test01 发表于 2015-3-26 13:46:14

恒温为何都是加热

我想做个 半导体制冷片的降温式恒温会有什么问题

lsp5454 发表于 2015-3-26 13:53:39

实现难度大,耗电量可观

xuanmic 发表于 2015-3-26 13:54:33

没有问题,就是同样的控制精度成本比加热式的贵很多,还要考虑凝露问题和制冷片的散热问题。

huajun2007 发表于 2015-3-26 13:54:58

只有发热器件最小最容易做用半导体制冷控制温度在23多是最好的但是 成本和体积比加热要大许多吧

lilith 发表于 2015-3-26 14:15:19

从半导体的噪声看来,加热不好,温度高噪声大,所以制冷更好,温度低噪声小嘛,但问题是制冷的方式设备体积大能耗高,所以大家不愿用罢了,楼主可以勇于尝试嘛,其实半导体制冷也用于比如热成像等场合的成像元件的片上制冷,是很成熟的玩意。

如果楼主只是给一个很小的电压基准元件或电阻制冷,可以用尺寸很小的比如我看到淘宝上有 10x6mm 的还没有指甲盖大的制冷片呢,用这种很小的制冷片给一个很小的元件制冷,做出来的玩意体积功耗我想是可以接受的,楼主可以试试。

fffofo 发表于 2015-3-26 14:41:57

还有个变向的方法,就是还是采用加热电路,温度设定10度,外部用冰块包围{:142_381:}

laisla 发表于 2015-3-26 14:48:26

laisla 发表于 2015-3-26 14:52:08

laisla 发表于 2015-3-26 14:54:04

peil20 发表于 2015-3-26 14:57:22

这样要软件来控温了,要2-4个温度探头,恒温区要密封,防止凝露,控制在1度以内容易实现,如果要控制在0.1度内需要下很多功夫.

hldiy 发表于 2015-3-26 16:09:31

深挖个地洞,全面解决恒温问题。

pryprypry 发表于 2015-3-26 17:25:54

主要是凝露很BUG,这个BUG怎么解决是个问题.还有就是半导体制冷片的电流及其电流噪声很大,在安培级别,因此很容易耦合到电路里面形成噪声.这两个问题尤其是后者我至今不知道怎么解决,因此没有使用他们.

ahhui 发表于 2015-3-26 18:12:42

对于晶体恒温还有个问题,大部分的晶振的拐点的温度都比较高,所以用制冷的方法不合适。

徐利达 发表于 2015-3-26 22:00:53

没问题   可以做

ningmolove 发表于 2015-3-27 08:04:53

各位专家教授啥招都有啊。
我想说下,放冰箱里不就得了,线引到外面

lilith 发表于 2015-3-27 09:40:23

ningmolove 发表于 2015-3-27 08:04
各位专家教授啥招都有啊。
我想说下,放冰箱里不就得了,线引到外面


我用无线温度计测试过,我的松下变频风冷冰箱,冷鲜室温度在 -2℃~+1℃变化,幅度最大达到 3 ℃;海尔直冷小冰箱,冷冻室在 -21℃~+9℃ 变化,幅度达到 12 ℃ {:139_279:} 即使不考虑引线出来的密封保温问题,一般家用冰箱的温度控制说真的不怎么样,而 DIY 的小型恒温槽至少能稳定到 0.01℃。

yu2007 发表于 2015-3-27 11:16:39

国内研究所一直这么做,天体信号放大器,降温到0 K ,噪声和增益都会有所提高。

songjiao 发表于 2015-3-27 11:41:24

是个方向,只要肯投入,肯定能做成,效果肯定比加热恒温方式要好得多。但以目前的技术和材料条件,估计要以牺牲体积为代价。

ningmolove 发表于 2015-3-29 20:15:52

lilith 发表于 2015-3-27 09:40
我用无线温度计测试过,我的松下变频风冷冰箱,冷鲜室温度在 -2℃~+1℃变化,幅度最大达到 3 ℃;海尔 ...

恒温槽温度变化是小,但是那是加热,人家楼主要的是降温啊

彭鹏 发表于 2015-3-29 22:38:55

ningmolove 发表于 2015-3-29 20:15
恒温槽温度变化是小,但是那是加热,人家楼主要的是降温啊

单说“恒温槽”它是可以做到零下时也“恒温”的(它主要目的是与外界隔绝热的交换),冰箱的箱体里面就有“保温”材料,难道说也是“制热”的?

ningmolove 发表于 2015-3-29 22:43:26

彭鹏 发表于 2015-3-29 22:38
单说“恒温槽”它是可以做到零下时也“恒温”的(它主要目的是与外界隔绝热的交换),冰箱的箱体里面就有 ...

