本發(fā)明屬于熱電材料測試領(lǐng)域，具體涉及一種快速檢測熱電材料塞貝克系數(shù)的便攜式設(shè)備。

背景技術(shù)：

熱電材料是在有溫差的情況下利用塞貝克效應(yīng)發(fā)電的材料，因此塞貝克系數(shù)的大小直接決定了熱電材料性能的高低。塞貝克系數(shù)越高，材料的熱電性能越好，熱電轉(zhuǎn)化效率越高。

塞貝克系數(shù)s的計(jì)算公式為：

其中，temp.b和temp.a分別為材料兩端的溫度；δv為材料在一定溫差δt下的seebeck電勢數(shù)據(jù)。

由以上公式可知，只要準(zhǔn)確的測量了樣品兩端的溫差和電勢數(shù)據(jù)差就可以計(jì)算出材料的塞貝克系數(shù)，同時(shí)根據(jù)塞貝克系數(shù)的正負(fù)可以判斷出材料的導(dǎo)電類型(p型或n型)?，F(xiàn)有的熱電材料塞貝克系數(shù)檢測設(shè)備主要針對科研中的變溫測試和均勻性測試，這些設(shè)備通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，需要繁瑣的裝樣和需要較長的測量時(shí)間，因此，我們迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡單，可以隨身攜帶，不需要裝樣的塞貝克系數(shù)快速檢測裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小，便于攜帶和使用的快速檢測熱電材料塞貝克系數(shù)的便攜式設(shè)備。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種快速檢測熱電材料塞貝克系數(shù)的便攜式設(shè)備，包括便攜式主機(jī)，以及與便攜式主機(jī)連接的熱探筆和冷探筆；所述熱探筆采集樣品一端的溫度和電勢數(shù)據(jù)，所述冷探筆采集樣品另一端的溫度和電勢數(shù)據(jù)；所述便攜式主機(jī)接收上述溫度數(shù)據(jù)以及熱探筆、冷探筆的電勢數(shù)據(jù)，并計(jì)算出熱電材料的塞貝克系數(shù)；

所述熱探筆包括熱探筆探頭和熱探筆熱電偶，所述熱探筆探頭與熱探筆熱電偶連接，在熱探筆熱電偶上設(shè)有加熱模塊；

所述冷探筆包括冷探筆探頭和冷探筆熱電偶，所述冷探筆探頭與冷探筆熱電偶連接。

本發(fā)明使用熱探筆熱電偶、冷探筆熱電偶作為溫度傳感器，將熱探筆熱電偶插入熱探筆探頭的安裝孔內(nèi)、冷探筆熱電偶插入冷探筆探頭的安裝孔內(nèi)，在熱探筆熱電偶內(nèi)有加熱模塊可以使熱探筆探頭、冷探筆探頭出現(xiàn)溫差；熱探筆探頭和冷探筆探頭接觸樣品時(shí)，便攜式主機(jī)的顯示模塊上可以直接顯示樣品的塞貝克系數(shù)和導(dǎo)電類型。

按上述方案，所述便攜式主機(jī)包括殼體和置于殼體內(nèi)的主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、電池組，所述主控模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、電池組連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收熱探筆和冷探筆采集的溫度數(shù)據(jù)以及熱探筆和冷探筆的電勢數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)；所述電池組為加熱模塊供電；所述主控模塊將數(shù)據(jù)傳遞給顯示模塊進(jìn)行顯示，顯示模塊顯示電池組的電量、熱探筆采集的溫度、冷探筆采集的溫度、塞貝克效應(yīng)電壓、塞貝克系數(shù)、材料的導(dǎo)電類型、數(shù)據(jù)采集日子等。該結(jié)構(gòu)能確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集與傳遞，確保測量的準(zhǔn)確性。

按上述方案，所述電池組為可充電鋰電池。

按上述方案，所述殼體包括上殼體和下殼體，在上殼體上設(shè)有開關(guān)，該開關(guān)控制電池組，使電池組為主控模塊和加熱模塊供電；在下殼體上設(shè)有充電接口、熱探筆航插、冷探筆航插，所述充電接口與電池組連接，所述熱探筆航插、冷探筆航插與數(shù)據(jù)采集模塊連接。

