半導體制冷系統設計及其在C型臂X線機中的應用

徐可偉，周龍甫，鄭 偉，張超群

0 引言

C型臂X線機在臨床使用中越來越廣泛，如骨科手術、心臟介入等，其具有操作方便、體積小、能夠及時有效地為危重患者進行實地攝片等優點，在現代放射診斷中發揮著重要的作用[1]。隨著醫療技術的不斷進步，C型臂X線機使用日趨頻繁，如何提高機器的使用效率、延長其使用壽命，成為目前引人關注的問題。為此，我們設計了一套半導體制冷系統，將其安裝在C型臂X線機球管的兩端，使球管側溫度降低，解決其散熱問題，既可以提高使用效率，同時也可以延長球管的使用壽命。

1 半導體制冷系統的設計

針對C型臂X線機的操作環境特點以及其結構，設計一個較實用的半導體制冷系統。在不影響臨床使用及方便操作的原則下，結合C型臂X線機和球管的結構，設計方案為：該系統主要包括半導體元件、散熱片、散熱風扇、溫控裝置。首先在球管的兩側分別安裝與其大小相適的半導體元件，根據球管尺寸選擇盡可能大的接觸面積，使其與球管緊貼在一起，這樣能夠有較大的熱傳遞面積。然后，在半導體元件外安裝與之相適的散熱片，以使外表面的熱量很好地散發出來，最后，在散熱片上安裝散熱風扇，提高散熱片的熱傳遞效率。另外，在球管上安裝一個溫控裝置，通過溫控裝置實時監測其溫度，并控制半導體制冷元件工作[2]。

1.1 半導體制冷系統的工作原理

半導體制冷系統主要利用半導體PN結工作時產生的珀爾貼效應，即由N、P型材料組成一對熱電偶，當熱電偶通入直流電流后，因直流電通入的方向不同，將在電偶結點處產生吸熱和放熱現象[3]。……