一種基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，包括隔熱箱體、采集裝置及試件模具，隔熱箱體上安裝有密封門(mén)，隔熱箱體內(nèi)設(shè)有放置區(qū)及溫控區(qū)，溫控區(qū)通過(guò)隔熱板分為第一溫控室及第二溫控室，隔熱板上開(kāi)設(shè)有孔，試件模具套接于孔內(nèi)，試件放置于試件模具內(nèi)，采集裝置的輸入端與試件內(nèi)的熱電元件相連接；隔熱箱體內(nèi)安裝有用于調(diào)節(jié)第一溫控室內(nèi)溫度的第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及用于調(diào)節(jié)第二溫控室內(nèi)溫度的第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本實(shí)用新型可以有效對(duì)熱電元件在不同溫差環(huán)境中發(fā)電性能的研究。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著全球環(huán)境污染和能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，以及對(duì)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的廣泛關(guān)注，開(kāi)發(fā)新型環(huán)保能源替代材料已越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，由于利用熱電材料制成的制冷和發(fā)電系統(tǒng)具有體積小、重量輕、無(wú)任何機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分、噪音低、不造成任何環(huán)境污染、使用壽命長(zhǎng)、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，使得熱電材料使其再次成為材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)。熱電材料的發(fā)電技術(shù)是基于溫度差實(shí)現(xiàn)的，在現(xiàn)實(shí)生活中除了工業(yè)廢熱和余熱環(huán)境外，還有許多不可忽視的自然環(huán)境溫度差，例如室內(nèi)外溫差、車(chē)窗內(nèi)外溫度差，道路路基內(nèi)部和外界環(huán)境溫度差，都不可小視。隨著道路建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)每年新建公路達(dá)10萬(wàn)公里，為熱電材料的應(yīng)用與推廣提供給了廣闊的前景。但截至到目前為止，針對(duì)道路行業(yè)中熱電材料發(fā)電性能的研究設(shè)備還處于空白狀態(tài)，大多研究者采用有限元軟件模擬，分析評(píng)價(jià)熱電材料的發(fā)電性能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，該研究設(shè)備可以有效對(duì)熱電元件在不同溫差環(huán)境中發(fā)電性能的研究。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備包括隔熱箱體、采集裝置及試件模具，隔熱箱體上安裝有密封門(mén)，隔熱箱體內(nèi)設(shè)有放置區(qū)及溫控區(qū)，溫控區(qū)通過(guò)隔熱板分為第一溫控室及第二溫控室，隔熱板上開(kāi)設(shè)有孔，試件模具套接于孔內(nèi)，試件放置于試件模具內(nèi)，采集裝置的輸入端與試件內(nèi)的熱電元件相連接；隔熱箱體內(nèi)安裝有用于調(diào)節(jié)第一溫控室內(nèi)溫度的第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及用于調(diào)節(jié)第二溫控室內(nèi)溫度的第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0005]所述第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一蒸發(fā)器、第一溫控儀、第一加熱管、第一壓縮機(jī)、第一冷凝器及第一節(jié)流元件，第一蒸發(fā)器、第一溫控儀及第一加熱管均設(shè)置于第一溫控室內(nèi)，第一壓縮機(jī)、第一冷凝器及第一節(jié)流元件均設(shè)于放置區(qū)內(nèi)，第一蒸發(fā)器、第一節(jié)流元件、第一冷凝器及第一壓縮機(jī)依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路。
[0006]所述第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第二蒸發(fā)器、第二溫控儀、第二加熱管、第二壓縮機(jī)、第二冷凝器及第二節(jié)流元件，第二蒸發(fā)器、第二溫控儀及第二加熱管均設(shè)置于第二溫控室內(nèi)，第二壓縮機(jī)、第二冷凝器及第二節(jié)流元件均設(shè)于放置區(qū)內(nèi)，第二蒸發(fā)器、第二節(jié)流元件、第二冷凝器及第二壓縮機(jī)依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路。
[0007]所述密封門(mén)上設(shè)有透明的觀察窗。
[0008]所述隔熱箱體上設(shè)有用于打開(kāi)或關(guān)閉第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第一開(kāi)關(guān)及用于打開(kāi)或關(guān)閉第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第二開(kāi)關(guān)。
[0009]所述第一加熱管及第二加熱管的功率均為1200W?2000W。
[0010]所述隔熱板通過(guò)隔熱材料制作而成。
[0011]所述試件模具位于隔熱板的中心位置。
