專利名稱：測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的技術(shù)方案涉及一般的物理裝置，具體地說是測試涂料散熱節(jié)能效率的 評價裝置。
背景技術(shù)：
散熱涂料作為一種新型涂料，提高了散熱設(shè)備的散熱效率，節(jié)約了原材料和減少了 能源消耗，在節(jié)能減排中起到了重要的作用。為了準確評價散熱涂料的節(jié)能效率，需要 有一套精確的測試儀器和一套完善的理論評價體系。現(xiàn)有散熱器散熱性能的測試裝置都 是按GB/T 13754-92 "采暖散熱器散熱量測定標準"設(shè)計的。這些標準測試裝置的設(shè)計 都相當復(fù)雜，要求有圍護結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，并且體積大，運動調(diào) 節(jié)和管理復(fù)雜，造價高。CN 2537460公開了一種企業(yè)在中間試驗過程中自檢用的散熱器 熱工性能試驗臺，它主要是測量散熱器進口溫度和出口溫度的溫差，以此評價散熱器的 散熱性能。但是此專利所涉及的技術(shù)是開放式的，整個裝置與外界環(huán)境是相通的，這樣 在外界環(huán)境的影響下評價散熱器散熱性能存在很大誤差。CN 201083815 "水輪發(fā)電機定 子表面散熱系數(shù)測試模擬裝置"涉及一種水輪發(fā)電機定子表面散熱系數(shù)測試模擬裝置。 CN 101149312 "密封機柜散熱用熱交換器性能測試系統(tǒng)"涉及一種密封機柜散熱用熱 交換器性能測試系統(tǒng)，包括冷環(huán)境室、熱環(huán)境室和被測熱交換器，在熱交換器冷熱介質(zhì) 循環(huán)的出口分別設(shè)置有出風管道，其主要應(yīng)用于計算機及相關(guān)電子器件密封機柜散熱及 測試系統(tǒng)。CN 201083815 "水輪發(fā)電機定子表面散熱系數(shù)測試模擬裝置"涉及一種水輪 發(fā)電機定子表面散熱系數(shù)測試模擬裝置；CN 1896710 "散熱性能量測裝置"及CN 2938084 "散熱器性能測試機"涉及在計算機CPU散熱器測量裝置。上述專利文獻所公開的測試 裝置或系統(tǒng)都不適用于材料散熱性能的測試。通過國內(nèi)外文獻檢索，尚未見有關(guān)涂料散 熱性能及節(jié)能效率測試裝置的報道。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，該裝 置能夠相對精確地評價出被測評涂料的散熱節(jié)能效率。
本實用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝 置，包括測試主體系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)、溫度監(jiān)測分析系統(tǒng)和測試分析系統(tǒng)，測試主體系 統(tǒng)是由兩個閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構(gòu)成，每個閉式小室的大小
為(450 650) X (450 650) X (450 650) mm3，每個閉式小室的一側(cè)壁面上開有一個直徑為30mm的圓形開口，熱媒系統(tǒng)由直流穩(wěn)壓電源和電熱絲組成，溫度監(jiān)測系統(tǒng)由十六個 溫度傳感器、多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器、多路信號轉(zhuǎn)化卡構(gòu)成，測試分析系統(tǒng)是由計算機及 其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)構(gòu)成；上述各個構(gòu)成部件的安置和連接是這 樣的散熱器安放在閉式小室的中心位置，由用樹脂玻璃做成的支架支撐，分置于兩個 閉式小室中的兩個散熱器要對稱放置，電熱絲安放在散熱器中，兩端用連接導(dǎo)線穿過閉 式小室相對靠內(nèi)的一側(cè)壁面上開有的直徑為30 mm的圓形開口連到直流穩(wěn)壓電源上，在 連接處套上陶瓷管，在散熱器中裝滿石英砂并保證兩個散熱器中的石英砂的質(zhì)量相等， 十六個溫度傳感器全部分置在兩個閉式小室中，每個閉式小室中，在距離散熱器兩端各 為80mra的地方安各放一個溫度傳感器作為兩個熱源溫度傳感器，在正對熱源溫度傳感器 上方40 50mm處各放置一個溫度傳感器作為閉式小室的兩個空氣溫度傳感器，在閉式小 室兩個豎直且相互垂直壁面上，距離箱底100mm和200mm處分別各放置一個溫度傳感器 作為閉式小室的四個壁溫傳感器，多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器用連接導(dǎo)線穿過閉式小室相對靠 內(nèi)的一側(cè)壁面上開有的直徑為30 mm的圓形開口或直接分別與各個分置的溫度傳感器相 連接，計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)、多路信號轉(zhuǎn)化卡和多路溫 度電壓轉(zhuǎn)換器之間用連接導(dǎo)線連接，測試分析系統(tǒng)和溫度監(jiān)測系統(tǒng)之間由多路信號轉(zhuǎn)化 卡連接。
