【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于柔性電子器件領(lǐng)域，涉及平面二維柔性熱電器，具體提供一種二維柔性熱電器件在既定彎曲狀態(tài)下的輸出性能測試平臺與測試方法。
技術(shù)介紹
1、隨著科技的發(fā)展和人們對便攜式、可穿戴電子設(shè)備需求的不斷增加，柔性電子器件在各個領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴大；其中，平面二維柔性熱電器件作為一種能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)換為電能的高效能量轉(zhuǎn)換裝置，具有輕便、柔軟、可彎曲等特性，成為了研究和開發(fā)的熱點，二維柔性熱電器件除在可穿戴設(shè)備廣泛應(yīng)用之外，在醫(yī)療健康監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測和智能紡織品等領(lǐng)域均有突出前景。
2、在實際應(yīng)用中，二維柔性熱電器件通常需要與人體或其他非平坦表面接觸，因此，在不同彎曲曲率半徑條件下的熱電性能評估至關(guān)重要；然而，目前利用現(xiàn)有平臺對二維柔性熱電器件在不同曲率半徑下的輸出性能測試仍存在較大不足，主要表現(xiàn)在測試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、適用范圍局限等方面，這些不足導(dǎo)致二維柔性熱電器件在實際應(yīng)用中的性能無法得到準(zhǔn)確的評估，進(jìn)而影響其設(shè)計優(yōu)化與應(yīng)用效果。基于此，本專利技術(shù)提出一種二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺及其測試方法，用以標(biāo)準(zhǔn)化測試流程，使二維柔性熱電器件在測試中得到準(zhǔn)確評估。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺及其測試方法，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化測試流程，對二維柔性熱電器件在不同曲率半徑條件下、不同冷熱端溫差條件下的輸出性能(功率)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測量，實現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的性能評估，為二維柔性熱電器件的設(shè)計、優(yōu)化及應(yīng)用提供可靠依據(jù)。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用
3、一種二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，包括：曲率半徑固定模具1、電化學(xué)工作站2、上位計算機3以及溫差調(diào)節(jié)裝置；其特征在于，所述溫差調(diào)節(jié)裝置包括：加熱臺5、制冷片6與溫度計7；所述曲率半徑固定模具設(shè)置于溫差調(diào)節(jié)裝置上，待測的二維柔性熱電器件4貼合設(shè)置于曲率半徑固定模具上，使其工作在預(yù)定曲率半徑的彎曲條件下；所述加熱臺通過曲率半徑固定模具對二維柔性熱電器件的熱端進(jìn)行加熱，制冷片通過曲率半徑固定模具對二維柔性熱電器件的冷端進(jìn)行制冷，且二維柔性熱電器件的受熱面積與受冷面積相同，通過溫度計監(jiān)測二維柔性熱電器件的冷端溫度與熱端溫度，使其工作在預(yù)定冷熱端溫差條件下；所述電化學(xué)工作站采集待測的二維柔性熱電器件的輸出數(shù)據(jù)，并通過所述上位計算機完成數(shù)據(jù)處理，得到二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)。
4、進(jìn)一步的，所述加熱臺與制冷片沿同一水平面設(shè)置。
5、進(jìn)一步的，所述曲率半徑固定模具由一對具有相同結(jié)構(gòu)與尺寸的條狀模具構(gòu)成，所述條狀模具的截面呈類直角三角形，所述類直角三角形的斜邊呈弧形；兩個條狀模具對稱設(shè)置于溫差調(diào)節(jié)裝置的加熱臺與制冷片上，且兩個條狀模具的弧形外表面位于預(yù)定曲率半徑的圓弧面上。
6、進(jìn)一步的，所述曲率半徑固定模具采用金屬材料，更進(jìn)一步的，優(yōu)選為鋁。
7、進(jìn)一步的，所述電化學(xué)工作站使用線性伏安法測量二維柔性熱電器件的輸出電壓，電化學(xué)工作站連接二維柔性熱電器件的兩端，通過施加掃描電流得到相應(yīng)的輸出電壓響應(yīng)數(shù)據(jù)，形成電壓-電流數(shù)據(jù)對，并通過數(shù)據(jù)傳輸線實時傳輸至上位計算機。
8、進(jìn)一步的，所述上位計算機實時接收并存儲電化學(xué)工作站發(fā)送的二維柔性熱電器件的電壓-電流數(shù)據(jù)對，根據(jù)功率計算公式將電壓-電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為功率-電流數(shù)據(jù)，得到待測的二維柔性熱電器件的輸出功率曲線，最后根據(jù)輸出功率曲線計算得到二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)。
9、更進(jìn)一步的，所述二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)標(biāo)定義為：
10、
11、其中，dp表示二維柔性熱電器件在單位面積、單位溫度下的峰值輸出功率，ppeak為二維柔性熱電器件的輸出功率峰值，s為二維柔性熱電器件的面積，δt為二維柔性熱電器件的冷熱端溫差。
12、進(jìn)一步的，基于上述測試平臺的二維柔性熱電器件輸出性能測試方法，包括以下步驟：
13、s1、將待測的柔性二維熱電器件貼合設(shè)置于曲率半徑固定模具上，使二維柔性熱電器件處于預(yù)定曲率半徑r0下；
14、s2、通過溫差調(diào)節(jié)裝置對二維柔性熱電器件的冷熱端溫差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使二維柔性熱電器件處于冷熱端溫差δt0條件下；
15、s3、通過電化學(xué)工作站采集待測的二維柔性熱電器件的輸出數(shù)據(jù)，并通過上位計算機完成數(shù)據(jù)處理，得到柔性二維熱電器件在組合條件(r0,δt0)下的輸出性能指標(biāo)；
