一種測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，提供一種便攜性好，成本低，使用方便的裝置。包括由導冷金屬制成的樣品盒、半導體制冷模塊和水冷散熱系統(tǒng)，半導體制冷模塊包括第一液冷水板、第一半導體制冷片和導冷板，第一半導體制冷片的熱端與第一液冷水板的上表面相接觸，第一半導體制冷片的冷端與導冷板相接觸，第一液冷水板的下表面與空氣相接觸，第一液冷水板的液體進口和液體出口分別與水冷散熱系統(tǒng)的液體出口和液體進口連接；樣品盒放置于導冷板上。本發(fā)明的測量裝置可以在短時間內測量出物品的過冷點或冰點，便攜性好、成本低、測量時間短，使用便利。
【專利說明】一種測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷【技術領域】，特別是涉及一種測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置。

【背景技術】
[0002]冰點是所有低溫貯藏物的貯存臨界點，它對于確定相應的貯藏工藝具有決定作用，因此對貯藏物冰點的研究成為冷凍、冷藏研究領域中的熱點之一。
[0003]當前測量冰點常用的方法有傳統(tǒng)的凍結法和DSC測量法這兩種。DSC方法主要是在降溫過程中，通過和參照物的比較，得出溫降曲線，設備比較昂貴，在使用過程中耗材比較大，操作費用高；凍結法則是通過直接降溫方法得出溫度變化曲線，需要一個固定的低溫裝置，體積大，便攜性差，適用場合少。這兩種方法的測量裝置都不夠靈活，不便移動，而且，成本較高，測定周期較長，這就限制了使用場合。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種便攜性好，成本低，使用方便的測量物品過冷點或冰點的半導體制冷裝置。
[0005]為實現本發(fā)明的目的所采用的技術方案是:
[0006]一種測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，包括由導冷金屬制成的樣品盒、半導體制冷模塊和水冷散熱系統(tǒng)，所述半導體制冷模塊包括第一液冷水板、第一半導體制冷片和導冷板，所述第一半導體制冷片的熱端與所述第一液冷水板的上表面相接觸，所述第一半導體制冷片的冷端與所述導冷板相接觸，所述第一液冷水板的下表面與空氣相接觸，所述第一液冷水板的液體進口和液體出口分別與所述水冷散熱系統(tǒng)的液體出口和液體進口連接；所述樣品盒放置于所述導冷板上，所述樣品盒中放置有待測樣品，所述待測樣品上設置有熱電偶，所述熱電偶通過數據采集儀與數據處理計算機連接。
[0007]所述水冷散熱系統(tǒng)包括第一水冷模塊，所述第一水冷模塊包括第一水箱、第一水泵、第二半導體制冷片和第二液冷水板，所述第二半導體制冷片的冷端與所述第二液冷水板相接觸，所述第二半導體制冷片的熱端與空氣相接觸或與第二水冷模塊相接；所述第一水箱的出水口與所述第一水泵的進水口連接，所述第一水泵的出水口與所述第一液冷水板的液體進口連接，所述第一液冷水板的液體出口與所述第二液冷水板的液體進口連接，所述第二液冷水板的液體出口與所述第一水箱的進口連接。
[0008]所述第二水冷模塊包括第三液冷水板、水冷散熱器、第二水箱和第二水泵，所述第三液冷水板的液體出口與所述水冷散熱器的進水口連接，所述水冷散熱器的出水口通過所述第二水箱與所述第二水泵的進口連接，所述第二水泵的出水口與所述第三液冷水板的液體進口連接。
[0009]所述第一半導體制冷片的熱端與所述第一液冷水板之間及所述第一半導體制冷片的冷端與所述導冷板之間分別涂覆有第一導熱脂層。
[0010]所述第二半導體制冷片與第二液冷水板之間及所述第二半導體制冷片與所述第三液冷水板之間分別涂覆有第二導熱脂層。
[0011]所述導冷板為鋁板，樣品盒由銅板制成。
[0012]所述樣品盒外部包覆有第一保溫層。
[0013]所述第二液冷水板外部包覆有第二保溫層。
[0014]所述第一半導體制冷片、導冷板及第一液冷水板固定連接。
[0015]所述第二半導體制冷片、第二液冷水板及第三液冷水板固定連接。
[0016]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、本發(fā)明的裝置采用半導體制冷模塊和水冷系統(tǒng)組成，通過半導體制冷片給導冷板制冷，再由導冷板把冷量傳遞給樣品盒，樣品在樣品盒中降溫，而水冷散熱系統(tǒng)用來帶走整個過程中半導體制冷片熱端的熱量。便攜性好、成本低、測量時間短?？筛鶕悠肪唧w物性在樣品與樣品盒底部之間適當加入不同的導熱介質，來控制樣品的降溫速率，使用方便。
