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熱電素子の特性評価方法 コモンズ

国内特許コード P08A013988
整理番号 P05-073
掲載日 2008年10月31日
出願番号 特願2005-239958
公開番号 特開2007-059462
登録番号 特許第4474550号
出願日 平成17年8月22日(2005.8.22)
公開日 平成19年3月8日(2007.3.8)
登録日 平成22年3月19日(2010.3.19)
発明者
  • 東崎 健一
  • スー カリヤン
出願人
  • 学校法人千葉大学
発明の名称 熱電素子の特性評価方法 コモンズ
発明の概要

【課題】
上記課題を解決し、Pertier係数、Seebeck係数、熱抵抗といった個々の定数を求める熱電素子の特性評価方法を提供すること。
【解決手段】
熱電素子の二つの接点の一方をほぼ一定温度に保ちながら二つの接点の間に交流電流を流すステップ、更に、二つの接点の間に直流電流を重畳させるステップを有する熱電素子の特性評価方法。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


熱電素子はCPU等の冷却装置や熱を利用する発電素子として広範に使用されている。素子性能向上のための研究開発や製品の品質検査のために信頼性が高く簡便な評価方法が求められている。また熱流センサーとして熱分析装置に使用されている。



熱電素子の特性パラメータ(Peltier係数、Seebeck係数、熱抵抗)を決定する従来の技術として、(1)素子に一定の温度差をつけて熱起電力を測定し(Seebeck係数を決定し)、(2)素子に一定の熱流を流した条件で温度差を測定する(熱抵抗の決定)方法がある。



しかし、この測定方法は安定した条件で行うことが困難であったため、測定者や使用装置によって結果が異なるという大きな問題があった。また、材質自身の特性と実用に供される熱電素子に組み上げた状態での特性が大きく異なるという問題もあった。



そしてこれに対し上記のような個々の定数ではなく熱電素子の効率係数(通称Z値)を1回の測定で直接求める方法が例えば下記非特許文献1に記載されており、またこの原理を利用する装置も市販されるに至っている。

【非特許文献1】T.C.Harman、A.Appl.Phys.、29巻、1959年、1373頁

産業上の利用分野


本発明は熱電素子の特性を評価する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
熱電素子の二つの接点の一方を一定温度に保ちながら前記二つの接点の間に交流電流を流すステップ、更に、前記二つの接点の間に直流電流を重畳させて前記二つの接点の温度差を0にするステップ、を有する熱電素子の特性評価方法。

【請求項2】
前記直流電流を重畳させるステップは、前記交流電流を流すステップの後、前記熱電素子における二つの接点の間の温度差が定常状態に達した後に行われることを特徴とする請求項1記載の熱電素子の特性評価方法。

【請求項3】
前記熱電素子における二つの接点の温度差を検出するのに同熱電素子に生ずるSeebeck効果による熱起電力を用いる請求項1記載の熱電素子の特性評価方法。

【請求項4】
前記交流電流の電流値をI(A)、前記直流電流の電流値をI(A)、熱電素子の抵抗をR(Ω)、とし、下記式(1)によりPeltier係数Πを求める請求項1記載の熱電素子の特性評価方法。


【請求項5】
前記交流電流の電流値をI(A)、前記直流電流の電流値をI(A)、熱電素子の抵抗をR(Ω)、熱電素子における絶対温度をT(K)とし、下記式(2)によりSeebeck係数ηを求める請求項1に記載の熱電素子の特性評価方法。


【請求項6】
前記二つの接点の間に直流電流を重畳させて前記二つの接点の温度差を0にするステップの後、交流電流の電流値を0にし、前記熱電素子における絶対温度をT(K)、定常状態における熱起電力をΔVs(V)とし、下記式(3)により熱抵抗Zを求める請求項4記載の熱電素子の特性評価方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2005239958thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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