shí)，負(fù)載燈（g）的亮度也將同步發(fā)生明顯的變化。利用這套教具可以通過(guò)多種方法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫差發(fā)電片組冷端面及熱端面溫度的控制，并使學(xué)習(xí)者可以動(dòng)態(tài)觀察溫差發(fā)電片組冷端面及熱端面溫度及兩面溫度差變化引起的發(fā)電電流及電壓的變化。有助于學(xué)習(xí)者直觀理解溫差發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理及影響溫差發(fā)電機(jī)發(fā)電能力的各種因素，本發(fā)明操作安全可靠，有助于科學(xué)知識(shí)的推廣普及。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及教具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)原理的教具技術(shù)領(lǐng)域。用于演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)原理等知識(shí)。本發(fā)明主要由一個(gè)支架、一個(gè)半導(dǎo)體溫差發(fā)電片組、一個(gè)冷卻水箱、一塊緊固導(dǎo)熱夾板、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、兩個(gè)溫度表及部分緊固件構(gòu)成。其中溫差發(fā)電片組的冷端面貼裝在冷卻水箱的底面上，溫差發(fā)電片組的熱端面貼裝在緊固導(dǎo)熱夾板上，冷卻水箱的底面和緊固導(dǎo)熱夾板利用緊固螺釘固定連接，溫差發(fā)電片組固定夾裝在冷卻水箱的底面和緊固導(dǎo)熱夾板之間。利用該教具可以向?qū)W習(xí)者演示說(shuō)明溫差發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。

技術(shù)研發(fā)人員：柳延?xùn)|;孫秀娟;柳萌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：賀州學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.02
技術(shù)公布日：2017.07.14