Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reconstruction of selected operating parametersof a thermoelectric device

Nowak Iwona, Buchalik Ryszard, Nowak Grzegorz

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2019

|

Vol. 26, no. 1

36--46

EN

This paper presents preliminary research aimed at recognizing some selected operating parameters of a thermoelectric device. The inverse problem was formulated, for the solution of which a population heuristics (Ant Colony Optimization) was used. In the inverse task, selected parameters important for the cell operation were reconstructed based on relatively easy to obtain temperature measurements within heat exchangers and appropriate measurements of electrical quantities. The heuristics used, reconstructs the estimated variables, minimizing the differences between data from the measurements and data calculated in the model for their determined values. Since inverse tasks, as ill-conditioned problems, are characterized by high sensitivity to measurement errors, the tests began with calculations based on numerically generated data in order to fully maintain control of their disturbances.

2

The automatic system for the characterization of thermoelectric microgenerators

Gierczak M., Dziewięcki S., Markowski P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 3

34-37

EN

The paper focuses on design and fabrication of the automatic system for characterization of thermoelectric parameters of planar and multilayer structures, which can served as thermoelectric microgenerators. The generated thermoelectric force (output voltage), internal resistance as well as cold and hot junctions’ temperature are measured and further can be analyzed as a function of temperature and/or temperature gradient. The set-up consisted of two copper blocks for temperature gradient generation, attached measured structure, the driver providing cooling and heating of the blocks, control application installed on computer and Agilent 34972A data acquisition unit. Computer application communicates synchronous with the driver delivering information about actual cold and hot junctions’ temperature. The driver stabilizes temperature of specific block using measured temperature and PID (Proportional-Integral-Derivative) algorithm. Data acquisition unit send all the measurements results to computer for further usage. Before the measurement all system components are tested. Additionally the connection between measured structure and the probes is tested. After testing procedure the measurement is started. Special algorithm is implemented for measurement procedure. The system is fully automatic, it requires operator care only at the beginning of measurement when three process parameters should be set by operator - minimum and maximum temperature and measurement step. The examples of measurements performed using the elaborated system will be presented.

PL

W artykule opisano proces projektowania oraz wykonania automatycznego systemu do charakteryzacji parametrów termoelektrycznych wielowarstwowych struktur planarnych - generatorów termoelektrycznych. System dokonuje pomiaru takich wielkości jak generowana siła termoelektryczna (napięcie wyjściowe), opór wewnętrzny, a także temperatura „zimnego” i „gorącego” końca. Dodatkowo mogą być one analizowane w zależności od temperatury i/lub gradientu temperatury. Układ pomiarowy składała się z dwóch bloków miedzianych służących do wytwarzania gradientu temperatury wzdłuż mierzonej struktury, sterownika zapewniającego chłodzenie i ogrzewanie bloków, aplikacji komputerowej sterującej pomiarem, zainstalowanej na komputerze oraz urządzenia do akwizycji danych - Agilent 34972A. Aplikacja komputerowa komunikuje się synchronicznie ze sterownikiem dostarczając informacje o aktualnej temperaturze „zimnego” i „gorącego” końca. Sterownik stabilizuje temperaturę konkretnego bloku przy użyciu mierzonej temperatury i algorytmu PID (Proportional-Integral-Derivative). Urządzenie do akwizycji danych, Agilent 34972A, wysyła wszystkie wyniki pomiarów do komputera w celu późniejszej analizy. Przed pomiarem wszystkie elementy systemu są testowane. Ponadto testowane jest połączenie między mierzoną strukturą i sondami pomiarowymi. Po procedurze testowania rozpoczyna się pomiar. Procedura pomiarowa realizowana jest w oparciu o specjalny algorytm. System jest w pełni automatyczny, wymaga jedynie podania trzech parametrów na początku pomiaru: minimalnej i maksymalnej temperatury grzania oraz kroku pomiarowego. W końcowej części artykułu przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów wykonanych za pomocą systemu.