在上述涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中，所述閉式小室是用雙層保溫隔熱材料制成的。 在上述涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中，制成所述閉式小室所用的隔熱材料為樹脂玻
璃和聚氨酯泡沫板，其導(dǎo)熱系數(shù)《0.024W/(m' K)，其內(nèi)表面涂有由紅外輻射率》97%和
粒徑《120 u ra的炭黑制成的吸熱涂料。
在上述涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中，所述散熱器具有空腔管的結(jié)構(gòu)部分而外形不限。
在上述一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中，所述溫度傳感器采用熱電阻或熱電偶； 多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器為多路信號巡檢儀；所述多路信號轉(zhuǎn)化卡采用RS-232 RS-485C0NVERTER。
在上述一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中，所述溫度傳感器采用的熱電阻是鉑電阻 PtlO或鉑電阻PtlOO;所述溫度傳感器采用的熱電偶是銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶。
在上述一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中，所述的直流穩(wěn)壓電源的型號為DC POWER SUPPCY WYK-303。
上述一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中所涉及到的部件、元器件和計算機及其中含 帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)均是本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠制作或通過市 售得到的。
本實用新型的有益效果是
(l)本實用新型涂料散熱節(jié)能效率評價裝置，把按國家標準測試裝置所設(shè)計的體積較 大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的閉式小室，改為每個體積為(450 650) X (450 650) X (450 650) mm3的結(jié)構(gòu)簡單的有雙層保溫隔熱材料的兩個閉式小室，閉式小室用樹脂玻璃和聚氨酯泡沫板 制成，內(nèi)表面涂有吸熱涂料，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、造價低，完全滿足在實驗室及工業(yè)采 暖應(yīng)用中散熱材料散熱性能測試使用的要求，被應(yīng)用于民用和工業(yè)采暖中進行涂料散熱 節(jié)能效率的測試。
(2) 本實用新型涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中的熱媒系統(tǒng)采用電熱絲加熱，可以通過 調(diào)節(jié)電壓的大小來控制熱源溫度。
(3) 本實用新型涂料散熱節(jié)能效率評價裝置中的溫度檢測分析系統(tǒng)同時測量兩個閉 式小室中散熱器的溫度，閉式小室的壁面溫度和閉式小室的空氣溫度，利用測試分析系 統(tǒng)，通過曲線直接顯示給出涂料的散熱量和節(jié)能率大小，進而對其散熱性能作出評價。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但本實用新型權(quán)利要求保護的范圍 并不限于下述附圖和實施例。


圖1本實用新型一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置的整體構(gòu)成示意圖。 圖2本實用新型一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置的閉式小室的透視圖。 圖3本實用新型一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置的測試分析評價運行流程圖。 圖中l(wèi).閉式小室，2.電熱絲，3.散熱器，4.支架，5.溫度傳感器，6.直流穩(wěn)壓電源， 7.多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器，8.多路信號轉(zhuǎn)化卡，9.計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分 析的軟件系統(tǒng)，10.閉式小室相對靠內(nèi)的一側(cè)壁面上開的圓形開口。
