一種致冷芯片式熱管性能測試設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于：包括：設置于操作臺（1）上的加熱裝置（2）、冷卻裝置（3）和控制裝置（4），所述冷卻裝置（3）外接至少兩個制冷機（5），所述冷卻裝置（3）包括用于與所述制冷機（5）相連通的冷板（6）、致冷芯片（7）和用于放置待測熱管冷卻端的冷卻銅塊（8），所述致冷芯片（7）設置于所述冷卻銅塊（8）和冷板（6）之間。本實用新型提供的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，具有控溫精度高、測試效率高、節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，適合廣泛推廣應用。
【專利說明】一種致冷芯片式熱管性能測試設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種致冷芯片式熱管性能測試設備，尤其涉及一種適用于電腦散熱、LED散熱、半導體散熱等領域應用的銅水熱管的性能測試設備，該性能測試設備可用于生產線，也可用于實驗室。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，大功率、大尺寸、高熱流密度的電子元器件越來越多，發(fā)熱功耗越來越大，散熱問題成為制約其進一步發(fā)展的重要因素之一。熱管是一種有效的導熱元器件，近年來已經(jīng)大量應用于筆記本電腦、臺式機、LED、IGBT等領域的散熱。熱管的制作工藝比較復雜，影響熱管性能的制造參數(shù)很多，為了保證每支生產的熱管性能都能滿足使用要求，熱管在生產完成后都要進行性能測試。而傳統(tǒng)的熱管性能測試設備僅靠制冷機通過冷板給熱管制冷，每臺設備均配有一臺制冷機，這樣的配置存在以下問題:一是直接用制冷機制冷時冷卻速度較慢，生產效率不高；二是當使用多臺測試設備時需要的制冷機也較多，因制冷機制冷時需要發(fā)熱，因此測試車間環(huán)境溫度較高，環(huán)境惡劣，需要額外增加空調來保持測試車間的溫度，耗能較多；三是傳統(tǒng)的熱管性能測試機只有冷板+冷卻水的冷卻方式，冷板的溫度波動較大，導致測試的一致性較差；四是傳統(tǒng)的冷卻方式冷卻效果差，熱管達到平衡狀態(tài)的時間長，故測試時間長；五是傳統(tǒng)的熱管性能測試機單純采用冷卻水槽制冷的方式，冷卻水槽長期處于工作狀態(tài)，水溫逐漸升高，因此故障率較高。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種采用新的冷卻方式(即致冷芯片+冷板+冷卻水的冷卻方式)來冷卻熱管，冷板溫度始終保持在設定溫度，控溫精度高，使測試結果的一致性和穩(wěn)定性均較高的熱管性能測試設備；進一步地，本實用新型能夠快速使熱管達到平衡狀態(tài)，有效節(jié)約測試時間，以提高生產測試效率；更進一步地，本實用新型的制冷機可外掛于室外，使制冷機的工作產生的熱量直接排走，不影響測試環(huán)境溫度，也無需外加空調來維持室內的測試環(huán)境溫度,大大降低了熱管測試的測試成本；本實用新型也可以多組性能測試設備共用一臺制冷機，這種配置大大降低了制冷機的使用數(shù)量，也能夠減少制冷機的散熱，使測試環(huán)境更加舒適，也延長了本實用新型的使用壽命，并且成本大幅降低，還可以節(jié)約能源；更進一步地，本實用新型采用兩級制冷的方式，在冷板上采用制冷芯片制冷、在室外采用雙組制冷機制冷，制冷機配置雙臺循環(huán)水泵，極大地提高了本實用新型使用的可靠性。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0005]一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:包括:設置于操作臺上的加熱裝置、冷卻裝置和控制裝置，所述冷卻裝置外接至少兩個制冷機，所述冷卻裝置包括用于與所述制冷機相連通的冷板、致冷芯片和用于放置待測熱管冷卻端的冷卻銅塊，所述致冷芯片設置于所述冷卻銅塊和冷板之間。
[0006]所述冷板是一個內循環(huán)結構，設有進液口和出液口，所述冷板和制冷機內填充冷卻循環(huán)液體。
[0007]所述冷卻循環(huán)液體包括水、酒精或冷卻液。
[0008]所述致冷芯片為一種利用珀爾帖效應制成的陶瓷芯片，所述制冷芯片的下表面與所述冷板之間用導熱硅脂或導熱墊片填充，所述致冷芯片的上表面與所述冷卻銅塊的下表面之間用導熱硅脂或導熱墊片填充，所述冷卻銅塊的上表面加工有和待測熱管相適應的形狀來放置所述待測熱管，所述冷卻銅塊內部安裝有第二加熱器，所述第二加熱器與所述冷卻銅塊的接觸面均涂布有導熱硅脂，所述冷卻銅塊的上表面固定有第二熱電偶的測溫線；所述制冷芯片的下表面為致熱面，所述致冷芯片的上表面為致冷面。