[0012]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0013]本實(shí)用新型所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備包括隔熱箱體、采集裝置及第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，隔熱箱體內(nèi)設(shè)有放置區(qū)及溫控區(qū)，溫控區(qū)通過(guò)隔熱板分為第一溫控室及第二溫控室，試件模具套接于隔熱板上的孔內(nèi)，采集裝置的輸入端與試件模具內(nèi)的熱電元件相連接，在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制第一溫控室內(nèi)的溫度，通過(guò)第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制第二溫控室內(nèi)的溫度，熱電元件產(chǎn)生的電能通過(guò)采集裝置進(jìn)行采集，從而實(shí)現(xiàn)熱電元件在不同溫差幅度、溫差梯度變化率、路面厚度等溫差環(huán)境中的發(fā)電性能的研究。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型中隔熱箱體I內(nèi)的結(jié)構(gòu)式示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型中隔熱箱體I內(nèi)部結(jié)構(gòu)的左視圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型中隔熱箱體I內(nèi)部結(jié)構(gòu)的右視圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型中隔熱箱體I內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0019]其中。I為隔熱箱體、2為密封門(mén)、3為觀察窗、4為第一開(kāi)關(guān)、5為第二開(kāi)關(guān)、6為第一溫控室、7為第二溫控室、8為隔熱板、9為試件模具、101為第一壓縮機(jī)、102為第二壓縮機(jī)、111為第一冷凝器、112為第二冷凝器、121為第一節(jié)流元件、122為第二節(jié)流元件、131為第一蒸發(fā)器、132為第二蒸發(fā)器、141為第一加熱管、142為第二加熱管、151為第一溫控儀、152為第二溫控儀。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]參考圖1、圖2、圖3、圖4及圖5，本實(shí)用新型所述基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備包括隔熱箱體1、采集裝置及試件模具9，隔熱箱體I上安裝有密封門(mén)2，密封門(mén)2上設(shè)有透明的觀察窗3，隔熱箱體I內(nèi)設(shè)有放置區(qū)及溫控區(qū)，溫控區(qū)通過(guò)隔熱板8分為第一溫控室6及第二溫控室7，隔熱板8上開(kāi)設(shè)有孔，試件模具9套接于孔內(nèi)，試件放置于試件模具9內(nèi)，采集裝置的輸入端與試件內(nèi)的熱電元件相連接；隔熱箱體I內(nèi)安裝有用于調(diào)節(jié)第一溫控室6內(nèi)溫度的第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及用于調(diào)節(jié)第二溫控室7內(nèi)溫度的第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，隔熱箱體I上設(shè)有用于打開(kāi)或關(guān)閉第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第一開(kāi)關(guān)4及用于打開(kāi)或關(guān)閉第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第二開(kāi)關(guān)5，隔熱板8通過(guò)隔熱材料制作而成，試件模具9位于隔熱板8的中心位置。
[0022]所述第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一蒸發(fā)器131、第一溫控儀151、第一加熱管141、第一壓縮機(jī)101、第一冷凝器111及第一節(jié)流元件121，第一蒸發(fā)器131、第一溫控儀151及第一加熱管141均設(shè)置于第一溫控室6內(nèi)，第一壓縮機(jī)101、第一冷凝器111及第一節(jié)流元件121均設(shè)于放置區(qū)內(nèi)，第一蒸發(fā)器131、第一節(jié)流元件121、第一冷凝器111及第一壓縮機(jī)101依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路。
[0023]所述第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第二蒸發(fā)器132、第二溫控儀152、第二加熱管142、第二壓縮機(jī)102、第二冷凝器112及第二節(jié)流元件122，第二蒸發(fā)器132、第二溫控儀152及第二加熱管142均設(shè)置于第二溫控室7內(nèi)，第二壓縮機(jī)102、第二冷凝器112及第二節(jié)流元件122均設(shè)于放置區(qū)內(nèi)，第二蒸發(fā)器132、第二節(jié)流元件122、第二冷凝器112及第二壓縮機(jī)102依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路，第一加熱管141及第二加熱管142的功率均為1200W?2000W。
[0024]本實(shí)用新型的具體操作過(guò)程為:
