第四章 實體微波輻射計量測
4.3 量測分析
如下圖 4.24，藍色曲線為冷溫雜訊源用水校正的曲線，綠色曲線為冷溫雜訊 源用液態氮校正的曲線，由第一章可知，微波輻射計接收的為亮度溫度，因為液 態氮的輻射率較低，故經過功率偵測器偵測出的電壓會較低，導致與參考溫度的 壓差更大，最後量測出來的電壓會更大，所以若是用液態氮當冷溫雜訊源，會校 正出綠色曲線，故在量測其他水溫時，整體的溫度會偏高，但越接近高溫誤差越 小。
圖 4.24 校正分析
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Sample Time (sec.) ΔT (K)
圖 4.26 檢測點溫差實驗值隨時間變化之關係圖
觀察此圖 4.26 可看出實驗結果大約可分成三段之穩定溫差區間，差值分別 為 0.3、0.2 及 0.1，取圖中 ΔT=0.3 之穩定差值帶入傳導熱能計算公式可得到 Qc=10.872，此時 TEC 運作之電流 I ≈ 2.2A 端電壓 U ≈ 15.33V，利用此實驗數 據帶入 TEC 原廠提供之計算軟體可得實驗所需之 C.O.P.值。首先選取本實驗所 使用 TEC 之型號 TB-127-1.0-2.0，如下圖 4.27 所示:
圖 4.27 軟體選取實驗使用之 TEC
之後帶出此 TEC 之 U-I 曲線如下圖 4.28 所示:
U=15.33V Operating point
I=2.2A
圖 4.28 TEC 電壓電流曲線圖
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由上圖配合實驗得到 TEC 之工作電壓電流可得此晶片之工作點如圖中所示，
此點位於100% dTmax之曲線上，因此後續其餘數據之取得將以此條件為基準。
確認此工作曲線後，配合 Qc 與 TEC 冷熱面溫差之關係圖，可得到此實驗於 ΔT=0.3(銅塊檢測點之溫差)時 TEC 兩面之溫差如下圖 4.29 所示:
Qc = 10.872
dT ~ 37K
圖 4.29 TEC 熱能流量 Qc 與冷熱面溫差關係圖
由圖中可得到當 Qc=10.872 時對應到 100%dTmax 曲線之 TEC 冷熱面溫差約 37K，此結果以滿足計畫訂定之目標(>25K)。使用此溫差配合 C.O.P.與溫差之關 係圖可得到此實驗之 C.O.P.值如下圖 4.30 所示:
dT ~ 37K COP ~ 0.35
圖 4.30 TEC COP 與冷熱面溫差關係圖
由圖中可得到當 dT~37K 時對應到 100%dTmax 曲線之 TEC COP 約等於 0.35，
此數值已滿足計畫訂定之目標(C.O.P > 0.1)，再由圖中可觀察出如欲提高 C.O.P.
在相同之電功率下必須降低冷熱面溫差，而降低冷熱面溫差同等於提高熱能流量 Qc。此外 C.O.P.原始定義及計算公式為:
C. O. P. =QPc (4.1) 其中 P 為電功率，在本實驗值為 P=33.726W，Qc=10.872W，帶入上式可得到 C.O.P.
值為 0.322，此值與上述作圖方式取得的值差不多，也再度驗證本計畫使用之 TEC 運作規範滿足計畫訂定之規格。
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