熱電制冷器的可靠性
制冷片、可靠性
1 介紹：由于熱電制冷器是固態為基礎的構造，所以，一般認為熱電制冷器具有很高的可靠性。在大多數應用條件下，熱電制冷器件均可以為您提供長期無故障的服務。目前，在很多具體的實例中，熱電制冷器的持續工作時間都超過了20年，并且熱電制冷器的壽命比相關儀器的壽命都要長。然而，因為失效率與應用環境是密切相關的，實際中想要得到具體的熱電制冷器件的可靠性仍然是比較困難的。對于一些相對穩定的制冷應用條件下，在制冷器上加載的直流電源非常穩定而且基本上不會間斷，此時熱電制冷器的可靠性會非常的高。平均故障間隔時間(MTBFs)一般會超過2000,000小時，一般以這種情況下的平均故障間隔時間作為工業標準。而另一方面，在涉及到冷熱循環工作的應用條件下，平均故障間隔時間就會大大縮短，特別是當熱電制冷器在循環過程中溫度會升高到較高溫度時。
一般來說，公布熱電制冷器的可靠性數據是非常困難的，因為在實際應用中的很多應用條件和工作參數會影響到最終的結果。所以，可靠性數據只有對于與測試環境相似的應用環境來說是有效的，對其他應用情況來說并不一定適用。如制冷器安裝和焊接工藝，供電電源和溫度控制系統及相關技術，溫度控制等因素，與外部環境相結合將會極大的影響失效率，使其發生大范圍的波動。為了給用戶提供有關熱電制冷器壽命的基礎數據，并且為相關工程人員在設計優化制冷器可靠性的過程中提供幫助，我們設計了若干制冷器的可靠性試驗來獲取所需的可靠性數據。這里列出了幾種應用條件下的測試結果和數據，可以為在相似的條件下使用制冷器的最終消費者提供幫助。為用戶提供這些數據時，要根據不同的應用環境和用戶需求進行選擇。
對熱電制冷器安裝過程的一些大體要求，可以在本手冊的第六部分找到。為了盡量減少錯誤的安裝過程會對制冷器可靠性帶來影響，所有制冷器的安裝過程必須遵守手冊上提到的要求。在安裝過程中影響制冷器可靠性的因素主要有以下幾點：
a) 熱電制冷器在壓力條件下具有很高的機械強度，但是其剪切強度相對來說比較低。因此，一般不可以將熱電制冷器設計在承載主要支撐的機械結構體系中。此外，在可能會涉及到振動和沖擊的應用條件下，熱電制冷器最好是在安裝時保持適當的壓力，也就是使用螺釘夾緊的方法。對于熱點制冷器來說，只要使用適當的安裝方法，就可以成功的應對如飛機，軍事或相似環境下出現的振動或沖擊環境。
b) 盡管熱電制冷器的最大建議壓力載荷是每平方厘米15千克 (每平方英寸200磅)，但是在測試過程中，大多數制冷器都可以承受超過每平方厘米15千克(每平方英寸200磅)的壓力載荷而不造成失效。最重要的是需要保證制冷器的安裝方法是選用螺釘夾緊固定的方法，并且安裝過程中保持了適當的壓力，這樣制冷器不會在很小的側向力下就容易松動進而引起移動。如果在同一個制冷器中需要固定若干對溫差電偶對的話，松動的部件將引起很大的麻煩。這種情況下，如果安裝過程中，夾具的壓力不夠，就可能引起制冷性能的降低甚至制冷器的提前失效。如果使用多級制冷器陣列式安裝，建議使用高度公差為±0.025 mm的制冷器。在任何情況下，必須保證夾具壓力的均勻施加，并且要求表面必須平整(具體安裝指導請參見第六部分)。