按上述方案，所述上殼體和下殼體通過卡扣連接，安裝和拆卸非常方便。

按上述方案，所述主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊安設(shè)在安裝板上；所述電池組置于安裝板下。該結(jié)構(gòu)不僅能確保連接的可靠性，還能縮小裝置占用體積、便于攜帶。

按上述方案，所述熱探筆還包括熱探筆筆套、熱探筆熱電偶航插、熱探筆航插帽，所述熱探筆筆套套于熱探筆熱電偶外，其一端與熱探筆探頭連接，另一端與熱探筆熱電偶航插連接，熱探筆熱電偶航插通過熱探筆航插帽與熱探筆航插連接；所述加熱模塊套在熱探筆熱電偶上，且置于熱探筆熱電偶與熱探筆筆套之間；該結(jié)構(gòu)能確保熱探筆的經(jīng)久耐用，提高整個(gè)裝置的使用壽命。

按上述方案，所述冷探筆還包括冷探筆筆套、冷探筆熱電偶航插、冷探筆航插帽，所述冷探筆筆套套于冷探筆熱電偶外，其一端與冷探筆探頭連接，另一端與冷探筆熱電偶航插連接，冷探筆熱電偶航插通過冷探筆航插帽與冷探筆航插連接；該結(jié)構(gòu)能確保熱探筆的經(jīng)久耐用，提高整個(gè)裝置的使用壽命。

本發(fā)明控制數(shù)據(jù)采集模塊的采樣精度，能確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的有益效果在于：

僅包括便攜式主機(jī)、熱探筆和冷探筆，結(jié)構(gòu)簡單、且減小了整個(gè)設(shè)備的體積，便于攜帶和使用；

在熱探筆的熱探筆熱電偶上設(shè)有加熱模塊，無需再對樣品進(jìn)行加熱，提高了測量效率，簡化了測量流程，也節(jié)約了測量時(shí)間；

使用時(shí)，只需將熱探筆和冷探筆分別與樣品的兩端接觸，通過加熱模塊對熱探筆的熱探筆熱電偶加熱即可進(jìn)行測試，測試靈活快速，隨時(shí)隨地且無需繁瑣的制樣和裝夾；

本發(fā)明可以用于科研中樣品的快速評估和測量，也可以用于熱電材料生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢測。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是快速檢測熱電材料塞貝克系數(shù)的便攜式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是便攜式主機(jī)的分解圖；

圖3是冷探筆的分解圖；

圖4是熱探筆的分解圖；

圖5是快速檢測熱電材料塞貝克系數(shù)的便攜式設(shè)備的電氣原理圖；

圖6是顯示模塊的顯示界面；

其中：1、便攜式主機(jī)；2、樣品；3、冷探筆；4、熱探筆；5、開關(guān)；6、上殼體；7、數(shù)據(jù)采集模塊；8、安裝板；9、電池組；10、下殼體；11、冷探筆航插；12、熱探筆航插；13、充電接口；14、顯示模塊；15、冷探筆探頭；16、冷探筆熱電偶；17、冷探筆筆套；18、冷探筆熱電偶航插；19、冷探筆航插帽；20、熱探筆探頭；21、熱探筆熱電偶；22、加熱模塊；23、熱探筆筆套；24、熱探筆熱電偶航插；25、熱探筆航插帽；26、主控模塊；27、顯示框。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，一種快速檢測熱電材料塞貝克系數(shù)的便攜式設(shè)備，包括便攜式主機(jī)1，以及與便攜式主機(jī)1連接的熱探筆4和冷探筆3；熱探筆4采集樣品一端的溫度，并將該溫度數(shù)據(jù)傳遞給便攜式主機(jī)1；冷探筆3采集樣品另一端的溫度數(shù)據(jù)，并將該溫度數(shù)據(jù)傳遞給便攜式主機(jī)1；便攜式主機(jī)1接收上述溫度數(shù)據(jù)以及熱探筆4、冷探筆3的電勢數(shù)據(jù)，并計(jì)算出熱電材料的塞貝克系數(shù)。