16、s4、通過溫差調(diào)節(jié)裝置將二維柔性熱電器件的冷熱端溫差依次調(diào)節(jié)為δt1、δt2、δt3、...、δtm，重復(fù)步驟s3，得到柔性二維熱電器件在組合條件(r0,δtm)下的輸出性能指標(biāo)，m＝0,1,2,3,...,m；
17、s5、更換曲率半徑固定模具，使二維柔性熱電器件依次處于預(yù)定曲率半徑r1、r2、r3、...、rn，重復(fù)步驟s3與s4，得到柔性二維熱電器件在組合條件(rn,δtm)下的輸出性能指標(biāo)，n＝0,1,2,3,...,n，m＝0,1,2,3,...,m。
18、基于上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果在于：
19、1)本專利技術(shù)提供的測試平臺，能夠適應(yīng)在二維柔性熱電器件彎曲條件下的輸出性能精準(zhǔn)測試，對待測器件的材料、尺寸具有廣泛的適應(yīng)性；曲率半徑固定模具的設(shè)計，能夠精準(zhǔn)控制待測器件的彎曲形態(tài)，測試不同曲率條件下柔性熱電器件的性能表現(xiàn)，不同曲率下的測試結(jié)果能夠為二維柔性熱電器件的設(shè)計、優(yōu)化及應(yīng)用提供可靠依據(jù)；
20、2)本專利技術(shù)的測試平臺包含的曲率半徑固定模具，能夠確保二維柔性熱電器件在測試過程中冷熱端接觸面積的均勻性，保證了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
21、3)本專利技術(shù)的測試平臺提供標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的測試方法，為不同二維柔性熱電器件輸出性能評價提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，顯著提升器件熱電性能的測試比較效率。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，包括：曲率半徑固定模具(1)、電化學(xué)工作站(2)、上位計算機(3)以及溫差調(diào)節(jié)裝置；其特征在于，所述溫差調(diào)節(jié)裝置包括：加熱臺(5)、制冷片(6)與溫度計(7)；所述曲率半徑固定模具設(shè)置于溫差調(diào)節(jié)裝置上，待測的二維柔性熱電器件(4)貼合設(shè)置于曲率半徑固定模具上，使其工作在預(yù)定曲率半徑的彎曲條件下；所述加熱臺通過曲率半徑固定模具對二維柔性熱電器件的熱端進(jìn)行加熱，制冷片通過曲率半徑固定模具對二維柔性熱電器件的冷端進(jìn)行制冷，且二維柔性熱電器件的受熱面積與受冷面積相同，通過溫度計監(jiān)測二維柔性熱電器件的冷端溫度與熱端溫度，使其工作在預(yù)定冷熱端溫差條件下；所述電化學(xué)工作站采集待測的二維柔性熱電器件的輸出數(shù)據(jù)，并通過所述上位計算機完成數(shù)據(jù)處理，得到二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述加熱臺與制冷片沿同一水平面設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述曲率半徑固定模具由一對具有相同結(jié)構(gòu)與尺寸的條狀模具構(gòu)成，所述條狀模具的截面呈
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述曲率半徑固定模具采用金屬材料，優(yōu)選為鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述電化學(xué)工作站使用線性伏安法測量二維柔性熱電器件的輸出電壓，電化學(xué)工作站連接二維柔性熱電器件的兩端，通過施加掃描電流得到相應(yīng)的輸出電壓響應(yīng)數(shù)據(jù)，形成電壓-電流數(shù)據(jù)對，并通過數(shù)據(jù)傳輸線實時傳輸至上位計算機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述上位計算機實時接收并存儲電化學(xué)工作站發(fā)送的二維柔性熱電器件的電壓-電流數(shù)據(jù)對，根據(jù)功率計算公式將電壓-電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為功率-電流數(shù)據(jù)，得到待測的二維柔性熱電器件的輸出功率曲線，最后根據(jù)輸出功率曲線計算得到二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)標(biāo)定義為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺的測試方法，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，包括：曲率半徑固定模具(1)、電化學(xué)工作站(2)、上位計算機(3)以及溫差調(diào)節(jié)裝置；其特征在于，所述溫差調(diào)節(jié)裝置包括：加熱臺(5)、制冷片(6)與溫度計(7)；所述曲率半徑固定模具設(shè)置于溫差調(diào)節(jié)裝置上，待測的二維柔性熱電器件(4)貼合設(shè)置于曲率半徑固定模具上，使其工作在預(yù)定曲率半徑的彎曲條件下；所述加熱臺通過曲率半徑固定模具對二維柔性熱電器件的熱端進(jìn)行加熱，制冷片通過曲率半徑固定模具對二維柔性熱電器件的冷端進(jìn)行制冷，且二維柔性熱電器件的受熱面積與受冷面積相同，通過溫度計監(jiān)測二維柔性熱電器件的冷端溫度與熱端溫度，使其工作在預(yù)定冷熱端溫差條件下；所述電化學(xué)工作站采集待測的二維柔性熱電器件的輸出數(shù)據(jù)，并通過所述上位計算機完成數(shù)據(jù)處理，得到二維柔性熱電器件的輸出性能指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述加熱臺與制冷片沿同一水平面設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述二維柔性熱電器件輸出性能測試平臺，其特征在于，所述曲率半徑固定模具由一對具有相同結(jié)構(gòu)與尺寸的條狀模具構(gòu)成，所述條狀模具的截面呈類直角三角形，所述類直角三角形的斜邊呈弧形；兩個條狀模具...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張曉升，鄭皓，魏征，曾緒，黃婧雯，
申請(專利權(quán))人：電子科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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