Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи
Предложена методика оценки величины собственных колебаний двухкаскадной термоэлектрической батареи, позволяющая учитывать влияние разбросов значений модуля Юнга на изменение частот собственных колебаний, оценивать влияние демпфирующих свойств слоев припоя по торцам термоэлементов на величину собстве...
Збережено в:
| Дата: | 2000 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2000
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70952 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи / А.Г. Шайко-Шайковский, А.А. Ащеулов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2000. — № 5-6. — С. 8-10. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70952 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-709522014-11-19T03:01:40Z Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи Шайко-Шайковский, А.Г. Ащеулов, А.А. Проектирование. Конструирование Предложена методика оценки величины собственных колебаний двухкаскадной термоэлектрической батареи, позволяющая учитывать влияние разбросов значений модуля Юнга на изменение частот собственных колебаний, оценивать влияние демпфирующих свойств слоев припоя по торцам термоэлементов на величину собственных частот колебаний устройства. Методика позволяет на этапе проектирования и разработки вносить необходимые изменения в конструкцию изделия, повышая его надежность. The evaluation methods of size of natural oscillations of the two cascaded thermoelectric battery allowing to take into account the influence of the scattered values of Young s modulus on changing frequencies of natural oscillation to evaluate the influence of damping properties of solder layers on butts of thermoelements on the size of natural frequencies of natural oscillations of the instrument have been proposed. The methods allow at designing and development stage to introduce alternations in constructions of product rizing its reliability. 2000 Article Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи / А.Г. Шайко-Шайковский, А.А. Ащеулов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2000. — № 5-6. — С. 8-10. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70952 389.536.5.121.383.8 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Проектирование. Конструирование Проектирование. Конструирование |
| spellingShingle |
Проектирование. Конструирование Проектирование. Конструирование Шайко-Шайковский, А.Г. Ащеулов, А.А. Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Предложена методика оценки величины собственных колебаний двухкаскадной термоэлектрической батареи, позволяющая учитывать влияние разбросов значений модуля Юнга на изменение частот собственных колебаний, оценивать влияние демпфирующих свойств слоев припоя по торцам термоэлементов на величину собственных частот колебаний устройства. Методика позволяет на этапе проектирования и разработки вносить необходимые изменения в конструкцию изделия, повышая его надежность. |
| format |
Article |
| author |
Шайко-Шайковский, А.Г. Ащеулов, А.А. |
| author_facet |
Шайко-Шайковский, А.Г. Ащеулов, А.А. |
| author_sort |
Шайко-Шайковский, А.Г. |
| title |
Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи |
| title_short |
Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи |
| title_full |
Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи |
| title_fullStr |
Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи |
| title_full_unstemmed |
Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи |
| title_sort |
конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2000 |
| topic_facet |
Проектирование. Конструирование |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70952 |
| citation_txt |
Конструктивно-технологические пути повышения надежности термоэлектрической батареи / А.Г. Шайко-Шайковский, А.А. Ащеулов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2000. — № 5-6. — С. 8-10. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT šajkošajkovskijag konstruktivnotehnologičeskieputipovyšeniânadežnostitermoélektričeskojbatarei AT aŝeulovaa konstruktivnotehnologičeskieputipovyšeniânadežnostitermoélektričeskojbatarei |
| first_indexed |
2025-07-05T20:03:34Z |
| last_indexed |
2025-07-05T20:03:34Z |
| _version_ |
1836838619999895552 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2000, ¹ 5�6
8
ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ
2. Ingruber B., Pritzl W., Smely D. et al. High-efficien-
cy harmonic-control amplifier // Ibid.� 1998� Vol. 46.�
P. 857�862.
3. Martin A. L., Mortazawi A. A class-E power ampli-
fier based on an extended resonance technique // Ibid.�
2000.� Vol. 48.� P. 93�97.
4. Ingruber B., Baumgartner J., Smely D. et al. Rectan-
gularity driven class a harmonic-control amplifier //
Ibid.� 1998.� Vol. 46.� P. 1667�1672.
5. Mader T. B., Bryerton E. W., Marcovic M. et al.
Switched-mode high efficiency microwave power amplifi-
er in a free-space power-combined array // Ibid.� 1998.�
Vol. 46.� P. 1391�1398.