[0018]2、本發(fā)明的裝置在測量過程中只有水冷散熱器風扇的聲音，噪音極小，整個測量裝置小巧靈活，結構簡單，操作便利。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示為本發(fā)明測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置的結構示意圖；
[0020]圖2所示為半導體制冷模塊的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0022]本發(fā)明測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置的示意圖如圖1和圖2所示，包括包括由導冷金屬制成的樣品盒9、半導體制冷模塊I和水冷散熱系統(tǒng)，所述半導體制冷模塊I包括第一液冷水板1、第一半導體制冷片4和導冷板6，所述第一半導體制冷片4的熱端與所述第一液冷水板I的上表面相接觸，所述第一半導體制冷片4的冷端與所述導冷板6相接觸，所述第一液冷水板I的下表面與空氣相接觸，所述第一液冷水板I的液體進口和液體出口分別與所述水冷散熱系統(tǒng)的液體出口和液體進口連接；所述樣品盒9放置于所述導冷板6上，所述樣品盒中放置有待測樣品，所述半導體制冷模塊I中的半導體制冷片4的冷端用來給樣品盒降溫，所述半導體制冷模塊I中也可根據需要適當匹配一級、二級、三級等半導體制冷片。樣品盒9的底部可以放置不同導熱率的介質來控制樣品的降溫速率。所述半導體制冷片4的熱端的熱量由水冷散熱系統(tǒng)吸收。所述待測樣品上設置有熱電偶，所述熱電偶通過數據采集儀與數據處理計算機連接。利用半導體制冷快速降溫，通過樣品的降溫曲線準確得到樣品的過冷點和冰點。本實施例中，所述第一半導體制冷片4、導冷板6及液冷水板I通過螺栓8、螺母7和卡扣2固定連接。本實施例中，所述導冷板6為鋁板，樣品盒由銅板制成。為了防止冷量的損失，所述樣品盒9外部包覆有第一保溫層5。
[0023]所述水冷散熱系統(tǒng)包括第一水冷模塊II，所述第一水冷模塊II包括第一水箱10、第一水泵11、第二半導體制冷片12和第二液冷水板16，所述第二半導體制冷片12的冷端與所述第二液冷水板16相接觸，所述第二半導體制冷片12的熱端與空氣相接觸或與第二水冷模塊III相接，根據測量溫度的需要選擇，當所需溫度比較低時，增加第二水冷模塊III的使用。所述第一水箱10的出水口與所述第一水泵11的進水口連接，所述第一水泵11的出水口與所述第一液冷水板I的液體進口連接，所述第一液冷水板I的液體出口與所述第二液冷水板16的液體進口連接，所述第二液冷水板16的液體出口與所述第一水箱10的進口連接。為了防止冷量的損失，所述第二液冷水板16外部包覆有第二保溫層17。
[0024]所述第二水冷模塊III包括第三液冷水板19、水冷散熱器20、第二水箱21和第二水泵22，所述第三液冷水板19的液體出口與所述水冷散熱器20的進水口連接，所述水冷散熱器20的出水口通過所述第二水箱21與所述第二水泵22的進口連接，所述第二水泵22的出水口與所述第三液冷水板19的液體進口連接。
[0025]為了加快熱量或冷量的傳導，所述第一半導體制冷片4的熱端與所述第一液冷水板之間及所述第一半導體制冷片4的冷端與所述導冷板6之間分別涂覆有第一導熱脂層3。
[0026]所述第二半導體制冷片12與第二液冷水板16之間及所述第二半導體制冷片12與所述第三液冷水板19之間分別涂覆有第二導熱脂層18。
[0027]其中，所述第二半導體制冷片12、第二液冷水板16及第三液冷水板19通過螺栓13、螺母14和卡扣15固定連接。
[0028]所述半導體制冷模塊和水冷散熱系統(tǒng)中的螺栓、螺母分布在樣品盒的外側，并由保溫層密封。
[0029]初次開機運行需要在所述水冷散熱系統(tǒng)的第一水箱和第二水箱中注入足量的冷水，以系統(tǒng)運行過程中水量充足。
[0030]為避免冷橋現象，半導體制冷模塊及其水冷散熱系統(tǒng)中用來緊固的螺栓、螺母、液冷水板卡扣都經過有效隔熱處理，并在第一半導體制冷片冷端及其周圍相關位置用保溫層有效隔熱密封。