參見圖2，便攜式主機(jī)1包括殼體和置于殼體內(nèi)的主控模塊26、數(shù)據(jù)采集模塊7、顯示模塊14、電池組9。殼體包括上殼體6和下殼體10，上下殼體通過卡扣卡合連接；在上殼體6上設(shè)有開關(guān)5，該開關(guān)5控制電池組9的開啟與關(guān)閉，使電池組9為主控模塊26和熱探筆4的加熱模塊22供電；在下殼體10上設(shè)有充電接口13、熱探筆航插12、冷探筆航插11，充電接口13與電池組9連接，便于為電池組9充電，熱探筆航插12、冷探筆航插11與數(shù)據(jù)采集模塊7連接。主控模塊26分別與數(shù)據(jù)采集模塊7、顯示模塊14、電池組9連接；數(shù)據(jù)采集模塊7數(shù)據(jù)采集模塊用于接收熱探筆4和冷探筆3采集的溫度數(shù)據(jù)以及熱探筆4和冷探筆3的電勢數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)；主控模塊26將數(shù)據(jù)傳遞給顯示模塊14進(jìn)行顯示，顯示模塊14顯示電池組9的電量、熱探筆4采集的溫度、冷探筆3采集的溫度、塞貝克效應(yīng)電壓、塞貝克系數(shù)、材料的導(dǎo)電類型、數(shù)據(jù)采集日子等，操作人員通過上殼體6上的顯示框27讀取顯示模塊14顯示的數(shù)據(jù)。為了便于安設(shè)和減少體積，將主控模塊26、數(shù)據(jù)采集模塊7、顯示模塊17安設(shè)在安裝板8上，電池組9安設(shè)在安裝板8下。

參見圖3，冷探筆3包括冷探筆探頭15、冷探筆熱電偶16、冷探筆筆套17、冷探筆熱電偶航插18、冷探筆航插帽19；冷探筆熱電偶16的一端插入冷探筆探頭15的安裝孔內(nèi)，冷探筆熱電偶16的另一端與冷探筆熱電偶航插18連接；冷探筆筆套17套于冷探筆熱電偶16外，其一端與冷探筆探頭15螺紋連接，另一端與冷探筆熱電偶航插18螺紋連接；冷探筆熱電偶航插18通過冷探筆航插帽19與便攜式主機(jī)1的冷探筆航插11連接。

參見圖4，熱探筆4包括熱探筆探頭20、熱探筆熱電偶21、加熱模塊22、熱探筆筆套23、熱探筆熱電偶航插24、熱探筆航插帽25，熱探筆熱電偶21的一端插入熱探筆探頭20的安裝孔內(nèi)與熱探筆探頭20連接，熱探筆熱電偶21的另一端與熱探筆熱電偶航插24連接，熱探筆熱電偶航插24通過熱探筆航插帽25與便攜式主機(jī)1的熱探筆航插12連接；熱探筆筆套23套于熱探筆熱電偶21外，其一端與熱探筆探頭20螺紋連接，其另一端與熱探筆熱電偶航插24螺紋連接；加熱模塊22套在熱探筆熱電偶21上，且置于熱探筆熱電偶21與熱探筆筆套23之間，加熱模塊22用于對熱探筆熱電偶21加熱，當(dāng)熱探筆探頭20與樣品2接觸時(shí)，樣品2與熱探筆探頭20、熱探筆熱電偶21具有相同的溫度。

本發(fā)明中，電池組9為可充電鋰電池。加熱模塊22為電阻絲加熱棒。

使用時(shí)，打開開關(guān)5，電池組9為加熱模塊22供電，加熱模塊22為熱探筆熱電偶21加熱，待熱探筆熱電偶21升溫到40度以上時(shí)(從顯示模塊14上可以讀出)便可,進(jìn)行測量，熱探筆探頭20和冷探筆探頭15同時(shí)壓在樣品2表面，與樣品2直接接觸，保持3到5秒鐘，從顯示模塊14上讀出樣品2的塞貝克系數(shù)值和樣品2的導(dǎo)電類型，使用非常方便。

本發(fā)明所采用的原理為：

打開設(shè)備后，熱探筆4內(nèi)的電阻絲通電加熱使熱探筆探頭20的溫度逐漸升高，便攜式主機(jī)1內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊7通過插入冷熱探筆探頭內(nèi)的熱電偶檢測到樣品2兩端的溫度。當(dāng)冷熱探頭和樣品2接觸時(shí)，樣品2表面的溫度和冷熱探頭的溫度一致，從而計(jì)算樣品2表面兩接觸處的溫差；同時(shí)通過冷熱探頭內(nèi)部的熱電偶正極線檢測到兩接觸處的電勢差，并最終計(jì)算出樣品2的塞貝克系數(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。