6. Radisic V., Qian Y., Itoh T. Novel architectures for
high-efficiency amplifiers for wireless applications //
Ibid.� 1998.� Vol. 46.� P. 1901�1909.
7. Krizhanovski V. G., Rudiakova A. N. The theory of
power amplifiers with a polyharmonic operating // MIKON-
2000. XIII International conference of microwaves, radar and
wireless communication.� Wroclaw (Poland), May 22�
24, 2000.� Conference proceedings, Vol. 1.� P. 105�108.
8. Ðàäèîïåðåäàþùèå óñòðîéñòâà / Ì. À. Ñèâåðñ, Ã. À.
Çàéòëåíþê, Þ. Á. Íåñâèæñêèé è äð.� Ì. : Ðàäèî è
ñâÿçü, 1989.
9. Tyler V. J. A new high efficiency high power ampli-
fier // Marconi Rev.� 1958.� Vol. 21.� P. 96�109.
10. Snider D. A theoretical analysis and experimental
confirmation of the optimally loaded and overdriven RF
power amplifier // IEEE Trans. Electron Devices.�
1967.� Vol. ED-14, N 6.� P. 851�857.
11. Krauss H., Bostian C., Raab F. Solid state radio
engineering.� New-York : Wiley, 1980.
12. Sokal N. O., Sokal A. D. Class E � a new class of
high-efficiency tuned single-ended switching power am-
plifiers // IEEE J. Solid-State Circuits.� 1975.�
Vol. SC-10, N 6.� P. 168�176.
13. Êðûæàíîâñêèé Â. Ã., Ðàññîõèíà Þ. Â. Ðàñ÷åò
ôèëüòðà ãàðìîíèê íà ïðÿìîóãîëüíûõ äèýëåêòðè÷åñ-
êèõ ðåçîíàòîðàõ â ÌÏË // Ìàò-ëû 9 ìåæäóíàð. Êðûì-
ñêîé êîíô. «ÑÂ×-òåõíèêà è òåëåêîììóíèêàöèîííûå
òåõíîëîãèè».� Ñåâàñòîïîëü, 13�16 ñåíò. 1999 ã.�
C. 254�255.
14. ÑÂ×-ïîëóïðîâîäíèêîâûå ïðèáîðû è èõ ïðèìå-
íåíèå / Ïîä ðåä. Ã. Óîòñîíà.� Ì. : Ìèð, 1972.
15. Êóãóøåâ À. Ì., Ãîëóáåâà Í. Ñ. Îñíîâû ðàäèî-
ýëåêòðîíèêè.� Ì. : Ýíåðãèÿ, 1969.
Ðàññìîòðåíî âëèÿíèå ðàçáðîñîâ ãåîìåò-
ðè÷åñêèõ è ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïàðà-
ìåòðîâ íà çíà÷åíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñ-
òîò êîëåáàíèé òåðìîýëåêòðè÷åñêîé
áàòàðåè ïðèáîðà.
Ïðè ýêñïëóàòàöèè ïðèáîðîâ íà îñíîâå êàñêàä-
íûõ òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ áàòàðåé íà íàçåìíûõ, âîç-
äóøíûõ èëè ïëàâó÷èõ ñðåäñòâàõ î÷åíü âàæíî, ÷òî-
áû âûíóæäàþùèå ÷àñòîòû êîëåáàíèé íîñèòåëÿ íå
ñîâïàäàëè ñ ñîáñòâåííûìè ÷àñòîòàìè òåðìîýëåêòðè-
÷åñêîãî óçëà ïðèáîðà.
Ðàññìîòðèì óñòðîéñòâî äëÿ ïðîâåäåíèÿ òåðìî-
àêóïóíêòóðû, ðàáîòà êîòîðîãî îñíîâàíà íà ýôôåêòå
Ïåëüòüå è ïîçâîëÿåò â çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé è
ìåäèöèíñêèõ ïîêàçàíèé îñóùåñòâëÿòü íàãðåâ ëèáî
îõëàæäåíèå ñîîòâåòñòâóþùèõ ó÷àñòêîâ êîæè ïàöè-
åíòà [1].