具體實施方式
從圖l所示實施例中可見，本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置的構(gòu)成 包括兩個閉式小室(l)，兩個電熱絲(2)，兩個散熱器(3)，兩個支架(4)，十六個溫度 傳感器(5),直流穩(wěn)壓電源(6)，多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器(7)，多路信號轉(zhuǎn)化卡(8)，計 算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)(9)，兩個閉式小室的相對靠內(nèi)的一 側(cè)壁面上開的圓形開口 (10)。
圖l所示的實施例顯示，散熱器(3)安放在閉式小室(1)的中心位置，由用樹脂 玻璃做成的支架(4)支撐，'分置于兩個閉式小室(1)中的兩個散熱器(3)要對稱放置， 電熱絲(2)安放在散熱器(3)的空腔管中，兩端用連接導(dǎo)線穿過閉式小室(1)的相對 靠內(nèi)的一側(cè)壁面上開的圓形開口 (10)連到直流穩(wěn)壓電源(6)上，在連接處套上陶瓷管， 在散熱器(3)的空腔管中裝滿石英砂并保證兩個散熱器(3)的空腔管中的石英砂的質(zhì) 量相等，十六個溫度傳感器(5)全部分置在兩個閉式小室(1)中，每個閉式小室(1) 中，在散熱器(3)上面兩端等距離的地方安各放一個溫度傳感器(5)作為兩個熱源溫 度傳感器(5)，在正對兩個熱源溫度傳感器(5)上方各放置一個溫度傳感器(5)作為 閉式小室(1)的兩個空氣溫度傳感器(5),在閉式小室(1)兩個豎直且相互垂直壁面 上，距離箱底不同高度處分別各放置一個溫度傳感器(5)作為閉式小室(1)的四個壁溫傳感器(5)，多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器(7)用連接導(dǎo)線穿過閉式小室(1)的相對靠內(nèi)的 一側(cè)壁面上開有的圓形開口 (10)或直接分別與各個分置的溫度傳感器(5)相連接，計 算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)(9)、多路信號轉(zhuǎn)化卡(8)和多路溫 度電壓轉(zhuǎn)換器(7)之間用連接導(dǎo)線連接，測試分析系統(tǒng)和溫度監(jiān)測系統(tǒng)之間由多路信號 轉(zhuǎn)化卡(8)連接。
在圖1所示的實施例中，兩個閉式小室(1)和分別放置在兩個閉式小室(1)中的 散熱器(3)構(gòu)成測試主體系統(tǒng)；電熱絲(2)和直流穩(wěn)壓電源(6)構(gòu)成熱媒系統(tǒng)；十六 個溫度傳感器(5)、多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器(7)和多路信號轉(zhuǎn)化卡(8)構(gòu)成溫度監(jiān)測分 析系統(tǒng)，其中四個熱源溫度傳感器(5)分別測量兩個散熱器(3)的溫度，四個空氣溫 度傳感器(5)分別測量兩個閉式小室(1)的空氣溫度，八個壁溫傳感器(5)分別測量 兩個閉式小室(1)的壁面溫度；計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)(9) 構(gòu)成測試分析系統(tǒng)。
用圖1所示的本實施例的一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置來測試涂料散熱節(jié)能率的 過程是這樣的開通電源，將直流穩(wěn)壓電源(6)的電壓一般調(diào)到IOV，電熱絲(2)通 電后產(chǎn)生熱量，通過石英砂傳給散熱器(3)使其溫度上升，散熱器(3)的熱量再以對 流和輻射的形式傳給閉式小室(1)的空氣和閉式小室(1)的壁面，調(diào)節(jié)兩個閉式小室 (1)的初始溫度至一致，關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源(6),同時打開由十六個溫度傳感器(5)、 多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器(7)和多路信號轉(zhuǎn)化卡(8)構(gòu)成的溫度監(jiān)測分析系統(tǒng)和計算機及 其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)(9)構(gòu)成的測試分析系統(tǒng)，記錄10分鐘的 空白數(shù)據(jù)后，再打開直流穩(wěn)壓電源(6)，測試時間為120分鐘，由測試分析系統(tǒng)直接觀 察到散熱器(3)的散熱量和相對涂料的散熱量和節(jié)能率大小。