[0009]陶瓷芯片其特點在于，給該致冷芯片通以相應的電量后，其一面溫度迅速下降，而另一面溫度升高。
[0010]所述加熱裝置包括用于放置待測熱管加熱端的加熱銅塊、設置于所述加熱銅塊內部的第一加熱器、電源供應器和功率表，所述電源供應器通過導線與所述功率表和第一加熱器相連；所述第一加熱器與所述加熱銅塊的接觸面均涂布有導熱硅脂，所述加熱銅塊上表面加工有和待測熱管相適應的形狀來放置所述待測熱管，所述加熱銅塊上表面固定有第一熱電偶的測溫線。
[0011]所述加熱裝置的個數(shù)為至少I個。
[0012]所述第二加熱器通過導線與電源供應器相連，所述第二加熱器還通過導線與另一功率表相連。
[0013]所述控制裝置包括熱電偶、溫控器、數(shù)據(jù)采集器和工作電腦，所述熱電偶包括布置于所述加熱銅塊上的所述第一熱電偶、布置于所述冷卻銅塊上的所述第二熱電偶和布置于所述待測熱管上的第三熱電偶；所述溫控器包括與所述第一熱電偶相連的第一溫控器和與所述第二熱電偶相連的第二溫控器，所述第一熱電偶與所述第一溫控器相連，再與所述工作電腦相連；所述第二熱電偶與所述第二溫控器相連，再與所述工作電腦相連；所述第三熱電偶與所述數(shù)據(jù)采集器相連，再與所述工作電腦相連。
[0014]所述操作臺包括支架、設置于所述支架上的可翻轉工作臺、通過磁力固定于所述可翻轉工作臺上的若干磁性表座，所述加熱裝置和冷卻裝置均活動地設置于所述磁性表座上，所述加熱銅塊和冷卻銅塊的上方均設置有壓塊，所述壓塊的上表面與垂直向設置的氣缸相連，用于調節(jié)所述加熱裝置和冷卻裝置的高度的高度調節(jié)器均固定在所述磁性表座上且分別與所述加熱裝置和冷卻裝置相連，所述壓塊活動地設置于所述磁性表座上，用于控制所述氣缸升降的操作按鈕設置于所述支架上；所述支架上還固定有所述溫控器、工作電腦和功率表。
[0015]所述可翻轉工作臺的翻轉角度為O?90°。
[0016]所述制冷機包括壓縮式制冷機或冷卻塔，至少兩個所述制冷機均配備循環(huán)水泵，所述制冷機布置于室內或室外。
[0017]所述操作臺上設置若干組所述加熱裝置、冷卻裝置和控制裝置，若干組所述加熱裝置、冷卻裝置和控制裝置組成一臺多工位致冷芯片式熱管性能測試設備，所述多工位致冷芯片式熱管性能測試設備與一個所述制冷機相連，所述加熱裝置、冷卻裝置和控制裝置的組數(shù)為至少6組。
[0018]本實用新型的測試流程如下:
[0019]I)調節(jié)加熱裝置:通過電源供應器調節(jié)加熱功率，功率大小在功率表上顯示，通過第一加熱器加熱加熱銅塊；
[0020]2)設定冷卻銅塊溫度:設定的溫度使待測熱管保持在一定溫度范圍；
[0021 ] 3 )設定制冷機循環(huán)流量及溫度；
[0022]4)在待測熱管上涂抹導熱硅脂，將待測熱管放在本實用新型上(待測熱管加熱端放在加熱銅塊上，待測熱管冷卻端放在冷卻銅塊上)，按下測試按鈕開始測試；
[0023]5)數(shù)據(jù)采集器自動采集第三熱電偶的溫度，并進行分析，溫控表會自動采集加熱銅塊和冷卻銅塊的溫度，超過設定溫度時會停止加熱；
[0024]6)設定的測試時間到達時，停止測試，工作電腦顯示待測熱管的測試結果。
[0025]本實用新型提供的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，致冷芯片的加入，使本實用新型采用致冷芯片+冷板+冷卻水的冷卻方式，冷板溫度始終保持在設定溫度，冷板的溫度波動較小，測試結果的一致性和穩(wěn)定性均較高；并且致冷芯片致冷速度快，待測熱管可以快速達到平衡，測試時間短，與傳統(tǒng)的熱管性能測試機相比較，本實用新型的測試時間可以節(jié)約20%以上；制冷機可設置于室外的設計，使測試冷卻的熱量不會直接排到車間內，可以有效提高車間環(huán)境的舒適度，無需在測試室內增開制冷空調以維持需要的測試環(huán)境溫度，節(jié)約了配置空調的費用和空調開啟所需的電費，節(jié)約了成本和能源，同時本實用新型的壽命也得到了很大提高；本實用新型還采用兩級制冷的方式，在冷板上采用致冷芯片制冷、在室外采用雙組制冷機制冷，制冷機配置雙臺循環(huán)水泵，極大地提高了本實用新型使用的可靠性。本實用新型提供的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，具有控溫精度高、測試效率高、節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，適合廣泛推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0027]圖2為圖1中A部分的放大圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0029]如圖1-2所示，一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:包括:設置于操作臺I上的加熱裝置2、冷卻裝置3和控制裝置4，所述冷卻裝置3外接兩個制冷機5，所述冷卻裝置3包括用于與所述制冷機5相連通的冷板6、致冷芯片7和用于放置待測熱管冷卻端的冷卻銅塊8，所述致冷芯片7設置于所述冷卻銅塊8和冷板6之間。