Òåðìîàêóïóíêòóðà ìîæåò ñëóæèòü àëüòåðíàòèâîé ìå-
õàíè÷åñêîìó èãëîóêàëûâàíèþ ïîñëå õèðóðãè÷åñêîãî
âìåøàòåëüñòâà è â äðóãèõ ñëó÷àÿõ, èñêëþ÷àÿ íåæåëà-
òåëüíîå ìåõàíè÷åñêîå âîçäåéñòâèå íà ñîîòâåòñòâóþùèé
ó÷àñòîê òåëà [2].
ÊÎÍÑÒÐÓÊÒÈÂÍÎ-ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÓÒÈ
ÏÎÂÛØÅÍÈß ÍÀÄÅÆÍÎÑÒÈ
ÒÅÐÌÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÉ ÁÀÒÀÐÅÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
28.06 2000 ã.
Îïïîíåíò ê. ô.-ì. í. Â. È. ÁÎÄÍÀÐÓÊ
3
2
1
Ðèñ. 1. Òåðìîýëåêòðè÷åñêàÿ
áàòàðåÿ ñ òåðìîçîíäîì ïðè-
áîðà äëÿ òåðìîàêóïóíêòóðû:
1 � òåðìîçîíä; 2 � òåïëîâûå
ïåðåõîäû; 3 � òåðìîýëåìåíòû
Íàãðåâ èëè îõëàæäåíèå òåïëîïðîâîäÿùåãî çîíäà îñó-
ùåñòâëÿåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé ñìåíîé ïîëÿðíîñòè ýëåêò-
ðè÷åñêîãî òîêà ÷åðåç òåðìîýëåêòðè÷åñêóþ áàòàðåþ. Äëè-
òåëüíîñòü, êîíôèãóðàöèÿ è âåëè÷èíà òåïëîâûõ èìïóëü-
ñîâ íà âûõîäå ïðèáîðà îïðåäåëÿþòñÿ çàêîíîì èçìåíå-
íèÿ òîêà ÷åðåç òåðìîáàòàðåþ, îáåñïå÷èâàÿ ðàáîòó ïðèáî-
ðà â ñòàòè÷åñêîì èëè äèíàìè÷åñêîì ðåæèìàõ [3].
Îñíîâó êîíñòðóêöèè óñòðîéñòâà ñîñòàâëÿåò äâóõ-
êàñêàäíàÿ òåðìîýëåêòðè÷åñêàÿ áàòàðåÿ èç êðèñòàë-
ëè÷åñêîãî òåëëóðèäà âèñìóòà Bi2Te3 [4]. Íà âåðõ-
íþþ ãðàíü ýòîé äâóõêàñêàäíîé áàòàðåè ïîìåùåí èã-
ëîâèäíûé òåïëîïðîâîäÿùèé çîíä ñ êîíè÷åñêèì îñ-
íîâàíèåì, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ âîçäåéñòâèÿ íà âûá-
ðàííóþ áèîëîãè÷åñêè àêòèâíóþ òî÷êó èëè ó÷àñòîê
êîæè (ðèñ. 1).
Ê. ò. í. À. Ã. ØÀÉÊÎ-ØÀÉÊÎÂÑÊÈÉ,
ä. ò. í. À. À. ÀÙÅÓËÎÂ
Óêðàèíà, ×åðíîâèöêèé ãîñ. óíèâåðñèòåò
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2000, ¹ 5�6 9
ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ
Îïðåäåëèì âëèÿíèå íà ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû êî-
ëåáàíèé òåðìîýëåêòðè÷åñêîé áàòàðåè çíà÷åíèé è
ðàçáðîñîâ âåëè÷èí ìîäóëÿ Þíãà, à òàêæå äåìïôè-
ðóþùåå âîçäåéñòâèå ñëîåâ ïðèïîÿ ïî òîðöàì òåð-
ìîýëåìåíòà.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîëåáà-
íèé òåðìîýëåêòðè÷åñêîé áàòàðåè èñïîëüçî-
âàíà ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà, ïðåäñòàâëåííàÿ íà ðèñ. 2.
