一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器制造技术

本发明专利技术涉及升降温设备领域，公开了一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器。通过本发明专利技术创造，可提供一种以热电制冷片为冷热源基础，并通过载物导热板、水冷头、水泵、水路排热管道以及温度升降调节控制板等搭建起的温度升降调节仪器，不但具有体积小巧、重量轻、方便移动、升降温速度快、温控精度高以及制造成本低等优点，还可以为制冷制热载物面提供‑65～120摄氏度的任意温度环境，并具有很强的负载能力，即在载物导热板承载中小微型电子产品时，可使它们的外表温度或者芯片监测温度在‑50～100摄氏度之间任意升降温调节，进而可为各类商业档和工业档电子产品的生产制造及科学实验者创造各种不同的温度环境或者要求连续的温度循环环境。

A temperature lifting and adjusting instrument based on semiconductor refrigeration and heating technology

The invention relates to the field of heating and cooling equipment, and discloses a temperature regulating instrument based on semiconductor refrigeration and heating technology. The invention provides a temperature rising and falling regulating instrument based on thermoelectric refrigeration sheet, which is constructed by carrier heat conducting plate, water cooling head, water pump, water drain pipe and temperature rising and falling regulating control board. The device not only has the advantages of small volume, light weight, convenient movement, fast heating and cooling speed, but also has the advantages of temperature rising and falling. The advantages of high control accuracy and low manufacturing cost can also provide an arbitrary temperature environment of 65-120 degrees Celsius for the cooling and heating carrier surface, and has a strong load capacity, that is, when the carrier heat conductive plate carries small and medium-sized electronic products, it can make their external temperature or chip monitoring temperature between 50-100 degrees Celsius. Arbitrary heating and cooling can then be used to create a variety of different temperature environments for the production of various commercial and industrial electronic products and scientific experimenters or require a continuous temperature cycle environment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器
本专利技术属于升降温设备领域，具体涉及一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器，可适用于光通信元器件产品的生产、制造以及产品研发实验等领域，尤其适用于在诸如光通信芯片、TO器件、光器件以及光模块等的生产、制造、实验室过程中，提供创造工业级低、高温度环境或高低温连续的温变循环的温度环境。
技术介绍
在当前光通信、电子产品制造领域中，对于光通信元器件产品、电子产品的生产、制造以及产品研发实验等活动，通用的高低温环境提供设备主要有两种：一种是压缩机设备，另一种是热流仪设备。前述两种设备都存在如下诸多不足：(1)体积大及笨重，很难灵活移动，一般常用于制造的压缩机尺寸大于80cm*100cm*120cm，重量超过50kg；(2)投资成本高，一台压缩机市场价格在10万～80万人民币不等，常用于工业级产品制造或实验的压缩机和热流仪每台设备的市场价在20万人民币左右；(3)升/降温速度很慢，一般情况下，压缩机从常温25摄氏度降低到-40摄氏度，再从-40摄氏度升温到85摄氏度，再从85摄氏度回到常温25摄氏度一个完整的温度循环周期所需要的时间约20分钟，且在预热过程中，热积累会对电子产品温度的稳定造成很大的影响；(4)温度稳定时间精度不高，一般情况下，在温度-40摄氏度和85摄氏度的情况下，温度精度不高，波动温度在3摄氏度以上；(5)企业中后期扩产困难，由于现有设备存在前述(1)～(4)等缺陷，后续扩产需要重新布局生产车间，造成巨大的损失，以及需要很长的时间来规划。