一种基于塞贝克效应的红外抑制装置及其抑制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于塞贝克效应的红外抑制装置及其抑制方法，包括将热电组件热端和热电组件冷端分别紧贴热源外壁和紧贴冷却组件；冷却组件有三种不同的结构，运行后热电组件热端温度和热电组件冷端的温度之间温差增大；热电组件热端功率增大，提升冷却组件冷端热功率，进一步降低热电组件冷端温度；热电组件发出电能，给冷却组件提供能量，使热电组件冷端热功率降低，冷端热功率导致冷端和热端的热功率差变大，导致热电组件发电功率变大，使热电组件冷端和热电组件热端温度同时降低，温度差最终达到一个稳态值。本发明专利技术基于塞贝克效应，最大限度降低热源的红外辐射，同时将热源产生的热能转化为电能驱动系统用电设备，提升了能源的利用率。

A kind of infrared suppression device based on the Seebeck effect and its inhibition method

The present invention provides an infrared suppression device based on the Seebeck effect and its control method, including the thermoelectric module hot end and the cold end heat thermoelectric module respectively close to the wall and close to the cooling component; the cooling module has three different structures, running between the hot end temperature of thermoelectric module and thermoelectric module of the cold end temperature increase; thermal power the hot end component power increases, enhance the cooling component cold end heat power, further reducing the cold end temperature of thermoelectric module; the thermoelectric module generates electricity, to provide energy to heat the cooling module, power module thermoelectric cold end reduced, cold end heat power leads to the hot end and cold end heat rate difference, leading to the thermoelectric module power power becomes larger, the thermoelectric module and cold end of the thermoelectric module hot end temperature decreased at the same time, the temperature difference will reach a steady state. The invention is based on the Seebeck effect, reduce the infrared radiation source, at the same time will be able to use electrical equipment driving system of heat generated heat into electricity, improve the utilization of energy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于塞贝克效应的红外抑制装置及其抑制方法
本专利技术涉及一种基于塞贝克效应的红外抑制装置，属于红外抑制

技术介绍
红外抑制技术是随着红外侦查、捕获目标和末制导技术的发展而逐步发展起来的。任何物体高于绝对零度，都会向外辐射红外线，如果目标与环境背景存在温度差，辐射的红外线峰值波长就有差别，目标与环境背景红外特征存在差别，易被红外探测设备探测并识别。红外抑制的一个主要的方法就是降低目标的温度，以减小目标与环境背景的温度差，从而降低目标与环境背景红外特征差别。20世纪60年代是红外抑制技术的早期发展阶段，研究机构开始了红外抑制技术的研发，但是进展缓慢，没有具体的研究成果，而这期间红外前视系统开始装备部队，点源红外制导技术也已成熟。20世纪70年代是红外抑制技术的基础理论研究阶段和试验阶段，这一时期取得了一定的理论成果，同时获得了一定的试验数据，但抑制没有达到实际应用的程度。