圖2進一步顯示了位于圖1所示的本實施例的一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置左面 的一個閉式小室(1)的透視圖。圖2中標明閉式小室(1)的大小為(450 650) X (450 650) X (450 650) mm3，該閉式小室(1)靠相對內(nèi)部的一側(cè)壁面即圖2中右側(cè)壁面上開 有一個直徑為30mra的圓形開口 (10),管狀散熱器(3)安放在閉式小室(1)的中心位 置，由用樹脂玻璃做成的支架(4)支撐，在距離管狀散熱器(3)兩端各為80mm的地方 各安放有一個溫度傳感器(5)作為兩個熱源溫度傳感器(5),用于測量散熱器(3)的 溫度；在正對兩個熱源溫度傳感器(5)上方40 50mm處各放置有一個溫度傳感器(5) 作為閉式小室(1)的兩個空氣溫度傳感器，在閉式小室(1)靠相對外部的一側(cè)壁面即 圖2中的左側(cè)壁面上和其后側(cè)的一側(cè)壁面即圖2中的后側(cè)壁面上，距離箱底100mm和 200mm處分別各放置一個溫度傳感器作為閉式小室(1)的四個壁溫傳感器(5)，在該閉 式小室(1)中共放置有八個溫度傳感器(5)。圖1所示的本實施例的一種涂料散熱節(jié)能 效率評價裝置的右面的一個閉式小室(1)與圖2所示的位于圖1所示的本實施例的一種 涂料散熱節(jié)能效率評價裝置左面的一個閉式小室(1)是鏡像對稱的。
在圖1和圖2所示的本實施例中，閉式小室(1)用絕熱材料樹脂玻璃和聚氨酯泡沫 板制成，內(nèi)表面涂有紅外輻射率》97y。和粒徑《120iira的炭黑制成的吸熱涂料，每個閉
7式小室(l)的靠相對內(nèi)部的一側(cè)壁面上開有一個直徑為30mra的圓形開口 (10);散熱器 (3)的外形是管狀的；該整個裝置中總共有十六個溫度傳感器(5)，其分布是每個閉 式小室(1)中，在距離散熱器(3)兩端各為80咖的地方各安放一個溫度傳感器(5) 作為兩個熱源溫度傳感器(5)，用于測量散熱器(3)的溫度；在正對熱源溫度傳感器上 方40 50mm處各放置一個溫度傳感器(5)作為閉式小室(1)的兩個空氣溫度傳感器(5)， 用于測量閉式小室(1)的空氣溫度，在閉式小室(1)相對靠外的一側(cè)壁面上和靠后的 一側(cè)壁面上，距離箱底lOOmm和200咖處分別放置一個溫度傳感器(5)作為閉式小室(1) 的四個壁溫傳感器(5)，用于測量閉式小室(1)的壁面溫度；電熱絲(2)為市售的電 阻為6歐姆的普通電熱絲；支架(4)用樹脂玻璃做成；溫度傳感器(5)均采用鉑電阻 PUO、鉬電阻PtlOO熱電阻、銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶；直流穩(wěn)壓電源(6)為 DC POWER SUPPCY WYK-303;多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器(7)為多路信號巡檢儀；多路信號轉(zhuǎn) 化卡(8)為RS-232 RS-485CONVERTER;計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟 件系統(tǒng)(9)為公知產(chǎn)品。
圖3為本實用新型一種涂料散熱節(jié)能效率評價裝置的測試分析評價運行流程圖。它 表明本裝置的測試分析評價運行程序為
第一步，打開電源，啟動計算機進入試驗程序，選擇以下試驗操作-
1) 實驗信息的輸入輸入實驗信息的參數(shù)；
2) 數(shù)據(jù)采集調(diào)用采集程序?qū)λ鶞y數(shù)據(jù)進行采集；
3) 數(shù)據(jù)分析調(diào)用分析函數(shù)對所采集的數(shù)據(jù)進行分析；
4) 分析顯示分析后的結(jié)果在屏面上以曲線形式顯示出來； 第二步，重新選擇試驗操作，或退出試驗操作。
權(quán)利要求1.測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于包括有測試主體系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)、溫度監(jiān)測分析系統(tǒng)和測試分析系統(tǒng)，測試主體系統(tǒng)是由兩個閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構(gòu)成，每個閉式小室的大小為(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，每個閉式小室的一側(cè)壁面上開有一個直徑為30mm的圓形開口，熱媒系統(tǒng)由直流穩(wěn)壓電源和電熱絲組成，溫度監(jiān)測系統(tǒng)由十六個溫度傳感器、多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