因此现有高低温环境提供设备的应用，给很多光通信、电子产品制造企业在快速投资、成长、更新换代等过程中带来了很多困难。此外，这两种设备还存在噪声污染和排气排废污染比较严重的问题。随着企业规模的逐渐拓展，若仍采用现有通用的压缩机设备或热流仪设备来为生产活动提供高低温环境，将会导致生产产能扩充难度大，对产线重新布线布局造成重大浪费和损失，扩展扩充时间长等诸多问题，已经无法满足光通信产品制造商的需求，急需研发一种更加集成化、小型化、轻便化、投资小及使用灵活度高的温度升降调节仪器来支持企业的快速发展。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器。本专利技术所采用的技术方案为：一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器，包括电源、温度升降调节控制板、载物导热板、初级水冷头、初级TEC器件、初级水泵和次级冷热交互系统，其中，所述电源电连接所述温度升降调节控制板，在所述载物导热板中设有温度传感器；所述载物导热板位于所述初级水冷头的正上方，并在所述载物导热板与所述初级水冷头之间设有若干个呈矩阵排布的初级TEC器件，其中，所述初级TEC器件的N型半导体板与所述载物导热板相抵，所述初级TEC器件的P型半导体板与所述初级水冷头相抵；所述次级冷热交互系统包括第一次级水冷头、第二次级水冷头、第三次级水冷头、次级TEC器件、次级水泵和次级水路排热管道，其中，所述第一次级水冷头、所述第二次级水冷头和所述第三次级水冷头从上至下依次设置，并在所述第一次级水冷头与所述第二次级水冷头之间和所述第二次级水冷头与所述第三次级水冷头之间分别设有若干个呈矩阵排布的次级TEC器件，所述次级TEC器件的N型半导体板与所述第二次级水冷头相抵，所述次级TEC器件的P型半导体板与所述第一次级水冷头或所述第三次级水冷头相抵；所述初级水冷头、所述初级水泵和所述次级冷热交互系统中的第二次级水冷头串联连通，构成初级循环回路；所述第一次级水冷头、所述第三次级水冷头、所述次级水泵和所述次级水路排热管道串联连通，构成次级循环回路；所述温度升降调节控制板的输入端电连接所述温度传感器的输出端，所述温度升降调节控制板的输出端分别电连接所述初级TEC器件、所述初级水泵、所述次级TEC器件和所述次级水泵的受控端。优化的，还包括辅助级冷热交互系统，其中，所述辅助级冷热交互系统包括第一辅助级水冷头、第二辅助级水冷头、第三辅助级水冷头、辅助级TEC器件、辅助级水泵和辅助级水路排热管道；所述第一辅助级水冷头、所述第二辅助级水冷头和所述第三辅助级水冷头从上至下依次设置，并在所述第一辅助级水冷头与所述第二辅助级水冷头之间和所述第二辅助级水冷头与所述第三辅助级水冷头之间分别设有若干个呈矩阵排布的辅助级TEC器件，所述辅助级TEC器件的N型半导体板与所述第二辅助级水冷头相抵，所述辅助级TEC器件的P型半导体板与所述第一辅助级水冷头或所述第三辅助级水冷头相抵；所述第二辅助级水冷头串联在所述次级循环回路中，所述第一辅助级水冷头、所述第三辅助级水冷头、所述辅助级水泵和所述辅助级水路排热管道串联连通，构成辅助级循环回路；所述温度升降调节控制板的输出端分别电连接所述辅助级TEC器件和所述辅助级水泵的受控端。进一步优化的，还包括末级冷热交互系统，其中，所述末级冷热交互系统包括第一末级水冷头、第二末级水冷头、第三末级水冷头、末级TEC器件、末级水泵和末级水路排热管道；所述第一末级水冷头、所述第二末级水冷头和所述第三末级水冷头从上至下依次设置，并在所述第一末级水冷头与所述第二末级水冷头之间和所述第二末级水冷头与所述第三末级水冷头之间分别设有若干个呈矩阵排布的末级TEC器件，所述末级TEC器件的N型半导体板与所述第二末级水冷头相抵，所述末级TEC器件的P型半导体板与所述第一末级水冷头或所述第三末级水冷头相抵；所述第二末级水冷头串联在所述辅助级循环回路中，所述第一末级水冷头、所述第三末级水冷头、所述末级水泵和所述末级水路排热管道串联连通，构成末级循环回路；所述温度升降调节控制板的输出端分别电连接所述末级TEC器件和所述末级水泵的受控端。详细优化的，所述末级冷热交互系统还包括串联在所述末级循环回路中的末级水箱，其中，在所述末级水箱的底部设置所述末级水泵。详细优化的，所述末级冷热交互系统还包括用于对吹所述末级水路排热管道的末级风扇，其中，所述末级风扇的受控端电连接所述温度升降调节控制板的输出端。进一步优化的，所述辅助级冷热交互系统还包括串联在所述辅助级循环回路中的辅助级水箱，其中，在所述辅助级水箱的底部设置所述辅助级水泵。进一步优化的，所述辅助级冷热交互系统还包括用于对吹所述辅助级水路排热管道的辅助级风扇，其中，所述辅助级风扇的受控端电连接所述温度升降调节控制板的输出端。优化的，还包括串联在所述初级循环回路中的初级水箱和串联在所述次级循环回路中的次级水箱，其中，在所述初级水箱的底部设置所述初级水泵，在所述次级水箱的底部设置所述次级水泵。优化的，所述次级冷热交互系统还包括用于对吹所述次级水路排热管道的次级风扇，其中，所述次级风扇的受控端电连接所述温度升降调节控制板的输出端。优化的，所述温度传感器为热电偶温度计。