基于半導體制冷技術的自動溫控箱的研究與設計.pdf

1、溫度是表征物體的冷熱程度最基本的物理量,在工業(yè)、農業(yè)、軍事等眾多方面,溫度都是最基本、最常用的控制參數。對于鋰電池來說,溫度更是保障其安全使用的關鍵因素,不適宜的溫度會對鋰電池帶來不同程度的負面影響,溫度過高會導致電池發(fā)生爆炸,溫度過低則不能正常釋放電能。另外,根據用戶需求,溫控箱需安放在狹窄空間,因此,用戶對箱體的體積做出了嚴格限定。半導體制冷溫控箱正是基于上述情況進行研發(fā),是保障鋰電池安全工作的一種重要裝置。
　　 在對國內

2、外半導體制冷技術和恒溫控制系統(tǒng)進行深入分析的基礎上,針對鋰電池有限工作空間的獨特溫度控制要求,設計了溫控箱簡潔實用、布局合理、節(jié)能環(huán)保的機械結構,主要進行了箱體的外形設計、執(zhí)行裝置(半導體制冷裝置和硅膠發(fā)熱裝置)的理論分析與設計以及保溫隔熱裝置的結構設計與計算。并利用CAD、solidworks等軟件進行了溫控箱平面圖和立體圖的繪制。
　　 溫控箱的控制系統(tǒng)采用STC12C5410AD(自帶A/D轉換)單片機芯片為核心控制器,e

3、viewMT506L觸摸屏為顯示終端。STT-T型鉑電阻溫度傳感器實現溫度數據的采集,單片機完成數據的處理和控制任務,并以此為基礎,設計了系統(tǒng)的測量電路和驅動電路。觸摸屏顯示器實現系統(tǒng)的參數設定、狀態(tài)顯示以及超限報警功能,方便使用人員操作和監(jiān)控系統(tǒng)。研究分析了觸摸屏與單片機之間的串行通信,確定采用Modbus協(xié)議的RTU模式進行通信,設計了通信連接電路。硬件電路設計完成之后,進行了軟件結構化設計,繪制了系統(tǒng)的軟件流程圖。為半導體制冷技術

4、與自動控制技術的結合開辟了新的思路。
　　 圍繞半導體制冷片在溫控箱中應用的具體問題展開研究與試驗,找出了半導體制冷芯片降溫效果實現的制約因素,利用設計完成的溫控箱系統(tǒng)對影響半導體制冷效果的關鍵因素進行了探究和分析,通過單因素比較和圖表分析了實驗數據,確定了不同材質、工作狀態(tài)、散熱方式以及安裝工藝均會對半導體制冷片的制冷性能產生影響。提出了改善半導體制冷效果的建議。并利用該結論,優(yōu)化了溫控箱的制冷裝置,對溫控箱的各種性能進行了試