一种放射性同位素微型热电电源制造技术

本发明专利技术公开了一种放射性同位素微型热电电源，它包括外壳体（１）、热源以及设置在外壳体（１）与热源之间的多个微型热电发电器（２）；热源包括屏蔽腔体（３），屏蔽腔体（３）的中心位置设置一可存放放射性同位素的热源腔室（８），屏蔽腔体（３）上还开有与热源腔室（８）连通的孔（１４），所述孔（１４）内设置一塞子（５），屏蔽腔体（３）的外表面贴合热源腔外套（４）；微型热电发电器（２）的一端面与外壳体（１）的内表面贴合，微型热电发电器（２）的另一端面与热源腔外套（４）的外表面贴合；微型热电发电器的输出导电接点连接的输出导线（９）设置在热电电源整体外。该放射性同位素微型热电电源使用方便、寿命长且环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微型热电电源领域，具体讲的是一种放射性同位素微型热电电源。
技术介绍
随着微机电系统(MEMS)技术的迅猛发展，微型传感器、超微电动机、微型飞行器和 用于诊断的柔性管道机器人等得到逐步的推广应用，尽管微机电系统(MEMS)器件的许多 功能部件，如微传感器、微执行器、微泵、微阀等，其体积都可以做得很小，但为微机电系 统(MEMS)器件提供能量的动力源却多数采用外接电缆供电，对整个微机电系统来说体积大， 使用不方便；有些采用化学电池供电，其使用寿命短且不环保。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种使用方便、寿命长且环保的放射性同位素微型热电电源。本专利技术要解决的技术方案是，提供一种具有以下结构的放射性同位素微型热电电源它 包括外壳体、热源以及设置在外壳体与热源之间的多个微型热电发电器；所述的热源包括屏 蔽腔体，屏蔽腔体的中心位置设置一可存放放射性同位素的热源腔室，所述屏蔽腔体上还开 有一与热源腔室连通的孔，所述孔内设置一塞子，所述屏蔽腔体的外表面贴合一热源腔外套； 所述微型热电发电器的一端面与外壳体的内表面贴合，微型热电发电器的另一端面与热源腔 外套的外表面贴合；所述微型热电发电器的输出导电接点连接的输出导线设置在热电电源整 体外。采用以上结构后，本专利技术一种放射性同位素微型热电电源与现有技术相比，具有以下优 点放射性同位素热电电源采用微加工技术，使得整体体积很小(厘米尺度以下)，使用方便； 且利用放射性同位素衰变发射的粒子撞击屏蔽腔表面产生热源，再通过微型热电发电器产生 电能，因为放射性同位素具有衰变速度相对稳定、受外界条件影响很小、半衰期长、可靠性 高以及放射能量密度比较大等优点，因而放射性同位素热电电源使用寿命长，环保，且可以 置于多种特殊场合为微机电系统供电。作为一种改进，所述的外壳体的外表面设置有肋片状散热结构，该结构的散热片可有助 于微型热电发电器的外端面热量与外界环境的热交换，从而使微型热电发电器的外端面维持 较低的温度。作为一种改进，所述的塞子和孔之间还设有密封环。所述的密封环由容易变形的金属如3银或铜或其他合金制成。有利于增加塞子和孔之间的密封性。作为一种改进，所述的热源腔外套与屏蔽腔之间还涂有导热材料。所述的导热材料为导 热硅脂或导热胶，进而增加整个热源的导热性能。作为一种改进，所述的热源腔外套由上套件与下套件套接，这样不仅方便热源腔外套的 生产加工，且有利于热源整体的组装。 附图说明图1是本专利技术一种放射性同位素微型热电电源的结构示意图。图2是本专利技术一种放射性同位素微型热电电源中微型热电发电器的结构示意图。如图所不1、外壳体，2、微型热电发电器，3、屏蔽腔体，4、热源腔外套，5、塞子，6、盖板， 7、密封环，8、热源腔室，9、外接导线，10、金属导流层，11、上基板，12、电偶臂，13、 下基板，14、孑L。 具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。 如图l、图2所示。本专利技术一种放射性同位素微型热电电源，它包括外壳体1、热源以及设置在外壳体1与 热源之间的多个微型热电发电器2;所述的热源包括屏蔽腔体3，屏蔽腔体3的中心位置设置 一可存放放射性同位素的热源腔室8,所述屏蔽腔体3上还丌有一与热源腔室8连通的孔14， 所述孔14内设置一塞子5，所述屏蔽腔体3的外表面贴合一热源腔外套4;所述微型热电发 电器2的一端面与外壳体1的内表面贴合，微型热电发电器2的另一端面与热源腔外套4的 外表面贴合；所述微型热电发电器2的输出导电接点连接的输出导线9设置在热电电源整体 外。所述的多个微型热电发电器2之间是串联或并联，根据所需要提供的电压来确定多个微 型热电发电器2之间的连接关系。