[0025]打開(kāi)密封門(mén)2，試件模具9套接到隔熱板8上的孔中，然后打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)4及第二開(kāi)關(guān)5，使第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作，然后通過(guò)第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)第一溫控室6內(nèi)的溫度，并通過(guò)第二溫控調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)第二溫控室7內(nèi)的溫度，并通過(guò)采集裝置采集試件模具9內(nèi)熱電元件產(chǎn)生的電能變化，從而實(shí)現(xiàn)熱電元件在不同溫差幅度、溫差梯度變化率、路面厚度等溫差環(huán)境中的發(fā)電性能的研究。
[0026]實(shí)施例一
[0027]按照車(chē)轍板試件模型成型待測(cè)浙青混合料試件，碾壓成型前在試件內(nèi)部不同厚度分別埋設(shè)熱電元件，將成型的車(chē)轍板試件放置在試件模具9中，關(guān)閉密封門(mén)2，第一開(kāi)關(guān)4及第二開(kāi)關(guān)5，調(diào)節(jié)第一溫控室6的溫度至20°C，第二溫控室7的溫度至0°C，待溫度穩(wěn)定時(shí)，采集裝置測(cè)定熱電元件產(chǎn)生電流，以供分析。
[0028]實(shí)施例二
[0029]按照車(chē)轍板試件模型成型待測(cè)浙青混合料試件，碾壓成型前在試件內(nèi)部埋設(shè)熱電元件。將成型的車(chē)轍板試件放置在試件模具9中，關(guān)閉密封門(mén)2，開(kāi)啟第一開(kāi)關(guān)4及第二開(kāi)關(guān)5，調(diào)節(jié)第一溫控室6的溫度至50°C，第二溫控室7的溫度調(diào)至45°C，第二溫控室7內(nèi)溫度由45°C逐漸調(diào)至O攝氏度，每5攝氏度為一梯度，待所調(diào)溫度穩(wěn)定時(shí)，采集裝置測(cè)定熱電元件產(chǎn)生的電流，以評(píng)價(jià)不同溫度差時(shí)熱電元件的電性能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，包括隔熱箱體(1)、采集裝置及試件模具(9)，隔熱箱體(1)上安裝有密封門(mén)(2)，隔熱箱體(1)內(nèi)設(shè)有放置區(qū)及溫控區(qū)，溫控區(qū)通過(guò)隔熱板(8)分為第一溫控室(6)及第二溫控室(7)，隔熱板(8)上開(kāi)設(shè)有孔，試件模具(9)套接于孔內(nèi)，試件放置于試件模具(9)內(nèi)，采集裝置的輸入端與試件內(nèi)的熱電元件相連接；隔熱箱體(1)內(nèi)安裝有用于調(diào)節(jié)第一溫控室出)內(nèi)溫度的第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及用于調(diào)節(jié)第二溫控室(7)內(nèi)溫度的第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第一蒸發(fā)器(131)、第一溫控儀(151)、第一加熱管(141)、第一壓縮機(jī)(101)、第一冷凝器(111)及第一節(jié)流元件(121)，第一蒸發(fā)器(131)、第一溫控儀(151)及第一加熱管(141)均設(shè)置于第一溫控室(6)內(nèi)，第一壓縮機(jī)(101)、第一冷凝器(111)及第一節(jié)流元件(121)均設(shè)于放置區(qū)內(nèi)，第一蒸發(fā)器(131)、第一節(jié)流元件(121)、第一冷凝器(111)及第一壓縮機(jī)(101)依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括第二蒸發(fā)器(132)、第二溫控儀(152)、第二加熱管(142)、第二壓縮機(jī)(102)、第二冷凝器(112)及第二節(jié)流元件(122)，第二蒸發(fā)器(132)、第二溫控儀(152)及第二加熱管(142)均設(shè)置于第二溫控室(7)內(nèi)，第二壓縮機(jī)(102)、第二冷凝器(112)及第二節(jié)流元件(122)均設(shè)于放置區(qū)內(nèi)，第二蒸發(fā)器(132)、第二節(jié)流元件(122)、第二冷凝器(112)及第二壓縮機(jī)(102)依次組成了一個(gè)串聯(lián)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述密封門(mén)(2)上設(shè)有透明的觀察窗(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述隔熱箱體(1)上設(shè)有用于打開(kāi)或關(guān)閉第一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第一開(kāi)關(guān)(4)及用于打開(kāi)或關(guān)閉第二溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第二開(kāi)關(guān)(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述第一加熱管(141)及第二加熱管(142)的功率均為1200W~2000W。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述隔熱板(8)通過(guò)隔熱材料制作而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱電能收集的發(fā)電路面電性能研究設(shè)備，其特征在于，所述試件模具(9)位于隔熱板(8)的中心位置。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203720287SQ201420040845
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】王朝輝, 侯明業(yè), 劉志勝, 李彥偉, 趙永禎, 石鑫 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)