【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热电转换技术和热电性能测试领域，尤其是一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台。
技术介绍
1、热电转换技术是一种具有广阔应用前景的清洁能源转换技术，可以在电能和热能之间相互转化。随着技术的不断进步和应用领域的扩大，它将在未来发挥越来越重要的作用，但是当前热电转换结构多为常规的单层结构，而不同种热电材料具有温度适配性，单层热电结构难以充分发挥热电材料的转换性能，能量利用率和输出能力较低。根据现有热电平台，例如cn 108711588a所描述的热电结构，在高温、中温和低温热电层使用匹配相应温域的热电材料，采用了多级热电平台以提高热电模块工作的效率。但是整体成型制造的热电层热电臂较多、质量较大，一旦产生损坏，维修和更换具有很大难度。另外，传统的热电层难以检测其受力、温度和发电情况，在整体热电结构的使用过程中一旦出现故障，难以定位故障位置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，解决现有的热电平台检修和更换难度大的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，包括自上而下依次层叠设置的防热层、高温热电功能层、低温热电功能层和相变控温层；
4、所述高温热电功能层与低温热电功能层结构相同，所述高温热电功能层与低温热电功能层内均设置有若干热电功能模块和功能孔，若干所述热电功能模块之间串联，所述热电功能模块内设置有若干
5、进一步的，所述高温热电功能层的工作温度为400～800℃，所述低温热电功能层的工作温度为100～400℃。
6、进一步的，若干所述热电功能模块之间通过导线串联。
7、进一步的，所述功能孔包括数值测量孔、安装孔和导线孔，所述数值测量孔为通孔，所述数值测量孔设置在内部支撑件和外部支撑件上，所述安装孔为螺纹孔，所述导线孔开设在外部支撑件上。
8、进一步的，所述安装孔包括第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔分别开设在内部支撑件和外部支撑件上对应位置，用于连接内部支撑件和外部支撑件，所述第三安装孔开设在内部支撑件上，用于连接高温热电功能层和低温热电功能层。
9、进一步的，所述热电功能模块设置在内部支撑件的内部，所述内部支撑件用于对热电功能模块进行支撑和限位，所述外部支撑件嵌套在内部支撑件的外侧。
10、进一步的，所述导线孔包括第一导线孔和第二导线孔，所述第一导线孔和第二导线孔均开设在外部支撑件的一侧。
11、进一步的，所述热电功能模块内设置有上端绝缘基板和下端绝缘基板，所述上端绝缘基板和下端绝缘基板上均开设有定位凹槽，所述上端电极嵌入上端绝缘基板上的定位凹槽内，所述下端电极嵌入下端绝缘基板上的定位凹槽内。
12、进一步的，所述热电臂包括交叉排列的n型热电臂和p型热电臂，所述n型热电臂和p型热电臂相互串联，所述热电臂上嵌套有绝热支撑板。
13、进一步的，所述高温热电功能层的热电臂材料为碲化铅系合金，所述低温热电功能层的热电臂材料为碲化铋系合金。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、本专利技术提供一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，将防热层、高温热电功能层、低温热电功能层和相变控温层自上而下依次层叠设置。其中热电功能层采用模块化设计，通过在同一热电功能层中设置若干相同可替换的热电功能模块，若干热电功能模块之间串联，有利于在热电平台出现故障时进行低成本的检修。同时，本专利技术采用两级高温高效热电平台，实现了对温差的梯级利用，使不同温域下的热电臂材料在其相匹配的温度范围内最大化提升输出能力和热能利用率，并且热源温度为高温，满足了更苛刻的温度环境。
16、进一步的，在热电功能层中设置数值测量孔既可作为温度热电偶测量的孔位，又可以作为应变片输出线的孔位，可获得各热电功能模块的温度和压力信号，以保证热电功能模块正常工作。当某一路信号出现故障时，可快速检测出故障发生的位置，时刻检测热电平台的状态是否良好。
17、进一步的，在上端绝缘基板设置了与上端电极匹配的限位凹槽，在下端绝缘基板设置了与下端电极匹配的限位凹槽，安装方便，有利于固定电极的位置，防止实际测量中微小震动带来的偏移。
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1.一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，包括自上而下依次层叠设置的防热层(1)、高温热电功能层(2)、低温热电功能层(3)和相变控温层(4)；
2.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述高温热电功能层(2)的工作温度为400～800℃，所述低温热电功能层(3)的工作温度为100～400℃。
3.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，若干所述热电功能模块(20)之间通过导线(21)串联。
4.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述功能孔包括数值测量孔(27)、安装孔和导线孔，所述数值测量孔(27)为通孔，所述数值测量孔(27)设置在内部支撑件(22)和外部支撑件(23)上，所述安装孔为螺纹孔，所述导线孔开设在外部支撑件(23)上。
5.根据权利要求4所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述安装孔包括第一安装孔(24)、第二安装孔(25)和第三安装孔(
6.根据权利要求4所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述热电功能模块(20)设置在内部支撑件(22)的内部，所述内部支撑件(22)用于对热电功能模块(20)进行支撑和限位，所述外部支撑件(23)嵌套在内部支撑件(22)的外侧。
7.根据权利要求4所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述导线孔包括第一导线孔(28)和第二导线孔(29)，所述第一导线孔(28)和第二导线孔(29)均开设在外部支撑件(23)的一侧。
8.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述热电功能模块(20)内设置有上端绝缘基板(201)和下端绝缘基板(206)，所述上端绝缘基板(201)和下端绝缘基板(206)上均开设有定位凹槽，所述上端电极(203)嵌入上端绝缘基板(201)上的定位凹槽内，所述下端电极(204)嵌入下端绝缘基板(206)上的定位凹槽内。
9.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述热电臂(205)包括交叉排列的N型热电臂和P型热电臂，所述N型热电臂和P型热电臂相互串联，所述热电臂(205)上嵌套有绝热支撑板(202)。
10.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述高温热电功能层(2)的热电臂(205)材料为碲化铅系合金，所述低温热电功能层(3)的热电臂(205)材料为碲化铋系合金。
...【技术特征摘要】
1.一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，包括自上而下依次层叠设置的防热层(1)、高温热电功能层(2)、低温热电功能层(3)和相变控温层(4)；
2.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述高温热电功能层(2)的工作温度为400～800℃，所述低温热电功能层(3)的工作温度为100～400℃。
3.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，若干所述热电功能模块(20)之间通过导线(21)串联。
4.根据权利要求1所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述功能孔包括数值测量孔(27)、安装孔和导线孔，所述数值测量孔(27)为通孔，所述数值测量孔(27)设置在内部支撑件(22)和外部支撑件(23)上，所述安装孔为螺纹孔，所述导线孔开设在外部支撑件(23)上。
5.根据权利要求4所述的一种力热电性能可测的模块化两级高温高效热电平台，其特征在于，所述安装孔包括第一安装孔(24)、第二安装孔(25)和第三安装孔(26)，所述第一安装孔(24)和第二安装孔(25)分别开设在内部支撑件(22)和外部支撑件(23)上对应位置，用于连接内部支撑件(22)和外部支撑件(23)，所述第三安装孔(26)开设在内部支撑件(22)上，用于连接高温热电功能层(2)和低温热电功能层(3)。
6.根据权利要求4所述的一种力...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚春林，陈世源，万佳颖，方岩，严鑫佳，高戈，苟建军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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