技术摘要：
本发明公开了新型半导体热电发电实验设备，包括控制模块、半导体热电发电模块、热电偶、热电偶温度采集模块、显示模块、水冷系统以及风热系统；半导体热电发电模块由若干热电片串联连接组成，半导体热电发电模块的冷热端分别设置一块紫铜扁管和紫铜方管；紫铜方管与风 全部
背景技术：
通常的热电发电实验系统比较庞大，搭建一个实验系统耗费的时间多，当研究者 为了验证一些理论和算法并不需要在复杂的实验系统进行测试，为了研究的快捷方便和降 低成本，设计一个小型简易的半导体热电发电实验设备，利用单片机对系统进行实时监测 和控制来实现热电发电的实验测试和验证，是具有非常重要的实用价值的。
技术实现要素：
本发明针对现有的存在的热电发电实验系统设备复杂，不易教学引导研究的问 题，提供一种新型半导体热电发电实验设备，过本对热电发电整个过程的演示，激发学生学 习热电发电的相关知识，可以作为小型热电发电系统，也可以作为教学平台。 为实现上述目的，本发明提供的技术方案是： 新型半导体热电发电实验设备，包括控制模块、半导体热电发电模块、热电偶、热电偶 温度采集模块、显示模块、水冷系统以及风热系统；所述半导体热电发电模块由若干热电片 串联连接组成，半导体热电发电模块的热端设置一块紫铜方管，冷端设置一块紫铜扁管，所 述的若干热电片平铺排列在紫铜方管和紫铜扁管之间；位于热端的紫铜方管与风热系统连 接，由风热系统向紫铜方管内通入热空气，位于冷端的紫铜扁管与水冷系统连接，由水冷系 统向紫铜扁管内通入冷水；所述的热电偶分别设置在热电片的冷端和热端，用于检测半导 体热电发电模块的温度；所述热电偶温度采集模块的信号输入端与热电偶连接，用于检测 热电偶的温度数据；所述热电偶温度采集模块的信号输出端与控制模块的信号输入端连 接，所述控制模块的信号输出端与显示模块的信号输入端连接，控制模块用于接收热电偶 温度采集模块采集的温度数据并通过显示模块进行显示。 为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括： 上述的紫铜方管和紫铜扁管上分别设有上凹槽和下凹槽，所述的上凹槽和下凹槽相对 设置，所述的热电片固定设置在上凹槽和下凹槽围成的空间中，与紫铜方管和紫铜扁管之 间紧密贴合；所述的热电偶通过涂抹银硅脂的方式嵌于上凹槽和下凹槽中，与热电片接触。 上述的半导体热电发电模块由四组热电片串联连接；所述热电偶的个数对应设置 有八个，热电偶采用T型热电偶，其中的四个热电偶设置在上凹槽中，其余的四个热电偶设 置在下凹槽中。 上述的控制模块采用STC15W4K32S4型号单片机，所述的热电偶温度采集模块采用 MAX31855模块，所述的显示模块采用LCD1602型液晶显示器。 上述的LCD1602型液晶显示器的DB0数据口、DB1数据口、DB2数据口、DB3数据口、 DB4数据口、DB5数据口、DB6数据口、DB7数据口分别与STC15W4K32S4型号单片机的P2.0引 3 CN 111554159 A 说 明 书 2/5 页 脚、P2.1引脚、P2.2引脚、P2.3引脚、P2.4引脚、P2.5引脚、P2.6引脚、P2.7引脚连接。 上述的MAX31855模块设有八个，八个MAX31855模块的SCK端和CS端并行连接，并接 后的CS端与STC15W4K32S4型号单片机的SS引脚连接，并接后的SCK端与STC15W4K32S4型号 单片机的SCLK引脚连接；八个MAX31855模块的S0端分别与STC15W4K32S4型号单片机的P0.0 引脚、P0.1引脚、P0.2引脚、P0.3引脚、P0.4引脚、P0.5引脚、P0.6引脚、P0.7引脚连接；每一 个MAX31855模块对应一个热电偶，热电偶的T 端和T-端与MAX31855模块的T 引脚和T-引脚 连接。 上述的冷水系统采用外接自来水水槽的方式通入冷水；所述的风热系统采用外接 引风机的方式通入热风。 本发明的有益效果在于： 1. 本发明是基于MAX31855芯片设计的热电片温度检测系统，该系统能够同时测量4片 热电片共8通道的热电偶温度数据，采集周期短，实时性高，此设备可扩展性好，可根据需要 实现多个热电片同时检测，整个设计的原理简单、实现成本低、测量精度高、易于维护和使 用等特点。本实验设备提高了热电偶测温工作的自动化程度，对于热电发电系统的使用实 施具有现实意义和深刻的应用价值。 2. 本发明利用单片机对系统进行实时监测和控制来实现热电发电的实验测试和 验证，该系统不仅具有控制精度高，测量误差小，小型化，低成本，运行可靠等特点，而且具 有非常重要的实用价值。通过本设备对热电发电整个过程的演示，激发学生学习热电发电 的相关知识，本系统可以作为小型热电发电系统，也可以作为教学平台，开展相关课程的实 验实训教学，提高学生的实践动手能力，为该领域专业实验设备的研发和人才的培养做出 一定的贡献。 附图说明 图1为本发明设备的控制系统连接框图。 图2为半导体热电发电模块的结构示意图。 图3为控制模块的引脚连接示意图。 图4为热电偶温度采集模块并行连接电路图。 图5为紫铜方管和紫铜扁管的贴合示意图。 附图标记，1-控制模块、2-半导体热电发电模块、3-热电偶、4-热电偶温度采集模 块、5-显示模块、6-水冷系统、7-风热系统、21-热电片、22-紫铜方管、23-紫铜扁管、221-上 凹槽、231-下凹槽。
