(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210772778.9 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 申请人 深圳华中科技大 学研究院 (72)发明人 申利梅　刘泽宇　秦江　刘志杰　 刘尊　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 司宁宁 (51)Int.Cl. G01R 31/00(2006.01) G01R 1/04(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种热电器件循环实验 装置 (57)摘要 本发明属于热电器件测试相关技术领域， 其 公开了一种热电器件循环实验装置， 装置包括： 实验腔体； 实验腔体内部设置有加载单元， 加载 单元包括上部件和下部件， 上部件由上至下依次 包括散热单元和温度控制单元， 下部件由下至上 依次包括散热单元和温度控制单元； 上部件或下 部件通过传动轴与压力加载单元连接， 以通过传 动轴的上下运动实现压力的传递， 与传动轴不连 接的上部件或下部件固定于实验腔体内； 第一电 源和第二电源， 第一电源用于控制温度控制单元 的温度， 第二电压用于控制待测热电器件的功 率。 本申请可以实现多种温度环 境和功率下的加 载实验， 模拟出 更加贴近实际场景的实验工况。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115166394 A 2022.10.11 CN 115166394 A 1.一种热电器件循环实验 装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 实验腔体； 实验腔体内部设置有加载单元， 所述加载单元包括上部件和下部件， 上部件由上至下 依次包括散热单元和温度控制单元， 所述下部件由下至上依次包括散热单元和温度控制单 元； 所述上部件或下部件通过传动轴与压力加载单元连接， 以通过传动轴的上下运动 实现 压力的传递， 与传动轴不连接的上部件或下部件固定 于实验腔体内； 第一电源和第 二电源， 所述第 一电源与 所述温度控制单元连接用于控制所述温度控制 单元的温度， 所述第二电压与待测热电器件连接， 用于控制所述待测热电器件的功率。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括温度传感器和压力传感 器， 所述温度传感器用于检测待测热电器件的温度， 所述压力传感器用于检测所述压力加 载单元的输出压力。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述散热 单元为液冷热沉。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述与传动轴不连接的上部件或下部件通 过支架与实验腔体内部连接， 与传动轴连接的上部件或下部件通过设于一平台上， 所述平 台套设于所述支 架上， 以通过 所述支架的导向作用实现上部件和下部件的对准。 5.根据权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括控制单元， 所述控制单元 包括参数设定子单元和自动控制子单元， 所述参数设定子单元用于 设定温升参数和功率参 数， 所述自动控制子单元用于根据所述温度传感器和待测热电器件的功 率数据以所述参数 设定子单元中设定的参数为目标实现温度控制单 元和待测热电器件的电压控制。 6.根据权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述温升参数包括循环次数、 循环周期、 升 温时间、 恒温时间、 降温时间、 升温速率和降温速度； 所述功率参数包括循环次数、 循环周 期、 循环占空比和输出电压 。 7.根据权利要求1或5所述的装置， 其特征在于， 所述压力加载单元采用液压泵或气压 泵供压。 8.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述第一电源和/或第二电源采用直流电 加载方式， 直流电压为0～ 20V， 所述压力加载 单元的加载压力为0～ 25MPa。 9.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括真空单元， 所述真空单元 与所述实验腔体连接， 用于控制所述实验腔体的真空度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115166394 A 2一种热电器件循环实验装 置 技术领域 [0001]本发明属于热电器件测试相关技术领域， 更具体地， 涉及一种热电器件循环实验 装置。 背景技术 [0002]热电器件是基于塞贝克效应、 珀尔帖效应、 汤姆逊效应、 傅里 叶效应、 焦耳效应等 五个热电效应制成的固态器件， 能实现热能与电能的直接转换。 热电器件具有 无运动部件、 无噪音、 响应快、 易控制、 易集成等优点， 广泛应用于工业废热与汽车尾气废热回收、 放射性 同位素发电、 局部电源应用、 电子器件热 管理、 红外 探测、 精确控温、 家用制冷等领域中。 [0003]热电器件在使用过程中， 有不同的使用环境， 如室外、 随身携带、 海洋船舶等， 因此 受到不同环境的应力， 如风吹雨湿、 振动与跌落、 盐雾蚀侵等等。 为了确认热电器件能在这 些环境下正常工作， 因此需要对热电器件的相关性能进行提前测试。 其中高低 温交变环境 是对引发热电器件可靠性问题最多的环境之一， 因此进行相应的热循环实验是热电器件可 靠性实验中必须的一环。 [0004]但是， 现有热电器件温度循环可靠性实验方法与实际工况存在较大差距， 并不能 很好地模拟热电器件在实际使用过程中所遭遇的环境应力。 现有实验基本参照 《GB/T   2423.22‑2012环境试验第2部分： 试验 方法试验N： 温度变化》 ， 具体实验方法为： 将实验样品 置于试验箱内， 令其交替暴露于低 温和高温(或合适的惰性气体)中， 使其经受温度快速变 化的影响。 该种实验方法将 令热电器件整体温度相对均匀， 但在实际工况中， 热电器件冷热 端温差导致的内部温度梯度也是热电器件失效的主要因素之一， 而非单纯 的温度循环。 此 外， 该种实验方法也难以控制加热与降温速率， 而现有研究表明， 循环中的加热与降温对热 电器件可靠性有显著影响。 因此， 需要一种能提供更贴近实际场景实验工况且易于调节的 热电器件循环实验 装置。 发明内容 [0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供了一种热电器件循环实验装 置， 可以实现多种温度环境和功率下的加载实验， 模拟出 更加贴近实际场景的实验工况。 [0006]为实现上述目的， 按照本发明的一个方面， 提供了一种热电器件循环实验装置， 所 述装置包括： 实验腔体； 实验腔体内部设置有加载单元， 所述加载单元包括上部件和下部 件， 上部件由上至下依 次包括散热单元和温度控制单元， 所述下部件由下至上依 次包括散 热单元和温度控制单元； 所述上部件或下部件通过传动轴与压力加载单元连接， 以通过传 动轴的上下运动 实现压力的传递， 与传动轴不连接的上部件或下部件固定于实验腔体内； 第一电源和第二电源， 所述第一电源与所述温度控制单元连接用于控制所述温度控制单元 的温度， 所述第二电压与待测热电器件连接， 用于控制所述待测热电器件的功率。 [0007]优选地， 所述装置还包括温度传感器和压力传感器， 所述温度传感器用于检测待 测热电器件的温度， 所述压力传感器用于检测所述压力加载 单元的输出压力。说　明　书 1/4 页 3 CN 115166394 A 3