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一种电热性能动态检测系统与检测方法技术方案

技术编号:25706052 阅读:43 留言:0更新日期:2020-09-23 02:53
本发明专利技术公开了一种电热性能动态检测系统与检测方法,所述系统包括样品台、激励信号源、激励信号放大器、锁相放大器、热探针、原子力显微镜控制器和探针控制器。所述方法步骤为:建立探针控制器输出的响应信号与热探针温度之间的关系曲线;对样品施加交流电压进行动态激励;热探针及探针控制器对待测样品进行实时动态检测,得到动态响应信号;锁相放大器对动态响应信号进行实时处理,获得其振幅值;原子力显微镜控制器结合标定的关系曲线与动态响应信号的振幅值,分析获得样品的电热性能参数。本发明专利技术能够实现弱电热响应的精确测量,并实现了实时侦测材料电热响应动态变化,以及实时检测材料微尺度电热性能空间分布的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种电热性能动态检测系统与检测方法
本专利技术涉及一种电热性能动态检测系统与检测方法,特别涉及一种实时直接测量材料电热性能的系统与方法。
技术介绍
随着电子工业的发展,人们对制冷和散热的需求越来越高,传统的制冷和散热方式已经无法应对日益增长的制冷需求,尤为迫切开发新型的制冷技术。而通过电解质材料在外电场作用下偶极子有序度发生改变,从而引起材料温度变化的电热效应,是一种潜在的新型制冷方式。基于电热效应的制冷器件由于可以集成,以及环境友好和噪音小等特点,是一种很有希望的固态制冷方式,研发高电热性能的材料是目前电热研究的主要方向。如此,对材料性能进行实时地直接动态检测就显得不可或缺。当前,对电热性能的直接检测方法主要是通过已有的商业仪器或器件,例如红外测温、差热分析仪、或热电偶等。但是,当前已存在的直接法主要是通过对时域下的电热响应进行测量,具有耗时长和受环境影响大的缺点,不能够实时监测材料的电热性能变化,以及无法对材料的局域电热性能进行实时动态原位测量,众所周知,对材料的微区域电热性能进行实时动态检测,对人们理解电热效应的微观机理、促进电热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电热性能动态检测系统,其特征在于,包括样品台、激励信号源、激励信号放大器、锁相放大器、热探针、原子力显微镜控制器和探针控制器;/n所述样品台用于承载待测样品,在标定过程中控制热探针的温度;/n所述激励信号源用于产生交流电压信号,以及锁相放大器所需的参考信号;/n所述激励信号放大器用于对激励信号源产生的交流电压信号进行放大,得到激励电压,并将激励电压施加于待测样品两端的电极上,激励待测样品产生电热动态响应;/n所述热探针的针尖与样品台或待测样品接触,用于侦测样品台或待测样品的温度,并将其转化为电信号输出;/n所述探针控制器,用于对热探针施加其工作所需的电信号,同时侦测热探针输出的电信号,...

【技术特征摘要】
1.一种电热性能动态检测系统,其特征在于,包括样品台、激励信号源、激励信号放大器、锁相放大器、热探针、原子力显微镜控制器和探针控制器;
所述样品台用于承载待测样品,在标定过程中控制热探针的温度;
所述激励信号源用于产生交流电压信号,以及锁相放大器所需的参考信号;
所述激励信号放大器用于对激励信号源产生的交流电压信号进行放大,得到激励电压,并将激励电压施加于待测样品两端的电极上,激励待测样品产生电热动态响应;
所述热探针的针尖与样品台或待测样品接触,用于侦测样品台或待测样品的温度,并将其转化为电信号输出;
所述探针控制器,用于对热探针施加其工作所需的电信号,同时侦测热探针输出的电信号,输出相应的响应信号;
所述锁相放大器用于在检测过程中对探针控制器输出的动态响应信号进行实时锁频处理,获得动态响应信号的振幅值,并将其输出给原子力显微镜控制器;
所述原子力显微镜控制器包括探针驱动模块和数据处理模块,所述探针驱动模块用于对热探针进行空间定位,所述数据处理模块用于在标定过程中基于探针控制器输出的响应信号和热探针的温度变化情况,获得响应信号随温度变化的关系曲线,再在检测过程中获取锁相放大器输出的振幅值,根据关系曲线获得该振幅值对应的温度值,并结合激励电压的大小,实时获得样品的电热性能数据。


2.根据权利要求1所述的电热性能动态检测系统,其特征在于,所述热探针包括两条悬臂,两条悬臂的前端相接触,构成为热探针的针尖,针尖部分由热敏电阻构成。。


3.根据权利要求1所述的电热性能动态检测系统,其特征在于,所述探针控制器包括信号检测器和信号放大器;
所述信号检测器用来侦测由热探针温度变化引起的响应信号,并输出给信号放大器;
所述信号放大器用来对响应信号进行初步放大,并输出给原子力显微镜控制器和锁相放大器。


4.根据权利要求1所述的电热性能动态检测系统,其特征在于,所述原子力显微镜控制器包括信号发生模块,其输出端连接探针信号控制器,用于提供探针控制器工作所需的电信号。


5.根据权利要求1所述的电热性能动态检测系统,其特征在于,原子力显微镜控制器包括成像模块,用于实时显示数据处理模块获得的电热性能数据。...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘运牙山东良潘锴
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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