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术创造提供了一种以热电制冷片为冷热源基础，并通过载物导热板、水冷头、水泵、水路排热管道以及温度升降调节控制板等搭建起的温度升降调节仪器，不但具有体积小巧、重量轻、方便移动、升降温速度快、温控精度高以及制造成本低等优点，还可以为制冷制热载物面提供-65～120摄氏度的任意温度环境，并具有很强的负载能力，即在载物导热板承载中小微型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器，其特征在于：包括电源(1)、温度升降调节控制板(2)、载物导热板(3)、初级水冷头(4)、初级TEC器件(5)、初级水泵(6)和次级冷热交互系统(7)，其中，所述电源(1)电连接所述温度升降调节控制板(2)，在所述载物导热板(3)中设有温度传感器(301)；所述载物导热板(3)位于所述初级水冷头(4)的正上方，并在所述载物导热板(3)与所述初级水冷头(4)之间设有若干个呈矩阵排布的初级TEC器件(5)，其中，所述初级TEC器件(5)的N型半导体板与所述载物导热板(3)相抵，所述初级TEC器件(5)的P型半导体板与所述初级水冷头(4)相抵；所述次级冷热交互系统(7)包括第一次级水冷头(701)、第二次级水冷头(702)、第三次级水冷头(703)、次级TEC器件(704)、次级水泵(705)和次级水路排热管道(706)，其中，所述第一次级水冷头(701)、所述第二次级水冷头(702)和所述第三次级水冷头(703)从上至下依次设置，并在所述第一次级水冷头(701)与所述第二次级水冷头(702)之间和所述第二次级水冷头(702)与所述第三次级水冷头(703)之间分别设有若干个呈矩阵排布的次级TEC器件(704)，所述次级TEC器件(704)的N型半导体板与所述第二次级水冷头(702)相抵，所述次级TEC器件(704)的P型半导体板与所述第一次级水冷头(701)或所述第三次级水冷头(703)相抵；所述初级水冷头(4)、所述初级水泵(6)和所述次级冷热交互系统(7)中的第二次级水冷头(702)串联连通，构成初级循环回路；所述第一次级水冷头(701)、所述第三次级水冷头(703)、所述次级水泵(705)和所述次级水路排热管道(706)串联连通，构成次级循环回路；所述温度升降调节控制板(2)的输入端电连接所述温度传感器(301)的输出端，所述温度升降调节控制板(2)的输出端分别电连接所述初级TEC器件(4)、所述初级水泵(6)、所述次级TEC器件(704)和所述次级水泵(705)的受控端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器，其特征在于：包括电源(1)、温度升降调节控制板(2)、载物导热板(3)、初级水冷头(4)、初级TEC器件(5)、初级水泵(6)和次级冷热交互系统(7)，其中，所述电源(1)电连接所述温度升降调节控制板(2)，在所述载物导热板(3)中设有温度传感器(301)；所述载物导热板(3)位于所述初级水冷头(4)的正上方，并在所述载物导热板(3)与所述初级水冷头(4)之间设有若干个呈矩阵排布的初级TEC器件(5)，其中，所述初级TEC器件(5)的N型半导体板与所述载物导热板(3)相抵，所述初级TEC器件(5)的P型半导体板与所述初级水冷头(4)相抵；所述次级冷热交互系统(7)包括第一次级水冷头(701)、第二次级水冷头(702)、第三次级水冷头(703)、次级TEC器件(704)、次级水泵(705)和次级水路排热管道(706)，其中，所述第一次级水冷头(701)、所述第二次级水冷头(702)和所述第三次级水冷头(703)从上至下依次设置，并在所述第一次级水冷头(701)与所述第二次级水冷头(702)之间和所述第二次级水冷头(702)与所述第三次级水冷头(703)之间分别设有若干个呈矩阵排布的次级TEC器件(704)，所述次级TEC器件(704)的N型半导体板与所述第二次级水冷头(702)相抵，所述次级TEC器件(704)的P型半导体板与所述第一次级水冷头(701)或所述第三次级水冷头(703)相抵；所述初级水冷头(4)、所述初级水泵(6)和所述次级冷热交互系统(7)中的第二次级水冷头(702)串联连通，构成初级循环回路；所述第一次级水冷头(701)、所述第三次级水冷头(703)、所述次级水泵(705)和所述次级水路排热管道(706)串联连通，构成次级循环回路；所述温度升降调节控制板(2)的输入端电连接所述温度传感器(301)的输出端，所述温度升降调节控制板(2)的输出端分别电连接所述初级TEC器件(4)、所述初级水泵(6)、所述次级TEC器件(704)和所述次级水泵(705)的受控端。2.如权利要求1所述的一种基于半导体制冷制热技术的温度升降调节仪器，其特征在于：还包括辅助级冷热交互系统(8)，其中，所述辅助级冷热交互系统(8)包括第一辅助级水冷头(801)、第二辅助级水冷头(802)、第三辅助级水冷头(803)、辅助级TEC器件(804)、辅助级水泵(805)和辅助级水路排热管道(806)；所述第一辅助级水冷头(801)、所述第二辅助级水冷头(802)和所述第三辅助级水冷头(803)从上至下依次设置，并在所述第一辅助级水冷头(801)与所述第二辅助级水冷头(802)之间和所述第二辅助级水冷头(802)与所述第三辅助级水冷头(803)之间分别设有若干个呈矩阵排布的辅助级TEC器件(804)，所述辅助级TEC器件(804)的N型半导体板与所述第二辅助级水冷头(802)相抵，所述辅助级TEC器件(804)的P型半导体板与所述第一辅助级水冷头(801)或所述第三辅助级水冷头(803)相抵；所述第二辅助级水冷头(802)串联在所述次级循环回路中，所述第一辅助级水冷头(801)、所述第三辅助级水冷头(803)、所述辅助级水泵(805)和所述辅助级水路排热管道(806)串联连通，构成辅助级循环回路；所述温度升降调节控制板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓，
申请(专利权)人：胡晓，
类型：发明
国别省市：四川,51