3

Comparison of thermoelectric properties of polycrystalline and sintered PbTe doped with chromium and iodine

Królicka A., Hruban A., Materna A., Piersa M., Strzelecka S., Dalecki W., Romaniec M., Orliński K.

Materiały Elektroniczne

|

2014

|

T. 42, nr 1

5--12

EN

In this paper we compare the electrical and thermoelectric properties of polycrystalline PbTe doped with chromium and iodine, obtained by the Bridgman method and the sintered material obtained following the powder processing procedure. The highest values of the Seebeck coefficient for the polycrystalline and sintered material are as follows: - 160 μV/K (T = 675 K) and - 311 μV/K (T = 573 K), respectively, thus indicating a significant improvement in the thermoelectric properties of the sintered material. The studies of the influence of the powder particle size on the properties of the sintered material were carried out.

PL

W artykule przedstawiono porównanie własności elektrycznych i termoelektrycznych polikrystalicznego tellurku ołowiu domieszkowanego chromem i jodem, otrzymanego za pomocą metody Bridgmana z własnościami materiału spiekanego otrzymanego z proszków. Najwyższe wartości współczynnika Seebecka polikrystalicznego materiału i materiału po spiekaniu wynoszą odpowiednio: - 160 μV/K (T = 675 K) oraz - 310 μV/K (T = 573 K) i wskazują na znaczną poprawę parametrów termoelektrycznych materiału otrzymanego w wyniku spiekania. Przeprowadzono badania wpływu wielkości ziaren proszku na własności materiału spiekanego.

4

High efficiency inductive thermoelectric generator- illusion or reality

Stockholm J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

197--202

EN

Direct current thermoelectric generators are well known. We present a thermal to electricity generator based on the Seebeck effect, connected to an inductive load operated at around 100 kHz. Jon Schroeder, in 1995, published a brochure on a similar device. In 2008, an efficiency was measured on his generator of 15%. Due to the design, no temperature measurements could be made, but estimating the temperature difference, this efficiency is about double the efficiency of a thermo-electric generator (DC). Two prototypes are designed with electrical and thermal measurements. This is a paradigm for thermoelectrics: A possible solution to "beat" the ZT materials barrier. We need to validate the prior measurements of 2008, and to try and understand the mechanisms, that produce such a high efficiency.

PL

Generatory termoelektryczne prądu stałego są dobrze znane. Pokazano generator oparty na efekcie Seebecka podłączony do obciążenia impedancyjnego działającego przy około 100 kHz. Jon Schroeder opublikował w 1995 broszurę dotyczącą podobnego urządzenia. W roku 2008 zmierzono wydajność jego generatora wynoszącą 15%. Powody konstrukcyjne uniemożliwiły pomiar temperatury, ale oszacowanie różnicy temperatury wskazuje, że wydajność ta jest dwukrotnie większa od wydajności typowego generatora termoelektrycznego (DC). Zaprojektowano dwa prototypy do pomiarów elektrycznych i temperaturowych. Odzwierciedlają one paradygmat termoelektryczności: dostarczyć takie prawdopodobne rozwiązanie, aby pokonać barierę materiałową współczynnika jakości ZT. Praca wychodzi naprzeciw istniejącej potrzebie potwierdzenia ważności wcześniejszych pomiarów z 2008 roku i chęci zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za tak wysoką wydajność.

5

Miniaturized arms for three-dimensional thick-film thermoelectric microgenerator

Markowski P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 4

18-20

PL

Mikrogeneratory termoelektryczne mogą być stosowane do zasilania układów mikroelektronicznych lub mikrosystemów. W artykule przedstawiono proces wytwarzania takiego generatora. Zastosowano technologię grubowarstwową w połączeniu z techniką LTCC. Do wytworzenia miniaturowych, gęsto upakowanych termopar wykorzystano sitodruk precyzyjny, jak również technikę past fotodefiniowalnych. Termopary wykonano na niewypalonych podłożach LTCC (green tape) łącząc je szeregowo pod względem elektrycznym - tworząc termostos. Następne kilkanaście takich podłoży złożono razem tworząc stos ("struktura "kanapkowa") i wykonano elektryczne połączenia między termoparami. W ten sposób powstał wielowarstwowy stos termoelektryczny. Rezultatem prac była budowa małego generatora składającego się z kilkuset termopar.