20世纪80年代以后，是红外抑制技术飞速发展的时期，取得了大量的成果，并且各种红外隐身技术开始进入实用程度。美国此时研制出了红外隐身飞机，美、英、瑞典等研制出红外烟幕，英、美联合研制成隐身机场，并将红外隐身技术成功地应用到导弹发射中。红外抑制技术主要包括三个方面：降低目标红外辐射强度；模拟背景的红外特征；红外变形。降低目标自身红外辐射强度：使目标的红外辐射强度与背景的红外辐射强度的差别尽量减小，使其被探测器识别的概率降低。其又包含以下几种主要方法：空气对流散热、红外伪装涂料与涂层、隔热层、热废气冷却系统、目标内在的红外对抗措施。模拟背景的红外特征技术：常温目标的热辐射特征与背景相近，但是与背景的热辐射特征仍然有一定差异，同样可被识别和发现。模拟背景红外特征是指通过改变目标的红外辐射分部特征，使目标与背景的红外辐射状态相协调，最终使目标的红外图像成为背景红外图像的一部分，有效降低了目标被探测器发现的概率。红外变形技术：不同的目标在不同的状态下具有特定的红外图像特征，红外成像侦查与制导系统就是通过目标的这些特定特征来识别目标。红外变形则是通过改变目标部分红外辐射的相对值和相对位置，来改变目标易被红外成像系统所识别的特定红外图像特征，使识别变得困难或产生错误识别。各国红外抑制技术的发展趋势主要体现在红外伪装涂料和涂层、红外伪装网和遮障以及目标内在的红外对抗三个方面。未来红外涂料和涂层的频谱性能将和周围环境相适应，并兼顾防毫米波雷达和防化学污染的效果，同时还有“热迷彩”伪装效果。就是发展低红外发射率的涂料和涂层，以及发展发射率随温度变化的红外伪装涂料。红外伪装网在中远红外波段的伪装性能接近或超过可见光和近红外波段上的伪装，同时具有良好的防雷达伪装特性。红外伪装网用于高温目标时应与红外抑制系统高度协调，具体方法是发展能模拟物体背景周围日温度变化的红外伪装网，以及寻找更合理的隔热层结构和相应的构造工艺。目标的红外特征主要取决于目标的温度，目前，目标内在的红外对抗措施是在综合考虑目标的战术要求和物理性能的基础上，对目标进行热的重新设计，一是目标内热源的重新设计，另一是目标自身结构、材料、形状及使用方法的重新设计。但是并没有将热能，尤其是高温热源的热能加以利用，对能源造成了极大的浪费，甚至带来高温热防护问题，现阶段在红外抑制
，对于热源能量的二次利用的研究处于空白阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的红外抑制技术中存在的能源浪费的现状，基于塞贝克效应，提出的一种新型的红外抑制装置和解决方案。是一种结构简单、无机械旋转结构、将热源热能转化为电能加以利用的红外抑制技术。本专利技术是通过下述技术方案来实现的。一种基于塞贝克效应的红外抑制方法，包括下述步骤：1)将热电组件的热电组件热端和热电组件冷端分别紧贴热源外壁和靠近或紧贴冷却组件；2)热电组件发出的电能经过电源管理电路处理后，用于系统自身内部冷却组件供电，冷却组件运行后，热电组件冷端的温度t冷降低，热电组件热端温度t热和热电组件冷端的温度t冷之间的温度差Δt＝t热-t冷增大；3)热电组件发出的热电组件热端的热功率Qh增大，提升冷却组件的冷端的热功率Qc，进一步降低热电组件冷端的温度t冷，4)重复上述过程，则有：P1＝μ1ΔQΔQ＝(Qh-Qc)P2＝μ2P1ΔQhc＝μ3P2其中，P1为发电功率，ΔQ为冷端和热端的热功率差，Qh为热端的热功率，Qc为冷端的热功率，μ1为发电效率，P2为冷却组件功率，μ2为冷却组件效率，ΔQhc为热源热能变化量，μ3为散热效率；5)由于热电组件冷端和热电组件热端存在温度差，热电组件发出电能P1，给冷却组件提供能量P2，使热电组件冷端热功率降低，冷端的热功率Qc导致冷端和热端的热功率差ΔQ变大，导致热电组件发电功率P1变大，使热电组件冷端和热电组件热端温度同时降低，温度差最终达到一个稳态值；6)将热源热能转化为电能，同时降低热源的温度，减小目标与环境背景的温度差，从而降低目标与环境背景红外特征的差别，使红外探测装置的探测和降低识别精度，达到红外抑制。进而，本专利技术方法所采用的基于塞贝克效应的红外抑制装置，包括由热源、热源外壁、热电组件、热电组件热端、热电组件冷端、冷却组件、配线和电源管理电路构成的温度—发电自衡系统，所述热电组件热端紧贴热源外壁，所述热电组件冷端靠近或紧贴冷却组件，所述热电组件通过配线与电源管理电路相连，所述电源管理电路通过配线给冷却组件供电。作为优选，所述冷却组件为风冷方式，冷却组件包括散热器安装座、置于散热器安装座上的散热器和与散热器对应布置的风扇；热电组件的冷端在满足热传导条件下与散热器安装座紧密贴合；所述热电组件通过配线与电源管理电路相连，所述电源管理电路通过配线给风扇供电。作为优选，所述冷却组件为水冷方式，冷却组件包括吸热水箱、通过水泵和水循环管路与吸热水箱相连通的散热水箱；热电组件冷端在满足热传导条件下与吸热水箱的表面紧密贴合；所述热电组件通过配线与电源管理电路相连，所述电源管理电路通过配线给水泵供电。作为优选，所述冷却组件为风冷—水冷综合冷却方式，冷却组件包括吸热水箱、通过水泵和水循环管路与吸热水箱相连通的散热水箱，散热水箱上安装有散热器，风扇与散热器对应布置；热电组件冷端在满足热传导条件下与吸热水箱紧密贴合；所述热电组件通过配线与电源管理电路相连，所述电源管理电路通过配线分别连接水泵和风扇为其供电。