本技術涉及高低溫循環(huán)及恒溫恒濕的，尤其涉及一種基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱。

背景技術：

1、在半導體光電子器件的研發(fā)生產領域，因大部分器件對環(huán)境溫度比較敏感，各項性能指標隨溫度變化較大，故而需要做高低溫性能測試，以確保產品的可靠性。

2、在實際生產應用中，由于市場傳統(tǒng)壓縮機型高低溫試驗箱功耗大，體積大，較笨重，常常用于大批量生產作業(yè)，而部分小量驗證性試驗或受功耗限制的場景就無法適應。傳統(tǒng)壓縮機型高低溫試驗箱與其工作原理與空調工作原理一樣，其主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和排風扇等組成，在制冷時，壓縮機對冷凝劑做功壓縮為液態(tài)，冷凝劑經(jīng)蒸發(fā)器吸收熱量氣態(tài)，再通過管路將熱量帶至冷凝器排出室外，在制熱時冷凝劑逆向流動，液體制冷劑向室外機流動在其中吸熱變成氣體，形成的氣體制冷劑向室內機流動，在室內放熱后變回液體狀態(tài)，這樣即完成制熱。此工作過程要經(jīng)一系列能量傳遞，能量損耗大，有效功率??；設備要配備壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器及冷凝管路，設備都較重，體積較大，功率也大；另外，壓縮機啟動切換不宜太頻繁，冷凝劑氣液態(tài)轉換時間長，延長了制冷制熱時間。

3、例如申請?zhí)枮?01921182090.5的實用新型公開了一種高低溫試驗箱，包括底板、移動輪、試驗柜、柜門、觀察窗、機架、安裝柜、操作面板、溢水孔、水位觀察線、注水口、排水口、驅動電機、轉軸、扇葉、第一網(wǎng)板、加熱管、蒸發(fā)管、伺服電機、第二網(wǎng)板、氣缸、活塞桿、夾板、水箱、導水管、循環(huán)水泵、固定架和環(huán)形水冷管，所述底板的底部四角均鉸接有移動輪，所述底板的頂部一側設置有試驗柜，所述底板的頂部另一側設置有安裝柜，所述試驗柜的頂部中間通過螺栓固定有機架?，所述機架的內壁焊接有驅動電機，所述驅動電機的輸出端與轉軸連接，該實用新型，結構簡單，試驗效果好，對試驗件的固定效果好，能實現(xiàn)試驗件各個方向溫度的均布。但是該高低溫試驗箱結構復雜，體積較大，制作成本較高，不方便搬動使用。

4、例如申請?zhí)枮?01720097443.6的實用新型涉及實驗設備技術領域，尤其涉及一種高低溫試驗箱，包括箱體，箱體內設置有高溫室和低溫室，高溫室的一端設置有制熱室，制熱室內設置有制熱機構，制熱室和高溫室之間設置有封閉門a和驅動封閉門a打開或關閉的驅動機構a；低溫室的一端設置有制冷室，制冷室內設置有制冷機構，低溫室和制冷室之間設置有封閉門b和驅動封閉門b打開或關閉的驅動機構b；箱體還設置有控制面板，驅動機構a和驅動機構b均與控制面板電連接；高溫室設置有溫度傳感器a，低溫室設置溫度傳感器b，溫度傳感器a和所述溫度傳感器b均與控制面板電連接，該實用新型能夠將高溫室和低溫室的溫度控制在可控范圍內，使得高溫室和低溫室的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是該試驗箱通過設置高溫箱與低溫箱組成高低溫試驗箱，體積較大，且需要設置加熱和制冷兩套系統(tǒng)，整體成本較高。

5、例如申請?zhí)枮?01920226321.1的實用新型涉及高低溫試驗箱，具體是一種用于紅外探測器快速高低溫試驗的微型高低溫試驗箱。該實用新型解決了傳統(tǒng)的高低溫試驗箱無法滿足紅外探測器的快速高低溫試驗要求、使用可靠性差、功耗高、噪音大、成本高的問題。一種用于紅外探測器快速高低溫試驗的微型高低溫試驗箱，包括微型箱體、左三級半導體制冷片、右三級半導體制冷片、左內散熱片、右內散熱片、左內風扇、右內風扇、左外散熱片、右外散熱片、左外風扇、右外風扇、溫控器、蓋板、上圓形玻璃片、下圓形玻璃片、鎖緊螺釘。該實用新型適用于紅外探測器的快速高低溫試驗，同樣適用于其它小體積產品（如紫外探測器或各種傳感器）的快速高低溫試驗。但是該實用新型整體結構復雜，成本較高，不宜推廣。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有高低溫試驗箱體積大、功耗大的技術問題，本實用新型提出一種基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，溫度控制精準，制熱制冷快，體積小，重量輕。

2、為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，包括機箱，機箱上側設置有恒溫室，機箱下側設置有供電控制模塊和散熱模塊，恒溫室包括室內散熱器、室內dc風扇和半導體熱電組件，室內散熱器設置在恒溫室底部，半導體熱電組件設置在室內散熱器的孔槽內，室內dc風扇設置在恒溫室頂部，散熱模塊設置在半導體熱電組件底部，室內散熱器、室內dc風扇、半導體熱電組件和散熱模塊均與供電控制模塊相連接。