EN

Thermoelectric microgenerator can be used for supplying microsystems or microelectronic circuits. In the paper fabrication process of such generator is presented. Thick film technology combined with LTCC technique was applied. Precise screen-printing as well as photoimageable inks technique was used to fabricate narrow, densely disposed thermocouples onto the unfired LTCC substrates. The thermocouples were connected electrically in series to form the thermopile. After that a number of substrates were put together to form a stack (the "sandwich"), and the thermopiles printed on particular LTCC tapes were connected together to form a multilayer thermoelectric stack. As a result small generators consisted of few hundreds of thermocouples were fabricated.

6

Mixed thick/thin-film thermocouples for thermoelectric microgenerators and laser power sensor

Markowski P., Prociow E., Dziedzic A.

Optica Applicata

|

2009

|

Vol. 39, nr 4

681-690

EN

This work presents the fabrication of thermopiles with high output voltage. A series of mixed thick/thin-film thermopiles were performed - one of the arms of the thermocouples was screen-printed (PdAg- or Ag-based thick-film layers), the second was made of magnetron sputtered semiconductor (compositions based on Ge). The output parameters (thermoelectric force ET [V], internal resistance Ri [?], output electrical power Pout [W]) of the structures were characterized using a self-made automatic measurement system. The best parameters were achieved for TSG/PdAg (TSG - Ge doped by Sb and Ta) and WSG/Ag (WSG - Ge doped by Sb and W) structures. Generated output voltage per single thermocouple was about 20 mV and output electrical power - 0.55 žW, when temperature difference between hot and cold end was 100 K. Also, the influence of activation process on output parameters was investigated (structures were put into high temperature to initialize recrystallization and grain growth process). The possibilities of using of such structures as thermoelectric microgenerators or sensors were considered. TSG/PdAg-based structures were used to prepare laser power sensor. The level of generated thermoelectric force ET was proportional to the power of the laser beam under investigation. Tests of prototype structures showed that thermoelectric sensors have sufficient resolution and ensure very good repeatability of measurements.

7

Thermoelectric microgenerators made in mixed thick/thin film technology

Markowski P., Dziedzic A., Prociów E.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 12

7-8

EN

This paper presents fabrication and investigations of mixed thick/thin film thermocouples based on PdAg/Ge:W:Sb. Seebeck coefficient a and electrical output power POUT were measured with the help of automatic measuring system. Achieved results was POUT = 0.7 µW/junction and a = 250 µV/K when temperature difference was about 110 K. This results are better than results presented in previous authors works.

PL

Zaprezentowano proces wytwarzania oraz badania termopar mieszanych cienko/grubowarstwowych, zbudowanych z materiałów PdAg/Ge:W:Sb. Za pomocą zautomatyzowanego systemu pomiarowego mierzono współczynnik Seebecka oraz generowaną moc wyjściową POUT. Przy różnicy temperatur pomiędzy gorącym a zimnym końcem termopary, wynoszącej 110 K, osiągnięto maksymalną moc wyjściową na poziomie 0,7 µW/złącze oraz współczynnik Seebecka 250 µV/ K. Oznacza to znaczną poprawę parametrów wytworzonych struktur w stosunku do prezentowanych we wcześniejszych pracach.

8

Crystal specimens thermoproperties investigation

Zoriy V., Ivakhiv O., Kushnir Z., Stadnyk B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2002

|

z. 22 [192]

281-286

EN

We consider the possibility of the new materials thermoelectric properties investigation with the higher precision due to proposal way of thermo-electromotive force coefficient measuring; it's corresponding device and the automatic sensor classification procedure using initial classification and certain approximation procedures for function reconstruction between discrete points. This procedure allows gathering sensor with typical input-output functions of the given accuracy.