造成连接不良,构件松动,造成电阻变大,甚至产生断裂等不可恢复性损坏。现有的热电模块以合金材料为基础,在导热板和合金热电材料之间敷以焊料,通过升降温过程使焊料固化,达到将合金热电材料和导热板连接起来的目的。合金材料本身制备温度较低(<800℃),使用的焊料融化温度也低(<600℃),不能适用于高温和大温差的热电发电领域。即使在较低温度的热电发电领域,合金热电材料也存在容易氧化、成本高、含有重金属等问题。技术实现要素:本发明为了解决上述问题,提出了一种氧化物热电发电模块、系统及制备方法,本发明能够获得较好的热电发电性质,实现了器件自身及使用过程的绿色环保和低成本。本发明的一种目的是提供一种氧化物热电发电模块,该模块为π型组件,用氧化物组件取代传统合金组件,具有耐高温、可应用于大温差、不易氧化、高温性能稳定等优点。本发明的第二目的是提供一种基于上述发电模块的发电系统,本系统可以获得较好的热电发电性质与效率,能够为火力发电站等场合的废热利用提供良好的解决方案。本发明的第三目的是提供一种制备上述氧化物热电发电模块的方法,本方法操作简单、成本投入小且需要的制备环境简单。开关量 一般指的是触点的“开”与“关”的状态,一般在计算机设备中也会用“0”或“1”来表示开关量的状态。杭州西门子模拟量输出/输入模块EM235 235-0KD22-0XA8
这里所使用的术语是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本申请的一种典型的实施方式中,如图4所示,一种氧化物热电发电模块,包括两个上下布设的氧化物导热板,两个氧化物导热板之间设置有N型及P型热电发电组件,所述热电发电组件与氧化物导热板固定连接,所述N型及P型热电发电组件均掺杂有稀土族元素,且与氧化物导热板的接触面均设置有金属丝网,以形成导电电极。两个氧化物导热板的相对的一面上,涂抹有银浆,且两个氧化物导热板涂抹的银浆位置相对应。N型及P型热电发电组件均为氧化物热电发电材质,锰酸钙、钴酸钙、钴酸镧、碳酸锶或氧化锌等氧化物材料。P型热电发电组件为长方体,所述N型热电发电组件为圆柱体。稀土族元素通过固相反应方法掺杂至热电发电组件内。所述的稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。杨浦区西门子模拟量输出/输入模块6ES7531-7QF00-0AB0数字量输入输出信号就是开关量信号,1或者0,模拟量信号,有2种。
当高温端温度达到960℃时,15mm模块两端的温差可以达到630℃。对于1kW电炉,当高温端温度达到800℃时,15mm模块两端的温差也可以达到340℃。由图中数据说明,热源因为供热速率的不同,在一定时间内会影响模块组件两端的温差。大功率的热源会在一定时间内在模块两端建立较大的温差,小功率的热源在相同时间内只能建立较小的温差。但是,试验中,即便是1kW电炉在模块两端产生的340℃温差,对于目前常用的合金热电模块来讲也是很大的。至于2kW电炉提供的630℃温差,在目前已有的其他氧化物模块报道中,也是较大的。图2(a)、图2(b)所示为4个3π模块组件串联后的输出电压随温差的变化规律。4个3π模块组件每两个分为一组,分配到两个不同功率的电炉上。由上文可知,两组模块两端的温差不同,因此两组模块的输出电压也不同。由图中可以看到,对于分配在两个电炉上的4个3π模块组件,随着热电发电模块两端温差不断升高,模块两端的输出电压也逐渐增加。每两个3π模块组件在各自温差下都能得到。因此当4个3π模块组件串联后,可以得到较大输出电压在。图3(a)、图3(b)所示为4个3π模块组件串联后,其中两个3π模块的输出功率随温差的变化规律。4个3π模块组件每两个分为一组。
每个模拟量输入模块虽只有四个通道,但却要占用PLC的16个I/0点定义号,其中有12个输入点、3个输出点,还有一点未定义。这是与前面介绍的开关量输入模块在概念上完全不同的。在开关量模块中,其I/0定义号就是直接与外电路相接的一个个通道,但模拟量输入模块的这些定义号则只是与总线相接的内部I/0通道,是把经过A/D转换后的数字量信号送入总线的一些输入点,及在同一模块上的,CPU通过它们向模块发出控制信号的输出点,它们和该模块与外电路相接的四个输入通道完全是不同的概念。然而,其定义号范围的规定方法却与前面介绍过的16点开关量I/0模块相同,是由模块插在框架上的位置决定的。例如,若模块插在框架的第三槽中,其占用的I/0定义号将是10~17和110~117,其意义和分配情况如表65所示,还要在下面进一步说明。该模块的内部结构、工作原理和一般的A/D转换电路基本相同,也是由多路开关、采样保持电路、转换电路等几部分组成。表65模拟量输入模块I/0定义号的使用规定(以第三槽为例)经A/D转换后,送往CPU的八位二进制数据输入口。 数控系统,S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人机界面,触摸屏变频器。
且两个氧化物导热板上银浆涂抹区域相配合;(4)将金属丝网分别放置在两个氧化物导热板的银浆涂抹区域,并在金属丝网上涂抹银浆,在氧化物导热板的金属丝网上设置N型及P型热电发电组件,将两个氧化物导热板配合对应设置,使将N型及P型热电发电组件位于两个氧化物导热板之间,压实后进行高温烧结,完成焊接。作为选择的替换方案,在两个氧化物导热板之间设置若干个串联的氧化物热电发电模块,制作形成一个氧化物热电发电组,多个氧化物热电发电组通过导电线连接,进行串联,形成氧化物热电发电系统。这种设置方式,能够方便找出连接不佳的部位并替换,避免因某一处不能良好连接,而影响整个串联电路的正常工作。与现有技术相比,本发明的有益效果为:(1)选用的原材料成本低廉,制备工艺简单,容易实现大规模生产和应用,并且可以通过较少的模块数量得到较大的功率输出;(2)用氧化物组件取代传统合金组件,具有耐高温、可应用于大温差、不易氧化、高温性能稳定等优点;(3)采用钎焊的工艺,在氧化物热电模块的发电组件(N型腿、P型腿)与上下氧化铝导热板的构造连接处插入金属丝网(如铜网),以银浆为钎料,将连接处整体焊接起来,实现了热电氧化物π型模块构建。 开关量分为有源开关量信号和无源开关量信号,有源开关量信号指的是“开”与“关”的状态是带电源的信号。浦东新区热销模拟量输出/输入模块3WL11062FB664GA4ZK07R21T40
模拟量模块有三种:模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入/输出模块。杭州西门子模拟量输出/输入模块EM235 235-0KD22-0XA8
模拟量输入模块:该模块是A/D转换模块,具有四个的模拟量输入通道,每通道的输入信号可以是1~5V的电压信号,也可以是4~20mA的电流信号。模块能将输入信号转换成相应的八位二进制数字信号,即其测量精度或称分辨率是八位的。按十进制表示,它所转换成的数值范围是0~255,提供给PLC作进一步处理。在模块的侧面,对应于每一输入通道设有跨接器,用户可以通过短接或不短接跨接器的引脚来选择所接入的测量信号是1~5V的电压信,还是4~20mA的电流信号。模块中信号转换的长时间为2ms,该信号转换是与PLC的CPU并行工作的,并不占用PLC的扫描时间。杭州西门子模拟量输出/输入模块EM235 235-0KD22-0XA8