[0031]所述半導體制冷模塊I中，第一半導體制冷片4工作時，冷端將冷量傳遞給導冷板6制冷，再由導冷板6把冷量傳遞給樣品盒9，樣品在樣品盒9中降溫，而水冷散熱系統(tǒng)用來帶走整個過程中第一半導體制冷片4熱端的熱量。在整個水冷散熱系統(tǒng)中，第一液冷水板I中的水通過導熱吸收第一半導體制冷片4熱端的熱量后，進入第二液冷水板16中，第二液冷水板16中的水再經由第二半導體制冷片12冷端降溫后，進入第一水箱10中，再從第一水箱10進入到第一水泵11中，然后回到第一液冷水板I中繼續(xù)吸收第一半導體制冷片4熱端的熱量；第二半導體制冷片12的冷端給第二液冷水板16降溫，而熱端產生的熱量由第三液冷水板19中的水吸收，再由水把熱量帶到水冷散熱器20中，通過風冷降溫，降溫之后的水再進入第二水箱21中，然后經由第二水泵22回到第三液冷水板19中，通過第三液冷水板19導熱繼續(xù)來給第二半導體制冷片12的熱端降溫。系統(tǒng)由此完成整個循環(huán)。
[0032]所述待測樣品可以是適當大小的塊狀固體或者紗布過濾后的均勻汁液，置于樣品盒9的適當位置后與熱電偶連接，然后蓋上保溫端蓋，通過熱電偶另一端與數據采集儀、數據處理計算機連接來采集獲得樣品的降溫曲線，由此可以清楚地看到被測量樣品的溫降過程和相應的過冷點、冰點及整個相變過程。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，包括由導冷金屬制成的樣品盒、半導體制冷模塊和水冷散熱系統(tǒng)，所述半導體制冷模塊包括第一液冷水板、第一半導體制冷片和導冷板，所述第一半導體制冷片的熱端與所述第一液冷水板的上表面相接觸，所述第一半導體制冷片的冷端與所述導冷板相接觸，所述第一液冷水板的下表面與空氣相接觸，所述第一液冷水板的液體進口和液體出口分別與所述水冷散熱系統(tǒng)的液體出口和液體進口連接；所述樣品盒放置于所述導冷板上，所述樣品盒中放置有待測樣品，所述待測樣品上設置有熱電偶，所述熱電偶通過數據采集儀與數據處理計算機連接。
2.根據權利要求1所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述水冷散熱系統(tǒng)包括第一水冷模塊，所述第一水冷模塊包括第一水箱、第一水泵、第二半導體制冷片和第二液冷水板，所述第二半導體制冷片的冷端與所述第二液冷水板相接觸，所述第二半導體制冷片的熱端與空氣相接觸或與第二水冷模塊相接；所述第一水箱的出水口與所述第一水泵的進水口連接，所述第一水泵的出水口與所述第一液冷水板的液體進口連接，所述第一液冷水板的液體出口與所述第二液冷水板的液體進口連接，所述第二液冷水板的液體出口與所述第一水箱的進口連接。
3.根據權利要求2所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述第二水冷模塊包括第三液冷水板、水冷散熱器、第二水箱和第二水泵，所述第三液冷水板的液體出口與所述水冷散熱器的進水口連接，所述水冷散熱器的出水口通過所述第二水箱與所述第二水泵的進口連接，所述第二水泵的出水口與所述第三液冷水板的液體進口連接。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述第一半導體制冷片的熱端與所述第一液冷水板之間及所述第一半導體制冷片的冷端與所述導冷板之間分別涂覆有第一導熱脂層。
5.根據權利要求3所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述第二半導體制冷片與第二液冷水板之間及所述第二半導體制冷片與所述第三液冷水板之間分別涂覆有第二導熱脂層。
6.根據權利要求4所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述導冷板為鋁板，樣品盒由銅板制成。
7.根據權利要求5所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述樣品盒外部包覆有第一保溫層。
8.根據權利要求5所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述第二液冷水板外部包覆有第二保溫層。
9.根據權利要求4所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述第一半導體制冷片、導冷板及第一液冷水板固定連接。
10.根據權利要求3所述的測量過冷點或冰點的半導體制冷裝置，其特征在于，所述第二半導體制冷片、第二液冷水板及第三液冷水板固定連接。
【文檔編號】G01N25/06GK104236158SQ201410529481
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權日:2014年10月10日
【發(fā)明者】劉斌, 王清偉, 董小勇 申請人:天津商業(yè)大學