Óçåë, ïîêàçàííûé íà ðèñ. 1 è 2, ïðåäñòàâëÿåò ñî-
áîé ñèñòåìó ñ äâóìÿ ñòåïåíÿìè ñâîáîäû. Ñîáñòâåí-
íàÿ êðóãîâàÿ ÷àñòîòà êîëåáàíèé òàêîé ñèñòåìû îï-
ðåäåëèòñÿ ïî âûðàæåíèþ [5, ñ. 527]
ω12
1 2
1
2
2
1 2
1
2
2
2
1 2
1 2
1
2
1
4, =
+
+
±
+
+
−
C C
m
C
m
C C
m
C
m
C C
m m
. (1)
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî â ïåðâîì êàñêàäå ÷èñëî òåðìîýëå-
ìåíòîâ n1, à âî âòîðîì n2, ïîëó÷èì âûðàæåíèå äëÿ
îïðåäåëåíèÿ Ñ1 è Ñ2 :
C1=n1EF/l1; C1=n1EF/l1, (2)
Ó÷èòûâàÿ óäåëüíûé âåñ è îáúåì îòäåëüíûõ ýëå-
ìåíòîâ êîíñòðóêöèè, ïîëó÷èì, ÷òî m1=40,656·10�5 êã,
m2=298·10�5 êã. Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî âåëè-
÷èíà ìîäóëÿ Þíãà ïî äëèíå ìîíîêðèñòàëëà ñóùå-
ñòâåííî èçìåíÿåòñÿ â äîñòàòî÷íî øèðîêîì äèàïà-
çîíå çíà÷åíèé (Å=(2...10)1010 Ïà), ÷òî ìîæåò çíà-
÷èòåëüíî âëèÿòü íà çíà÷åíèÿ æåñòêîñòè îò-
äåëüíûõ òåðìîýëåìåíòîâ è âñåãî êàñêàäà â
öåëîì. Ñ ó÷åòîì ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà âû-
ðàæåíèÿ (2) ïðèìóò âèä (i � íîìåð êàñêà-
äà):
à) äëÿ îïðåäåëåíèÿ æåñòêîñòè â ñëó÷àå
èñïîëüçîâàíèÿ òåðìîýëåìåíòîâ ñ íîìèíàëü-
íûì çíà÷åíèåì ìîäóëÿ Þíãà Å0 òåðìîýëåê-
òðè÷åñêîãî ìàòåðèàëà �
C0
i=niE0Fi/li; (3)
á) ïðè èñïîëüçîâàíèè òåðìîýëåìåíòîâ, èìå-
þùèõ çíà÷åíèå ìîäóëÿ Þíãà íà âåðõíåé ãðà-
íèöå âîçìîæíîãî äèàïàçîíà çíà÷åíèé, �
Ci
max=niEmaxFi/li; (4)
ìîäóëü Þíãà ìàòåðèàëà òåðìîýëåìåíòîâ;
ïëîùàäü ñå÷åíèÿ êàæäîãî òåðìîýëåìåíòà;
äëèíà òåðìîýëåìåíòà;
102;
18.
ãäå E �
F �
l �
n1 =
n2=
Ðèñ. 2. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà äâóõêàñêàäíîé òåðìîýëåê-
òðè÷åñêîé áàòàðåè:
Ñ1 � æåñòêîñòü òåðìîýëåìåíòîâ 1-ãî êàñêàäà; Ñ2 � æåñò-
êîñòü òåðìîýëåìåíòîâ 2-ãî êàñêàäà; m1 � ìàññà 1-ãî òåï-
ëîïåðåõîäà ñ êîììóòàöèîííûìè äîðîæêàìè; m2 � ìàññà
2-ãî òåïëîïåðåõîäà ñ êîììóòàöèîííûìè äîðîæêàìè è
òåðìîçîíäîì
C1 C2
m1 m2
â) ïðè èñïîëüçîâàíèè òåðìîýëåìåíòîâ, èìåþùèõ
çíà÷åíèå ìîäóëÿ Þíãà íà íèæíåé ãðàíèöå ïîëÿ äî-
ïóñêîâ, �
Ci
min=niEminFi/li. (5)
Òîãäà, ñ ó÷åòîì ðàçáðîñîâ çíà÷åíèé ìîäóëÿ Þíãà
òåðìîýëåêòðè÷åñêîãî ìàòåðèàëà äëÿ êàæäîãî êàñêà-
äà, ìîæíî îïðåäåëèòü ñóììàðíóþ æåñòêîñòü ïðè óñ-
ëîâèè, ÷òî ïðè ñáîðêå êàæäîãî èç êàñêàäîâ èñïîëü-
çîâàíû òåðìîýëåìåíòû ñ îäèíàêîâûìè çíà÷åíèÿìè
ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê.
 ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ ïðè ñáîðêå èçäåëèé èñ-
ïîëüçóþòñÿ òåðìîýëåìåíòû ñ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêè-
ìè õàðàêòåðèñòèêàìè èç âñåãî äèàïàçîíà ðàçáðîñîâ
ìîäóëÿ Þíãà Å, ðàñïðåäåëåíèå âåëè÷èíû äåéñòâè-
òåëüíûõ çíà÷åíèé êîòîðîãî íîñèò âåðîÿòíîñòíûé õà-
ðàêòåð. Îäíàêî êîíñòðóêòîðó âàæíî îöåíèòü áóäó-
ùèé âîçìîæíûé ýêñòðåìàëüíûé äèàïàçîí õàðàêòå-
ðèñòèê èçäåëèÿ ïðè ñàìîì íåáëàãîïðèÿòíîì ñî÷åòà-
íèè ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ìàòåðèàëîâ,
èñïîëüçóåìûõ â ïðîèçâîäñòâå.
 òàáë. 1 ñîäåðæàòñÿ ðàñ÷åòíûå ýêñòðåìàëüíûå
çíà÷åíèÿ Ñi äëÿ êàæäîãî êàñêàäà ïðè ó÷åòå èçìå-
íåíèÿ âåëè÷èíû ìîäóëÿ Þíãà â ïðåäåëàõ ïðèâåäåí-
íîãî âûøå äèàïàçîíà.
Ôîðìóëû äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìàêñèìàëüíûõ è ìè-
íèìàëüíûõ çíà÷åíèé ñîáñòâåííûõ êðóãîâûõ ÷àñ-
òîò èçäåëèÿ áóäóò â ýòîì ñëó÷àå èìåòü âèä
ω1,2
max= (6)
=
1
2
1
4
1 2 2 1 2 2 1 2
1 2 1 2
2
1 2
C C
m
C
m
C C
m
C
m
C C
m m
max max max max max max max max+
+
±
+
+
− ;
ω1,2
min= (7)
=
1
2
1
4
1 2 2 1 2 2 1 2
1 2 1 2
2
1 2
C C
m
C
m
C C
m
C
m
C C
m m
min min min min min min min min+
+
±
+
+
− .
Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ïî âûðàæåíèÿì (1), (6)
è (7) ñâåäåíû â òàáë. 1.
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî êðóãîâûå è ëèíåéíûå ÷àñòîòû êî-
ëåáàíèé ñâÿçàíû ñîîòíîøåíèåì
fi=ωi/2π, (8)
Òàáëèöà 1
Çíà÷åíèÿ C, ω è f äâóõêàñêàäíîé òåðìîýëåêòðè÷åñêîé áàòà-
ðåè â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû ìîäóëÿ Þíãà Bi2Te3
Íîìåð
êàñêàäà
Åmin=2·1010
Ïà Å0=6·1010
Ïà Åmàõ=10·1010
Ïà
C, Í/ì
1 7,14·108 21,42·108 35,7·108
2 1,26·108 3,78·108 6,3·108
ω, ðàä/ñ
1 0,5985·104 1,0368·104 1,3382·104
2 4,5525·104 7,8849·104 10,1796·104
f, Ãö
1 0,0953·104 0,1651·104 0,2131·104
2 0,7249·104 1,2556·104 1,6209·104
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2000, ¹ 5�6
10
ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ
ïîëó÷èì çíà÷åíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîëåáàíèé äëÿ
ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû ñ äâóìÿ ñòåïåíÿìè ñâîáî-
äû (òàáë. 1).