进一步，所述热电组件热端与热源外壁、热电组件冷端与冷却组件在满足热传导条件下紧密贴合，固定安装，其结构没有机械旋转部分；所述热传导条件，即为贴合面积与目标表面积的比例q不小于0.8，采取直接接触方式贴合。本专利技术根据任何物体高于绝对零度，都会向外辐射红外线，如果目标与环境背景存在温度差，辐射的红外线峰值波长就有差别，目标与环境背景红外特征存在差别，易被红外探测设备探测并识别原理，通过将目标热源热能转化为电能，降低目标的温度，以减小目标与环境背景的温度差，从而降低目标与环境背景红外特征差别，使红外探测装置的探测和识别变得困难或产生错误识别。同时将热源热能转化的电能加以利用。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术所述基于塞贝克效应的红外抑制方法仅需满足在保证热传导条件下，其热端与热源紧密贴合，冷端与冷却组件紧密贴合，而不改变系统的原有结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于塞贝克效应的红外抑制方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将热电组件(3)的热电组件热端(4)和热电组件冷端(5)分别紧贴热源外壁(2)和靠近或紧贴冷却组件(6)；2)热电组件(3)发出的电能经过电源管理电路处理后，用于系统自身内部冷却组件供电，冷却组件(6)运行后，热电组件冷端(5)的温度t冷降低，热电组件热端(4)温度t热和热电组件冷端(5)的温度差Δt＝t热‑t冷增大；3)热电组件(3)发出的热电组件热端的热功率Qh增大，提升冷却组件(6)的冷端的热功率Qc，进一步降低热电组件冷端(5)的温度t冷，4)重复上述过程，则有：P1＝μ1ΔQΔQ＝(Qh‑Qc)P2＝μ2P1ΔQhc＝μ3P2其中，P1为发电功率，ΔQ为冷端和热端的热功率差，Qh为热端的热功率，Qc为冷端的热功率，μ1为发电效率，P2为冷却组件功率，μ2为冷却组件效率，ΔQhc为热源热能变化量，μ3为散热效率；5)由于热电组件冷端(5)和热电组件热端(4)存在温度差，热电组件(3)发出发电功率P1，给冷却组件(6)提供冷却组件功率P2，使热电组件冷端(5)热功率降低，冷端的热功率Qc导致冷端和热端的热功率差ΔQ变大，导致热电组件发电功率P1变大，使热电组件冷端(5)和热电组件热端(4)温度同时降低，温度差最终达到一个稳态值；6)将热源热能转化为电能，同时降低热源的温度，减小目标与环境背景的温度差，从而降低目标与环境背景红外特征的差别，使红外探测装置的探测和降低识别精度，达到红外抑制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于塞贝克效应的红外抑制方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将热电组件(3)的热电组件热端(4)和热电组件冷端(5)分别紧贴热源外壁(2)和靠近或紧贴冷却组件(6)；2)热电组件(3)发出的电能经过电源管理电路处理后，用于系统自身内部冷却组件供电，冷却组件(6)运行后，热电组件冷端(5)的温度t冷降低，热电组件热端(4)温度t热和热电组件冷端(5)的温度差Δt＝t热-t冷增大；3)热电组件(3)发出的热电组件热端的热功率Qh增大，提升冷却组件(6)的冷端的热功率Qc，进一步降低热电组件冷端(5)的温度t冷，4)重复上述过程，则有：P1＝μ1ΔQΔQ＝(Qh-Qc)P2＝μ2P1ΔQhc＝μ3P2其中，P1为发电功率，ΔQ为冷端和热端的热功率差，Qh为热端的热功率，Qc为冷端的热功率，μ1为发电效率，P2为冷却组件功率，μ2为冷却组件效率，ΔQhc为热源热能变化量，μ3为散热效率；5)由于热电组件冷端(5)和热电组件热端(4)存在温度差，热电组件(3)发出发电功率P1，给冷却组件(6)提供冷却组件功率P2，使热电组件冷端(5)热功率降低，冷端的热功率Qc导致冷端和热端的热功率差ΔQ变大，导致热电组件发电功率P1变大，使热电组件冷端(5)和热电组件热端(4)温度同时降低，温度差最终达到一个稳态值；6)将热源热能转化为电能，同时降低热源的温度，减小目标与环境背景的温度差，从而降低目标与环境背景红外特征的差别，使红外探测装置的探测和降低识别精度，达到红外抑制。2.一种基于塞贝克效应的红外抑制装置，包括由热源(1)、热源外壁(2)、热电组件(3)、热电组件热端(4)、热电组件冷端(5)、冷却组件(6)、配线(7)和电源管理电路(8)构成的温度—发电自衡系统，其特征在于，所述热电组件热端(4)紧贴热源外壁(2)，所述热电组件冷端(5)靠近或紧贴冷却组件(6)，所述热电组件(3)通过配线(7)与电源管理电路(8)相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀晓翔，李江红，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61