目前见到的DIY的恒温槽可都是加热的,你给个零下的恒温槽俺也开开眼

彭鹏 发表于 2015-3-29 22:48:46

ningmolove 发表于 2015-3-29 22:43
目前见到的DIY的恒温槽可都是加热的,你给个零下的恒温槽俺也开开眼

约赫夫森结

ningmolove 发表于 2015-3-29 22:52:28

彭鹏 发表于 2015-3-29 22:48
约赫夫森结

你觉得楼主能做出来不。。。

xuplastic 发表于 2015-3-29 22:57:46

彭鹏 发表于 2015-3-29 22:48
约赫夫森结

那个不算恒温,因为只要超导现象可以发生,具体是1K还是2K,是无所谓的,但是半导体的恒温,能说300K恒温和301K恒温一样?

彭鹏 发表于 2015-3-30 07:16:19

ningmolove 发表于 2015-3-29 22:52
你觉得楼主能做出来不。。。
那是另一回事了,但是装约瑟夫森结的那个容器你不否认它也是个“恒温槽”吧{:142_381:}

彭鹏 发表于 2015-3-30 07:39:12

xuplastic 发表于 2015-3-29 22:57
那个不算恒温,因为只要超导现象可以发生,具体是1K还是2K,是无所谓的,但是半导体的恒温,能说300K恒温 ...

前面也有人提出了半导体制冷,但是有个问题是“结露”麻烦而已,其实如果在一个“小环境”里只要里面的空气不含水,就可以避免结露的形成了。或者根本不用空气做介质,直接使用在那个零下温度时不凝固的液体类物质做充填介质就可以得到你说的300K恒温槽了,比如油浴?。
约瑟夫森结外面的大罐罐不算恒温槽?那它怎么能保证内部是1K或者2K的超导环境的?从广义上来说,在我们生活的空间想得到另一个温度的小环境,它就是“恒温槽”,比如冬天在室外的人要穿棉袄,再比如前面提到的冰箱。{:142_381:}至于是不是适应基准使用那又是另一回事了,我只是提供一点思路而已。

wbxms 发表于 2015-3-30 07:52:54

楼主的探索精神很好。达到恒温,的确有制热制冷两种方式。只是在现有的条件下,与制热相比,制冷恒温造价高,控制精度差,结露,耗电多,体积大,可靠性差,噪音大等明显的缺点,而这些缺点一时还解决不了。因此绝大多数恒温装置都是用制热方式,这是一种非常成熟的方式。也许随着技术的发展,以后会有优点多而缺点少的制冷恒温技术出现,那样的话制热恒温就会淘汰了。现在看这个技术还比较遥远。至于约瑟夫森结装置,我认为只要维持超导状态即可,没必要精确恒温。

ningmolove 发表于 2015-3-30 08:55:40

彭鹏 发表于 2015-3-30 07:16
那是另一回事了,但是装约瑟夫森结的那个容器你不否认它也是个“恒温槽”吧

仔细看帖,楼主说他想做个。。。

maitreya 发表于 2015-3-30 11:25:30

本帖最后由 maitreya 于 2015-3-30 11:36 编辑

低温恒温比高温难做。温控部分的复杂性姑且不谈。第一个问题是结露。结露的解决办法是抽真空,或灌干燥氮气,或油浸。抽真空需要泵来维持,体积噪声耗电都是问题。灌干燥氮气需要氮气轻微流动。油浸,是不是所有电子器件都适合?此外灌氮气和油浸还有一个问题,就是热传导,会给制冷器件带来较大负荷,使制冷成本提高。
第二个问题是温度梯度。加热型的恒温,热以辐射、接触形式传导,做到均匀很容易;制冷型恒温,热只通过一个接触面传导,而待制冷器件都在发热,会形成温度梯度。把Sensor放在核心器件表面会起到一定作用,但永远无法知道核心的温度,相比而言加热型恒温要均匀得多。
第三个问题是环境适应性。加热型恒温,比如加热到80度,在外温从零下20度到+50度都很容易做;而制冷型的恒温,外温高于恒温温度很多时,比较难(TE半导体制冷芯片有最大温差限制),制冷功率的调控远不如加热丝那么精确、线性;外温低于等于恒温温度时,制冷型恒温调控失效。

xuplastic 发表于 2015-3-30 11:41:12

都别说没有了,没见过不代表没有,看这篇文章25页:

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TEC就是半导体制冷片
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