温差发电机原理演示教具的制作方法

本发明涉及教具技术领域，特别涉及演示说明温差发电机原理的教具技术领域。

背景技术：

温差发电是一种新能源发电形式，目前用于演示说明温差发电机原理的教具还很缺乏。

技术实现要素：

本发明提供一种用于演示说明温差发电机原理的教具，主要用于向学习者演示说明温差发电机的工作原理，有助于温差发电等相关知识的学习。

本发明主要由一个可调节高度的铁制支架（m）、一个由4片半导体温差发电片（r）组成的发电片组、一个冷却水箱（w）、一块紧固导热夹板（h2）、一个数字显示式直流电流表（a）、一个数字显示式直流电压表（v）、一个电源开关（k）、两个数字显示温度表（t1、t2）及部分紧固件构成。利用该教具可以向学习者演示说明温差发电机的基本结构及工作原理。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的温差发电机模拟模块结构示意图。

图3为本发明实施例的冷却水箱示意图。

图4本发明实施例的冷却水箱底部紧固孔位置示意图。

图5本发明实施例的温差发电片组紧固导热夹板的紧固孔位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1中“m”是一个利用不锈钢制作的主支架，该主支架主要由两个带有稳定加强底座的可伸缩立柱（f1、f2）、支架稳定加强连接板（e），两个固定在主支架稳定加强连接板（e）上的高度可调节辅助支架（n1、n2）构成。

如图2所示，本实施例中的温差发电模块由4片半导体温差发电片（r）组成，在本实施例中4个半导体温差发电片采用串连结构连接；4片导体温差发电片采用2×2的方式即横向2排纵向2列的方式排列。四片发温差发电片的冷端面均匀涂抹导热绝缘硅脂后贴装在冷却水箱（w）的底面(h1)上；热端面均匀涂抹导热绝缘硅脂后贴装在温差发电片紧固导热夹板（h2）上。冷却水箱底面(h1)与温差发电片紧固导热夹板（h2）利用紧固螺钉（s）和紧固孔（x1、x2、x3、x4、x2-1、x2-2、x2-3、x2-4）连接固定为一个整体，温差发电片被固定在冷却水箱底面(h1)与温差发电片紧固导热夹板（h2）之间，这样冷却水箱、温差发电片组及紧固导热夹板共同构成了温差发电机模拟模块。如图2所示，p1通过导线连接在温差发电片组的正电压输出端，p2通过导线连接在温差发电片组的负电压输出端。

如图3及图4所示，本实施例中冷却水箱（w）采用厚度为3.0mm铝合金材料制成，高度为20mm，内部底面为90mm×90mm正方形，冷却水箱底面(h1)采用厚度为3.0mm规格为90mm×140mm铝合金板制成，在冷却水箱底面(h1)外延部分开设有紧固孔（x1、x2、x3、x4），在冷却水箱上安装有进水管（l1）和出水管（l2）。

如图5所示，本实施例中温差发电片紧固导热夹板（h2）采用厚度为3.0mm的规格为180mm×125mm铝合金板制成，在温差发电片紧固导热夹板（h2）上对应冷却水箱底部紧固孔（x1、x2、x3、x4）开设有紧固孔（x2-1、x2-2、x2-3、x2-4）。在温差发电片紧固导热夹板（h2）上还开设有用于将温差发电片紧固导热夹板（h2）固定到主支架（m）上的四个紧固孔（y1、y2、y3、y4）。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，温差发电片紧固导热夹板（h2）利用紧固螺钉（s）通过紧固孔（y1、y2、y3、y4）固定在不锈钢制作的主支架（m）上。

如图1所示，“k”是一个电源开关，“v”是一个数字式直流电压表，跨接在温差发电片组的正负输出端之间，用于实时显示温差发电片组所产生的电压情况，“a”是一个数字式直流电流表与负载灯（g）串连，串接在温差发电片组的正负输出端之间，用于实时显示温差发电片组所产生的电流情况。

如图1所示，数字显示式电子温度表（t1、t2）的温度感应探头分别贴装在冷却水箱（w）的内部底面（h1）和温差发电片紧固导热夹板（h2）上，用于实时显示温差发电片组冷端面与热端面的温度。

本实施中，直流电流表（a）选用的是数字显示直流电流表，测量范围为0-10a，测量精度为1ma,直流电压表（v）选用的是测量范围为0-100v，测量精度为0.1v的数字显示直流电压表。温度表（t1、t2）采用嵌入式电子数显温度计，测温范围-40℃～+220℃、测量精度±1℃、测量分辨精度0.1℃、测量输入方式ntc温度传感器。负载灯（g）选用的是阻值约为10ω，功率为6w的白炽灯。温差发电片选用的是f30345型半导体温差发电片，外型尺为40mm×40mm×3.8mm、耐受温度200℃、最大温差120℃、最大发电电压5.2v、最大短路电流1320ma、负载10ω时最高输出功率约1.35w。

使用时将冷却水箱（w）的进水管（l1）连接到自来水或其它冷水水源上，同时打开出水管（l2）使冷却水箱（w）内部冷却水进行循环，可以通过控制进水水温及水循环速度实现对温差发电片组冷端面温度的控制；对温差发电片组热端面温度的控制可以利用酒精灯或其它热源实现。如图1所示，可以通过调节伸缩杆(f1、f2)实现对主支架(m)高度的调节，高度可调节辅助支架（n1、n2）用于安放酒精灯或其它热源，可以通过调节辅助支架（n1、n2）的高度实现对加热源高度的调节。

对温差发电片组冷热端面温度进行调节控制时将引起发电电压及电流的相应变化，本实施例中温度表（t1、t2）实时显示温差发电片组冷、热端面温度，直流电流表（a）实时显示温差发电片组发电电流的情况，直流电压表（v）实时显示温差发电片组发电电压的情况。当温差发电片组发电能力（发电电流及电压）出现较大变化时，负载灯（g）的亮度也将同步发生明显的变化。利用这套教具可以通过多种方法实现对温差发电片组冷端面及热端面温度的控制，并使学习者可以动态观察温差发电片组冷端面及热端面温度及两面温度差变化引起的发电电流及电压的变化。有助于学习者直观理解温差发电机的发电原理及影响温差发电机发电能力的各种因素，本发明操作安全可靠，有助于科学知识的推广普及。

技术特征：

技术总结
本发明涉及教具技术领域，特别涉及演示说明温差发电机原理的教具技术领域。用于演示说明温差发电机原理等知识。本发明主要由一个支架、一个半导体温差发电片组、一个冷却水箱、一块紧固导热夹板、一个电流表、一个电压表、两个温度表及部分紧固件构成。其中温差发电片组的冷端面贴装在冷却水箱的底面上，温差发电片组的热端面贴装在紧固导热夹板上，冷却水箱的底面和紧固导热夹板利用紧固螺钉固定连接，温差发电片组固定夹装在冷却水箱的底面和紧固导热夹板之间。利用该教具可以向学习者演示说明温差发电机的基本结构及工作原理。

技术研发人员：柳延东;孙秀娟;柳萌
受保护的技术使用者：贺州学院
技术研发日：2017.05.02
技术公布日：2017.07.14