本發(fā)明涉及一種逆壓電熱整流器，屬于傳熱傳質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

熱整流器是熱二極管、熱晶體管、熱邏輯門器件、熱存儲(chǔ)器的基本器件，在熱輸運(yùn)、熱控制以及信息處理等方面都具備潛在的應(yīng)用價(jià)值。熱整流器可通過元素?fù)诫s、幾何結(jié)構(gòu)方法控制熱流量的大小，實(shí)現(xiàn)熱整流。目前熱整流器在使用過程中，只能實(shí)現(xiàn)固定的熱整流效率，無法根據(jù)需求進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，極大地限制了熱整流器的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明公開了一種逆壓電熱整流器，所公開的技術(shù)方案是用逆壓電效應(yīng)改變熱臂的截面形狀，從而有效地改變熱流的邊界散射率，進(jìn)而通過調(diào)節(jié)電壓幅值來控制逆壓電效應(yīng)，進(jìn)而控制熱流量。

具體地說，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種熱整流器，包括熱臂、直流電源、導(dǎo)線、可變電阻、開關(guān)、熱源、冷源及銅電極。直流電源通過導(dǎo)線連接銅電極，熱臂在電場(chǎng)作用下由于發(fā)生逆壓電效應(yīng)導(dǎo)致幾何形狀的改變，進(jìn)而導(dǎo)致熱阻改變及熱流量的改變，因此可以通過電壓的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)熱流控制。本發(fā)明的熱整流器通過逆壓電效應(yīng)改變熱流在傳輸過程中的邊界散射強(qiáng)度，能夠有效控制熱流量，提高熱整流效率。

其中，熱臂由壓電材料制成，石英晶體、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦、鉭酸鋰屬于常用的壓電材料。壓電材料在正向電壓作用下，產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)，發(fā)生壓縮現(xiàn)象。在反向電壓作用下，發(fā)生伸縮現(xiàn)象。

其中，直流電源通過導(dǎo)線、可變電阻、開關(guān)與銅電極連接，電源電壓為0.1~3V。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用逆壓電效應(yīng)，通過在熱臂兩端施加電壓，使熱臂產(chǎn)生變形，導(dǎo)致熱流邊界散射率改變，從而使熱流發(fā)生變化。利用可變電阻調(diào)節(jié)電壓，控制熱臂變形量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)熱流的實(shí)時(shí)控制，改善熱整流器的適應(yīng)性和效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的熱整流器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖1，顯示了本發(fā)明的熱整流器的電路結(jié)構(gòu)，包括熱源1、熱臂2、電極3、正向直流電源4、逆向直流電源5、開關(guān)6、可變電阻7、冷源8。熱源1吸收熱量釋放熱流，熱流經(jīng)過熱臂2沿箭頭方向流向冷源8，實(shí)現(xiàn)熱信號(hào)的傳輸。當(dāng)正向電源開關(guān)閉合時(shí)，熱臂在電場(chǎng)力作用下發(fā)生壓縮變形。當(dāng)逆向電源開關(guān)閉合時(shí)，熱臂發(fā)生拉伸變形。變形導(dǎo)致熱流邊界散射率改變，從而使熱阻改變，熱流量發(fā)生變化。

正向直流電源4與逆向直流電源5電壓應(yīng)在0.1~3v范圍內(nèi)，通過開關(guān)6、可變電阻7及銅電極3與熱臂連接。在熱臂兩端形成電場(chǎng)，由于熱臂存在電極性從而在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生變形。

熱臂由壓電材料制成，石英晶體、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦、鉭酸鋰屬于常用的壓電材料。在逆壓電效應(yīng)下，矩形截面的尺寸長寬尺寸變化應(yīng)大于0.1微米。

可變電阻可采用膜式電阻，阻值在10K~100K歐姆。

直流電源連接所用的導(dǎo)線為銅質(zhì)或鋁質(zhì)導(dǎo)線，以有效降低電力浪費(fèi)。

本發(fā)明的逆壓電熱整流器，在電壓正向與逆向偏置時(shí)，正向直流電源4與逆向直流電源5分別為熱整流系統(tǒng)提供動(dòng)力，產(chǎn)生一個(gè)外置電壓，使熱臂兩端產(chǎn)生電場(chǎng)，發(fā)生逆壓電效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)熱整流。