[发明专利]一种放射性同位素微型热电电源

说明书

技术领域

本发明涉及微型热电电源领域，具体讲的是一种放射性同位素微型热电电源。

背景技术

随着微机电系统(MEMS)技术的迅猛发展，微型传感器、超微电动机、微型飞行器和用于诊断的柔性管道机器人等得到逐步的推广应用，尽管微机电系统(MEMS)器件的许多功能部件，如微传感器、微执行器、微泵、微阀等，其体积都可以做得很小，但为微机电系统(MEMS)器件提供能量的动力源却多数采用外接电缆供电，对整个微机电系统来说体积大，使用不方便；有些采用化学电池供电，其使用寿命短且不环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种使用方便、寿命长且环保的放射性同位素微型热电电源。

本发明要解决的技术方案是，提供一种具有以下结构的放射性同位素微型热电电源：它包括外壳体、热源以及设置在外壳体与热源之间的多个微型热电发电器；所述的热源包括屏蔽腔体，屏蔽腔体的中心位置设置一可存放放射性同位素的热源腔室，所述屏蔽腔体上还开有一与热源腔室连通的孔，所述孔内设置一塞子，所述屏蔽腔体的外表面贴合一热源腔外套；所述微型热电发电器的一端面与外壳体的内表面贴合，微型热电发电器的另一端面与热源腔外套的外表面贴合；所述微型热电发电器的输出导电接点连接的输出导线设置在热电电源整体外。

采用以上结构后，本发明一种放射性同位素微型热电电源与现有技术相比，具有以下优点：放射性同位素热电电源采用微加工技术，使得整体体积很小(厘米尺度以下)，使用方便；且利用放射性同位素衰变发射的粒子撞击屏蔽腔表面产生热源，再通过微型热电发电器产生电能，因为放射性同位素具有衰变速度相对稳定、受外界条件影响很小、半衰期长、可靠性高以及放射能量密度比较大等优点，因而放射性同位素热电电源使用寿命长，环保，且可以置于多种特殊场合为微机电系统供电。

作为一种改进，所述的外壳体的外表面设置有肋片状散热结构，该结构的散热片可有助于微型热电发电器的外端面热量与外界环境的热交换，从而使微型热电发电器的外端面维持较低的温度。

作为一种改进，所述的塞子和孔之间还设有密封环。所述的密封环由容易变形的金属如银或铜或其他合金制成。有利于增加塞子和孔之间的密封性。

作为一种改进，所述的热源腔外套与屏蔽腔之间还涂有导热材料。所述的导热材料为导热硅脂或导热胶，进而增加整个热源的导热性能。

作为一种改进，所述的热源腔外套由上套件与下套件套接，这样不仅方便热源腔外套的生产加工，且有利于热源整体的组装。

附图说明

图1是本发明一种放射性同位素微型热电电源的结构示意图。

图2是本发明一种放射性同位素微型热电电源中微型热电发电器的结构示意图。

如图所示：

1、外壳体，2、微型热电发电器，3、屏蔽腔体，4、热源腔外套，5、塞子，6、盖板，7、密封环，8、热源腔室，9、外接导线，10、金属导流层，11、上基板，12、电偶臂，13、下基板，14、孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2所示。

本发明一种放射性同位素微型热电电源，它包括外壳体1、热源以及设置在外壳体1与热源之间的多个微型热电发电器2；所述的热源包括屏蔽腔体3，屏蔽腔体3的中心位置设置一可存放放射性同位素的热源腔室8，所述屏蔽腔体3上还开有一与热源腔室8连通的孔14，所述孔14内设置一塞子5，所述屏蔽腔体3的外表面贴合一热源腔外套4；所述微型热电发电器2的一端面与外壳体1的内表面贴合，微型热电发电器2的另一端面与热源腔外套4的外表面贴合；所述微型热电发电器2的输出导电接点连接的输出导线9设置在热电电源整体外。

所述的多个微型热电发电器2之间是串联或并联，根据所需要提供的电压来确定多个微型热电发电器2之间的连接关系。所述的微型热电发电器2可以为单级微型热电发电器，也可以为三级微型热电发电器，本实施例采用三级微型热电发电器，呈方形结构。所述的三级微型热电发电器，它包括上基板11、下基板13、引出导线9以及电偶臂12阵列，所述的电偶臂12为半导体材料，主要包括ZnSb、PbTe、Bi₂Te₃、Bi_1-xSb_x等多种合金材料，它还包括将半导体电偶臂串联起来的金属导流层10；所述的上基板11和下基板13可采用高导热绝缘材料如95％的氧化铝陶瓷或75％的氧化铝陶瓷，也可采用金属材料外镀绝缘层制成，如铜或铝或其他高导热系数的金属材料等。