所述的微型热电发电器2可以为单级微型热电发电器，也 可以为三级微型热电发电器，本实施例采用三级微型热电发电器，呈方形结构。所述的三级 微型热电发电器，它包括上基板ll、下基板13、引出导线9以及电偶臂12阵列，所述的电 偶臂12为半导体材料，主要包括ZnSb、 PbTe、 Bi2Te3、 Bi,.xSbx等多种合金材料，它还包括 将半导体电偶臂串联起来的金属导流层10;所述的上基板11和下基板13可采用高导热绝缘 材料如95%的氧化铝陶瓷或75%的氧化铝陶瓷，也可采用金属材料外镀绝缘层制成，如铜或 铝或其他高导热系数的金属材料等。所述的热源腔室8的内部可存放放射性同位素，所述的放射性同位素主要采用a放射源作为热源，用含a粒子较高的238Pu或244Cm或243Cm或210Po或238Th或232U等。 所述的外壳体1的外表面设置有肋片状散热结构。该结构的散热片可有助于微型热电发电器2的外端面热量与外界环境的热交换，从而使微型热电发电器的外端面维持较低的温度。所述的微型热电发电器2通过赛贝克效应直接将温差转变为电能。所述的赛贝克效应为现有技术，其原理是指由于温差而产生的热电现象，也称作热电效应。所述的塞子5和孔14之间还设有密封环7，所述的密封环由容易变形的金属如银或铜或其他合金制成。有利于增加塞子5和孔14之间的密封性。所述的塞子5的外端面与热源腔外套4内表面之间还设置一盖板6，所述盖板6的一端面与热源腔外套4内表面贴合，盖板6的另一端面与塞子5的外端面贴合。所述的热源腔外套4与屏蔽腔3之间还涂有导热材料。所述的热源腔外套4由上套件15 与下套件16套接。这样不仅方便热源腔外套4的生产加工，且有利于热源整体的组装。工作时，热源腔室8内的放射性同位素自发的连续不断的衰变，辐射出具有一定能量的 a粒子连续撞击屏蔽腔体3，使屏蔽腔体3温度升高，热量传递给热源腔外套4，再传递到微 型热电发电器2的内端面，使其温度升高。微型热电发电器2的外端面通过外壳体1和外界 环境大面积传热，使自身温度维持在一个较低温度。热传递到一定程度保持平衡，在微型热 电发电器2两端就形成稳定的温差，从而使电源输出稳定持续的电能。以上仅就本专利技术较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本专利技术的 结构可以有其他变化，不局限于上述结构，比如所述的微型热电发电器2不仅可做成方形 结构也可以做成环状结构，所述的外壳体的外表面设置有肋片状散热结构，也可为网格状散 热结构。总之，凡在本专利技术产品独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本专利技术的保 护范围内。权利要求1、一种放射性同位素微型热电电源，其特征在于它包括外壳体(1)、热源以及设置在外壳体(1)与热源之间的多个微型热电发电器(2)；所述的热源包括屏蔽腔体(3)，屏蔽腔体(3)的中心位置设置一可存放放射性同位素的热源腔室(8)，所述屏蔽腔体(3)上还开有一与热源腔室(8)连通的孔(14)，所述孔(14)内设置一塞子(5)，所述屏蔽腔体(3)的外表面贴合一热源腔外套(4)；所述微型热电发电器(2)的一端面与外壳体(1)的内表面贴合，微型热电发电器(2)的另一端面与热源腔外套(4)的外表面贴合；所述微型热电发电器(2)的输出导电接点连接的输出导线(9)设置在热电电源整体外。2、 根据权利要求l所述的一种放射性同位素微型热电电源，其特征在于所述的外壳体(1)的外表面设置有肋片状散热结构。3、 根据权利要求1所述的一种放射性同位素微型热电电源，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射性同位素微型热电电源，其特征在于：它包括外壳体（１）、热源以及设置在外壳体（１）与热源之间的多个微型热电发电器（２）；所述的热源包括屏蔽腔体（３），屏蔽腔体（３）的中心位置设置一可存放放射性同位素的热源腔室（８），所述屏蔽腔体（３）上还开有一与热源腔室（８）连通的孔（１４），所述孔（１４）内设置一塞子（５），所述屏蔽腔体（３）的外表面贴合一热源腔外套（４）；所述微型热电发电器（２）的一端面与外壳体（１）的内表面贴合，微型热电发电器（２）的另一端面与热源腔外套（４）的外表面贴合；所述微型热电发电器（２）的输出导电接点连接的输出导线（９）设置在热电电源整体外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋瑞银，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]