熱電轉換裝置及其熱電轉換等效回路模擬與實驗研究.pdf

1、熱釋電效應是極化隨溫度改變的現(xiàn)象，鐵電體的熱釋電效應能夠實現(xiàn)熱電直接轉換。根據(jù)條件不同，熱釋電效應分為初級、次級及第三熱釋電效應?；跓後岆娦O計制作了非均勻受熱即第三熱釋電效應條件下的熱電轉換裝置，探究PZT陶瓷片在不同形態(tài)非均勻受熱情況下的特性。
　　熱電轉換裝置核心部件為PZT陶瓷片即鋯鈦酸鉛陶瓷片。PAR燈發(fā)出的光經過菲涅爾透鏡聚焦再通過調頻裝置調頻后照射到PZT陶瓷片上，使陶瓷片產生周期性變化的溫度場，進而產生周期性變

2、化的電流與電壓。建立了光熱轉換和熱電轉換的關系式和等效電路圖，分析不同情況下的溫度場分布對熱釋電輸出的影響。
　　實驗結果表明:
　　外環(huán)涂黑比未涂黑電壓輸出提高120.6％，中間涂黑比未涂黑電壓輸出提高167.6％。實驗中外環(huán)涂黑比中間涂黑溫度整體高一點，但外環(huán)涂黑的電壓輸出比中間涂黑的電壓輸出要小，中間涂黑比外環(huán)涂黑電壓輸出高21.3％。外環(huán)涂黑1點與6點處溫差比中間涂黑1點與6點處溫差要小，即外環(huán)涂黑時整個陶瓷片上的溫

3、度均勻度較中間涂黑時高，這種情況對PZT陶瓷片的熱釋電電壓輸出不利。
　　實驗在最后研究了六種不同結構輸出特性，給出了在相同條件下的電壓輸出。通過對比發(fā)現(xiàn)，這六種涂黑結構都比未涂黑時的電壓輸出要高，其中對稱扇形結構的電壓輸出最小，兩邊條形涂黑結構次之，其余結構形式電壓輸出相對較大，但之間差別較小。中間條形涂黑比兩邊條形涂黑電壓輸出提高15.6％，半圓涂黑結構比對稱扇形涂黑結構電壓輸出提高23.8％。本論文主要研究在涂黑面積相同的情