T/CSMT NY002-2024 温差发电器件性能测试方法 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
温差发电器件性能测试方法（T/CSMT-NY002-2024）主要内容总结
1. 范围
本文件规定了温差发电器件（Thermoelectric Generator Device）在热侧温度20℃~1000℃、冷侧温度0℃~300℃工况下的性能测试方法，包括术语定义、测试原理、设备要求、测试程序、数据处理及报告格式。其他温度工况可参照执行。
2. 规范性引用文件
- 引用标准：SJ 2855《温差电致冷名词术语》，作为术语定义的依据。
3. 术语和定义
明确了15个关键术语，包括：
- 温差发电器件：基于Seebeck效应将热能转换为电能的固态器件。
- 热侧温度（Th）、冷侧温度（Tc）：器件热/冷侧表面的平均温度（单位：K）。
- 电学参数：开路电压（Voc）、输出电压（Vout）、输出电流（Iout）、短路电流（Isc）、内阻（Rin）、负载（RL）。
- 性能参数：输出功率（Pout）、最大输出功率（Pmax）、热侧吸热量（Qh）、冷侧排热量（Qc）、发电效率（η）及其最大值（ηmax）。
4. 测试原理
- 基于Seebeck效应，通过测量器件在温差下的输出电压、电流、热流量，计算输出功率（Pout = Vout × Iout）和发电效率（η = Pout / Qh）。
- 测试装置示意图（图1）包括热源、热沉、热流计、数据采集系统等组件。
5. 测试设备和仪器
- 样品室：需具备气氛控制功能（极限真空度<10 Pa）。
- 样品架：夹紧力0.1~20 kN，精度±5 N。
- 热源/热沉：控温精度±1℃，热沉控温范围0~300℃。
- 热流计：需与试样尺寸匹配，热导率≥350 W/(m·K)。
- 测温传感器：紧贴试样热/冷侧中心位置。
- 数据采集系统：电压精度≥0.01%，电流采样电阻精度≥0.25%。
6. 测试条件
- 环境要求：温度≤35℃、湿度≤75%，无强电磁干扰。
7. 测试试样
- 规格：长方体，尺寸10~50 mm（长/宽），2~30 mm（高），长宽比≤1.5。
- 表面要求：平面度≤0.05 mm，粗糙度Ra≤1.6 μm，平行度≤0.1 mm。
8. 测试程序
- 准备阶段：清洁安装面，检查设备，测量试样尺寸。
- 安装与气氛控制：
- 试样加压≥0.3 MPa，抽真空至<10 Pa后充惰性气体（重复2次）。
- 参数设置（表1）：
- 数据采集间隔≤10 s，热侧温度波动≤1℃/3 min。
- 电流-电压扫描步长≤1 A，扫描终止条件为功率低于最大值的30%。
- 测试流程：
- 升温至设定Th，采集Voc、Isc等数据。
- 通过电子负载扫描电流-电压曲线，计算Pout、η。
- 线性拟合得到Rin、Pmax等参数。
9. 数据处理
- 输出功率（Pout）：通过采样电阻电压（Vs）和阻值（Rs）计算（公式1）。
- 热侧吸热量（Qh）：Qh = Pout + Qc，其中Qc通过热流计温差计算（公式2-3）。
- 发电效率（η）：η = Pout / Qh ×100%（公式4）。
- 内阻与Pmax：通过线性回归曲线（Vout = Voc - Rin×Iout）计算Rin，Pmax = Voc²/(4Rin)（公式5-6）。
10. 测试报告
需包含以下内容（参考附录A模板）：
- 试样信息：名称、尺寸、编号等。
- 测试数据：Th、Tc、Voc、Isc、扫描电流-电压数据。
- 结果分析：
- 电流-电压/功率曲线图。
- 负载-功率/效率曲线图。
- 各温度下的Voc、Isc、Rin、Pmax、ηmax。
附录A（资料性）
提供测试报告模板，表格化记录Th、Tc、Voc、Isc、Rin、Pmax、ηmax等关键结果。
核心目标
本文件旨在统一温差发电器件的性能测试方法，解决因测量标准缺失导致的数据分歧问题，推动温差发电技术在航天、工业废热回收等领域的应用。
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