Àíàëèç äàííûõ òàáë. 1 ïîêàçûâàåò, ÷òî âåëè÷èíà
ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîëåáàíèé èçäåëèÿ ïðè îïðå-
äåëåííûõ óñëîâèÿõ ìîæåò íàõîäèòüñÿ â íåêîòîðîì
äèàïàçîíå çíà÷åíèé, ÷òî ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ïðè ïðî-
åêòèðîâàíèè è èñïîëüçîâàíèè ïðèáîðà â óñëîâèÿõ
âíåøíèõ äèíàìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé.
Ïðè ó÷åòå äåìïôèðóþùèõ ñâîéñòâ ñëîåâ ïðè-
ïîÿ ïî òîðöàì òåðìîýëåìåíòîâ ðàñ÷åòíàÿ
ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ èõ æåñòêîñòè áóäåò èìåòü
âèä, ïðåäñòàâëåííûé íà ðèñ. 3 [6].
Òîãäà æåñòêîñòü òåðìîýëåìåíòîâ êàæäîãî êàñêà-
äà áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ïî âûðàæåíèþ
Ci=Ci′Ci″/(Ci′+2Ci″). (9)
Ó÷èòûâàÿ ÷èñëîâûå çíà÷åíèÿ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñ-
êèõ è ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ òåðìîýëåêòðè÷åñ-
êîãî ìàòåðèàëà è ïðèïîÿ, à òàêæå ðàçáðîñû çíà÷åíèé
ìîäóëÿ Þíãà Bi2Te3, ïîëó÷èì âåëè÷èíó âîçìîæíûõ
ýêñòðåìàëüíûõ ðàçáðîñîâ æåñòêîñòåé äëÿ êàæäîãî
èç êàñêàäîâ (òàáë. 2).
Ðèñ. 3. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ æåñòêîñ-
òè òåðìîýëåìåíòîâ ñ ó÷åòîì äåìïôèðóþùåé ñïîñîá-
íîñòè ñëîåâ ïðèïîÿ ïî òîðöàì òåðìîýëåìåíòîâ:
C′i � æåñòêîñòü òåðìîýëåìåíòîâ i-ãî êàñêàäà; C″i � æåñ-
òêîñòü ñëîåâ ïðèïîÿ ïî òîðöàì òåðìîýëåìåíòîâ â êàñ-
êàäå ñ íîìåðîì i (i=1, 2)
C′1 C′2
m1 m2
C″1 C″1 C″2 C″2
Íîìåð
êàñêàäà
Åmin=2·1010
Ïà Å0=6·1010
Ïà Åmàõ=10·1010
Ïà
C, Í/ì
1 5,607·108 15,78·108 33,58·108
2 0,991·108 2,78·108 5,93·108
ω, ðàä/ñ
1 0,5308·104 0,8894·104 1,302·104
2 4,034·104 6,7667·104 9,076·104
f, Ãö
2 0,08452·104 0,1416·104 0,2070·104
2 0,6425·104 1,0775·104 1,5726·104
Òàáëèöà 2
Çíà÷åíèÿ C, ω è f äâóõêàñêàäíîé òåðìîýëåêòðè÷åñêîé áàòà-
ðåè â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû ìîäóëÿ Þíãà Bi2Te3 ïðè ó÷åòå
äåìïôèðóþùèõ ñâîéñòâ ïðèïîÿ ïî òîðöàì òåðìîýëåìåíòîâ
Ðàñ÷åòû ñîáñòâåííûõ êðóãîâûõ ÷àñòîò êîëåáà-
íèé äâóõêàñêàäíîé òåðìîýëåêòðè÷åñêîé áàòàðåè ïî
ôîðìóëàì (1), (6), (7) è, ñ ó÷åòîì ôîðìóëû (8), ëè-
íåéíûõ ÷àñòîò êîëåáàíèé ïîçâîëÿþò ïîëó÷èòü ãðà-
íèöû äèàïàçîíîâ, â êîòîðûõ ìîãóò íàõîäèòüñÿ ýòè
âåëè÷èíû ïðè ñàìîì íåáëàãîïðèÿòíîì ñî÷åòàíèè ïà-
ðàìåòðîâ ýëåìåíòîâ èçäåëèÿ (òàáë. 2).