器、多路信號轉(zhuǎn)化卡構(gòu)成，測試分析系統(tǒng)是由計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)構(gòu)成；上述各個構(gòu)成部件的安置和連接是這樣的散熱器安放在閉式小室的中心位置，由用樹脂玻璃做成的支架支撐，分置于兩個閉式小室中的兩個散熱器要對稱放置，電熱絲安放在散熱器中，兩端用連接導(dǎo)線穿過閉式小室相對靠內(nèi)的一側(cè)壁面上開有的直徑為30mm的圓形開口連到直流穩(wěn)壓電源上，在連接處套上陶瓷管，在散熱器中裝滿石英砂并保證兩個散熱器中的石英砂的質(zhì)量相等，十六個溫度傳感器全部分置在兩個閉式小室中，每個閉式小室中，在距離散熱器兩端各為80mm的地方安各放一個溫度傳感器作為兩個熱源溫度傳感器，在正對熱源溫度傳感器上方40～50mm處各放置一個溫度傳感器作為閉式小室的兩個空氣溫度傳感器，在閉式小室兩個豎直且相互垂直壁面上，距離箱底100mm和200mm處分別各放置一個溫度傳感器作為閉式小室的四個壁溫傳感器，多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器用連接導(dǎo)線穿過閉式小室相對靠內(nèi)的一側(cè)壁面上開有的直徑為30mm的圓形開口或直接分別與各個分置的溫度傳感器相連接，計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)、多路信號轉(zhuǎn)化卡和多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器之間用連接導(dǎo)線連接，測試分析系統(tǒng)和溫度監(jiān)測系統(tǒng)之間由多路信號轉(zhuǎn)化卡連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于所述閉 式小室是用雙層保溫隔熱材料制成的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于制成所 述閉式小室所用的隔熱材料為樹脂玻璃和聚氨酯泡沫板，其導(dǎo)熱系數(shù)《0. 024W/(ra*K)， 其內(nèi)表面涂有由紅外輻射率》97y。和粒徑《120um的炭黑制成的吸熱涂料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于所述散 熱器具有空腔管的結(jié)構(gòu)部分而外形不限。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于所述溫度傳感器采用熱電阻或熱電偶；多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器為多路信號巡檢儀；所述多路信號 轉(zhuǎn)化卡采用RS-232 RS-485CONVERTER。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于所述溫 度傳感器采用的熱電阻是鉑電阻PtlO或鉑電阻Ptl00;所述溫度傳感器采用的熱電偶是 銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，其特征在于所述的直流穩(wěn)壓電源的型號為DC POWER SUPPCY WYK-303。
專利摘要本實用新型測試涂料散熱節(jié)能效率的評價裝置，涉及一般的物理裝置技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括有測試主體系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)、溫度監(jiān)測分析系統(tǒng)和測試分析系統(tǒng)，測試主體系統(tǒng)是由兩個閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構(gòu)成，每個閉式小室的大小為(450～650)×(450～650)×(450～650)mm³，每個閉式小室的一側(cè)壁面上開有一個直徑為30mm的圓形開口，熱媒系統(tǒng)由直流穩(wěn)壓電源和電熱絲組成，溫度監(jiān)測系統(tǒng)由十六個溫度傳感器、多路溫度電壓轉(zhuǎn)換器、多路信號轉(zhuǎn)化卡構(gòu)成，測試分析系統(tǒng)是由計算機及其中含帶的支持測量和數(shù)據(jù)分析的軟件系統(tǒng)構(gòu)成，應(yīng)用該裝置能夠相對精確地評價出被測評涂料的散熱節(jié)能效率。
文檔編號G01N25/20GK201434852SQ200920097009
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者張東明, 張雪芳, 梁金生, 王彥清, 董存立, 剛 薛, 馬曉楠 申請人:河北工業(yè)大學(xué)