3、所述供電控制模塊包括溫度傳感器、顯示面板和控制電源，溫度傳感器設置在恒溫室一側，顯示面板設置在機箱外側，控制電源設置在機箱內，室內散熱器、室內dc風扇、半導體熱電組件、散熱模塊、溫度傳感器和顯示面板均與控制電源相連接。

4、所述控制電源包括供電電池和pid控制中樞，室內散熱器、室內dc風扇、半導體熱電組件、散熱模塊、溫度傳感器、顯示面板和供電電池均與pid控制中樞相連接。

5、所述室內散熱器為鋁制散熱器，鋁制散熱器上下兩側設置有散熱齒。

6、所述供電電池為雙向恒溫控制電源。

7、所述散熱模塊包括室外散熱器和室外dc風扇，室外散熱器設置在半導體熱電組件底部，室外dc風扇設置在機箱底部，室外dc風扇與半導體熱電組件相對應。

8、所述恒溫室頂部設置有進氣口，恒溫室右側設置有出氣口，進氣口與出氣口外側均設置有閥門，恒溫室一側設置有光纖出纖口和器件接電口。

9、所述恒溫室外側設置有上蓋，上蓋與機箱下半部分通過鉸鏈活動連接，機箱下半部分設置有機箱鎖扣，上蓋與機箱鎖扣相連接。

10、所述半導體熱電組件為基于半導體的帕爾貼效應的半導體熱電組件。

11、所述恒溫室內側設置有隔熱棉。

12、本實用新型的有益效果為：本實用新型應用了半導體的帕爾貼效應，即由n、p型材料組成一對熱電偶，當熱電偶通入直流電流后，因直流電通入的方向不同，將在電偶結點處產生吸熱和放熱現(xiàn)象，此過程熱量由半導體熱電組件一面經(jīng)pn結傳遞至另一面，再由緊貼的散熱器帶走熱量，整個過程半導體熱電組件功耗小，可快速啟動工作，能量傳遞快，設備不需要較大空間，控制電源采用pid算法，配合pt100溫度傳感器，可精準控制溫度。

技術特征：

1.一種基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，包括機箱（8），機箱（8）上側設置有恒溫室（16），機箱（8）下側設置有供電控制模塊和散熱模塊，恒溫室（16）包括室內散熱器（2）、室內dc風扇（9）和半導體熱電組件（1），室內散熱器（2）設置在恒溫室（16）底部，半導體熱電組件（1）設置在室內散熱器（2）的孔槽內，室內dc風扇（9）設置在恒溫室（16）頂部，散熱模塊設置在半導體熱電組件（1）底部，室內散熱器（2）、室內dc風扇（9）、半導體熱電組件（1）和散熱模塊均與供電控制模塊相連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述供電控制模塊包括溫度傳感器（5）、顯示面板（10）和控制電源，溫度傳感器（5）設置在恒溫室（16）一側，顯示面板（10）設置在機箱（8）外側，控制電源設置在機箱（8）內，室內散熱器（2）、室內dc風扇（9）、半導體熱電組件（1）、散熱模塊、溫度傳感器（5）和顯示面板（10）均與控制電源相連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述控制電源包括供電電池和pid控制中樞，室內散熱器（2）、室內dc風扇（9）、半導體熱電組件（1）、散熱模塊、溫度傳感器（5）、顯示面板（10）和供電電池均與pid控制中樞相連接。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述室內散熱器（2）為鋁制散熱器，鋁制散熱器上下兩側設置有散熱齒。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述供電電池為雙向恒溫控制電源（7）。

6.根據(jù)權利要求3-5中任意一項所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述散熱模塊包括室外散熱器（3）和室外dc風扇（4），室外散熱器（3）設置在半導體熱電組件（1）底部，室外dc風扇（4）設置在機箱（8）底部，室外dc風扇（4）與半導體熱電組件（1）相對應。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述恒溫室（16）頂部設置有進氣口（14），恒溫室（16）右側設置有出氣口（15），進氣口（14）與出氣口（15）外側均設置有閥門，恒溫室（16）一側設置有光纖出纖口（12）和器件接電口（13）。

8.根據(jù)權利要求7所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述恒溫室（16）外側設置有上蓋（17），上蓋（17）與機箱（8）下半部分通過鉸鏈活動連接，機箱（8）下半部分設置有機箱鎖扣（11），上蓋（17）與機箱鎖扣（11）相連接。

9.根據(jù)權利要求8所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述半導體熱電組件（1）為基于半導體的帕爾貼效應的半導體熱電組件。

10.根據(jù)權利要求8或9所述的基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱，其特征在于，所述恒溫室（16）內側設置有隔熱棉。

技術總結
本技術提出了一種基于半導體熱電效應的微型高低溫試驗箱包括機箱，機箱上側設置有恒溫室，機箱下側設置有供電控制模塊和散熱模塊，恒溫室包括室內散熱器、室內DC風扇和半導體熱電組件，室內散熱器設置在恒溫室底部，半導體熱電組件設置在室內散熱器的孔槽內，室內DC風扇設置在恒溫室頂部，散熱模塊設置在半導體熱電組件底部，室內散熱器、室內DC風扇、半導體熱電組件散熱模塊均與供電控制模塊相連接。本技術利用半導體熱電組件，實現(xiàn)對溫度的精準控制，制熱制冷快，本技術可快速啟動工作，能量傳遞快，體積小，重量輕，功耗小。

技術研發(fā)人員：龍林飛,常夏森
受保護的技術使用者：河南仕佳光子科技股份有限公司
技術研發(fā)日：20231228
技術公布日：2024/12/23