Àíàëèç è ñîïîñòàâëåíèå äàííûõ òàáë. 1 è 2 ïî-
êàçûâàåò, ÷òî ýêñòðåìàëüíî âîçìîæíûé äèàïàçîí çíà-
÷åíèé ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò ïðè óìåíüøåíèè æåñòêî-
ñòè ñèñòåìû (ïðè ó÷åòå äåìïôèðóþùèõ ñâîéñòâ ñëîåâ
ïðèïîÿ ïî òîðöàì òåðìîýëåìåíòîâ) ñäâèãàåòñÿ â ñòî-
ðîíó èõ óìåíüøåíèÿ.
***
Ïðåäëîæåííàÿ ìåòîäèêà è ïðîâåäåííûå ðàñ÷åòû
ïîçâîëÿþò íà ýòàïå ïðîåêòèðîâàíèÿ îöåíèâàòü âå-
ëè÷èíó âîçíèêàþùèõ òåõíîëîãè÷åñêèõ è ýêñïëóàòà-
öèîííûõ íàïðÿæåíèé, âûðàáàòûâàòü ðåêîìåíäàöèè
è çàêëþ÷åíèÿ î âåëè÷èíå äîïóñòèìûõ ðàçáðîñîâ
ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê èñïîëüçóåìûõ
ìàòåðèàëîâ, îöåíèâàòü ïðèåìëåìîñòü ãðàíèö ïîëåé
äîïóñêîâ íà ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû äåòàëåé è ýëå-
ìåíòîâ ïðè èçãîòîâëåíèè èçäåëèÿ.
Ïîëó÷åííûå ãðàíèöû äèàïàçîíîâ ñîáñòâåííûõ
÷àñòîò êîëåáàíèé ïîçâîëÿþò ñîïîñòàâèòü èõ ñî çíà-
÷åíèÿìè âûíóæäàþùèõ ÷àñòîò íîñèòåëÿ è åùå íà
ýòàïå ïðîåêòèðîâàíèÿ âíåñòè íåîáõîäèìûå èçìåíå-
íèÿ â êîíñòðóêöèþ ïðèáîðà ñ öåëüþ ïðå-
äîòâðàùåíèÿ íåäîïóñòèìîãî ñáëèæåíèÿ èëè
ñîâïàäåíèÿ çíà÷åíèé ñîáñòâåííûõ è âûíóæ-
äàþùèõ ÷àñòîò êîëåáàíèé. Ó÷åò äåìïôèðó-
þùèõ ñâîéñòâ ñëîåâ ïðèïîÿ ïî òîðöàì òåð-
ìîýëåìåíòîâ ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü óòî÷íåííûå
çíà÷åíèÿ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò êîëåáàíèé òåð-
ìîýëåêòðè÷åñêîãî óçëà ïðèáîðà.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Âàéíåð Ë. À. Êàñêàäíûå òåðìîýëåêòðè-
÷åñêèå èñòî÷íèêè õîëîäà.� Ì. : Ñîâ. ðàäèî,
1978.
2. Ëóêè÷åâ Í. Ë. Ýëåêòðîïóíêòóðíàÿ äè-
àãíîñòèêà, ãîìåîòåðàïèÿ è ôåíîìåí äàëüíîäåé-
ñòâèÿ.� Ì. : ÈÏÊÈÐÈÖÑ, 1990.
3. Ìà÷åðåò Å. Ë., Ñàìîñþê È. Ç. Ðóêîâîä-
ñòâî ïî ðåôëåêñîòåðàïèè. � Ê. : Âèùà øêîëà,
1982.
4. Ashcheulov A. A., Boretz V. Y., Dobrovolskij Yu. R.
et al. A unif for thermalreflexoterapy // Journal of Ther-
moelectricity.�1999.� N 4.� P. 81�84.
5. Ïèñàðåíêî Ã. Ñ., ßêîâëåâ Ì. Ï., Ìàòâååâ Â. Â.
Ñïðàâî÷íèê ïî ñîïðîòèâëåíèþ ìàòåðèàëîâ.� Ê. : Íàó-
êîâà äóìêà, 1975.
6. Ashcheulov A. A., Romanyuk I. S., Shaiko-Saikovski
A.G. Procedure for assesment of strength parameters of
multi-stage thermoelectric coolers // Journal of Thermo-
electricity.�1999.� N 4.� P. 57�71.
|