李婷 孙海义

摘要：基于半导体制冷技术，针对航天、军事、医疗、生物制品、车载等特殊有限工作空间的独特需求，设计了体积小、成本低、性能高、结构合理紧凑、功耗低且节能环保的微型半导体温控箱箱体，并对温控箱的温度及变化速率等各种参数能够实时精确控制，为高性能生物制剂、功能材料等的实验室制备方法以及性能研究提供技术支撑。本文选用TEC-12706半导体制冷片并进行了半导体制冷原理进行验证实验。半导体恒温箱采用强制对流方式，提高了储藏室空气之间的热交换率，由此在距离储藏室内胆一定距离的三维空间区域形成一个恒温控制区，该区域内温度均匀无差异，且能迅速响应半导体片的温度切换。仿真表明，该系统具有结构简单、控制精度高、可靠性好、性能稳定等优点，具有广泛的应用前景。

关键词：半导体制冷;恒温控制;强制对流;热交换;

中图分类号：TB657

文献标识码：A

1 引言

近年来，随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，国内外对于测温系统的研究越来越深入，恒温箱被广泛应用于医疗保健、智能家居、工农业生产、航天科研等领域[1-2]。半导体制冷也叫温差制冷、热电制冷或电子制冷，是利用“塞贝克效应”的逆效应一“珀尔帖效应”进行制冷[3]。其结构简单、工作环境要求很低、无制冷工质、无机械部件、无振动、可做到很长寿命，制冷迅速，而且交换电流方向即可实现制冷或制热，调节电流大小即可控制冷量输出，改变电臂大小及温差电对的排布方式，就可满足各种不同需要，制成大到千瓦级的空调，小到冷却红外探测器件的毫瓦级的微型制冷器。……