[0030]所述冷板6是一個內循環(huán)結構，設有進液口和出液口，所述冷板6和制冷機5內填充冷卻循環(huán)液體。
[0031]所述冷卻循環(huán)液體包括水、酒精或冷卻液。
[0032]所述致冷芯片7為一種利用珀爾帖效應制成的陶瓷芯片，所述制冷芯片7的下表面與所述冷板6之間用導熱硅脂或導熱墊片填充，所述致冷芯片7的上表面與所述冷卻銅塊8的下表面之間用導熱硅脂或導熱墊片填充，所述冷卻銅塊8的上表面加工有和待測熱管相適應的形狀來放置所述待測熱管，所述冷卻銅塊8內部安裝有第二加熱器，所述第二加熱器與所述冷卻銅塊8的接觸面均涂布有導熱硅脂，所述冷卻銅塊8的上表面固定有第二熱電偶的測溫線；所述制冷芯片7的下表面為致熱面，所述致冷芯片7的上表面為致冷面。
[0033]所述加熱裝置2包括用于放置待測熱管加熱端的加熱銅塊9、設置于所述加熱銅塊9內部的第一加熱器、電源供應器和功率表10，所述電源供應器通過導線與所述功率表10和第一加熱器相連；所述第一加熱器與所述加熱銅塊9的接觸面均涂布有導熱硅脂，所述加熱銅塊9上表面加工有和待測熱管相適應的形狀來放置所述待測熱管，所述加熱銅塊9上表面固定有第一熱電偶的測溫線。
[0034]所述控制裝置4包括熱電偶、溫控器11、數(shù)據(jù)采集器和工作電腦12，所述熱電偶包括布置于所述加熱銅塊9上的所述第一熱電偶、布置于所述冷卻銅塊8上的所述第二熱電偶和布置于所述待測熱管上的第三熱電偶；所述溫控器11包括與所述第一熱電偶相連的第一溫控器和與所述第二熱電偶相連的第二溫控器，所述第一熱電偶與所述第一溫控器相連，再與所述工作電腦12相連；所述第二熱電偶與所述第二溫控器相連，再與所述工作電腦12相連；所述第三熱電偶與所述數(shù)據(jù)采集器相連，再與所述工作電腦12相連。
[0035]所述操作臺I包括支架13、設置于所述支架13上的可翻轉工作臺14、通過磁力固定于所述可翻轉工作臺14上的若干磁性表座15，所述加熱裝置2和冷卻裝置3均活動地設置于所述磁性表座15上，所述加熱銅塊9和冷卻銅塊8的上方均設置有壓塊16，所述壓塊16的上表面與垂直向設置的氣缸17相連，用于調節(jié)所述加熱裝置2和冷卻裝置3的高度的高度調節(jié)器18均固定在所述磁性表座15上且分別與所述加熱裝置2和冷卻裝置3相連，所述壓塊16活動地設置于所述磁性表座15上，用于控制所述氣缸17升降的操作按鈕19設置于所述支架13上；所述支架13上還固定有所述溫控器11、工作電腦12和功率表10。
[0036]所述可翻轉工作臺14的翻轉角度為O?90°。
[0037]所述制冷機5包括壓縮式制冷機或冷卻塔，兩個所述制冷機5均配備循環(huán)水泵，所述制冷機5布置于室內或室外。
[0038]所述操作臺I上設置若干組所述加熱裝置2、冷卻裝置3和控制裝置4，若干組所述加熱裝置2、冷卻裝置3和控制裝置4組成一臺多工位致冷芯片式熱管性能測試設備，所述多工位致冷芯片式熱管性能測試設備與一個所述制冷機5相連，所述加熱裝置2、冷卻裝置3和控制裝置4的組數(shù)為6組。
[0039]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:包括:設置于操作臺(I)上的加熱裝置(2)、冷卻裝置(3)和控制裝置(4)，所述冷卻裝置(3)外接至少兩個制冷機(5)，所述冷卻裝置(3)包括用于與所述制冷機(5)相連通的冷板(6)、致冷芯片(7)和用于放置待測熱管冷卻端的冷卻銅塊(8)，所述致冷芯片(7)設置于所述冷卻銅塊(8)和冷板(6)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述冷板(6)是一個內循環(huán)結構，設有進液口和出液口，所述冷板(6)和制冷機(5)內填充冷卻循環(huán)液體。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述冷卻循環(huán)液體包括水、酒精或冷卻液。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述致冷芯片(7)為一種利用珀爾帖效應制成的陶瓷芯片，所述制冷芯片(7)的下表面與所述冷板(6)之間用導熱硅脂或導熱墊片填充，所述致冷芯片(7)的上表面與所述冷卻銅塊(8)的下表面之間用導熱硅脂或導熱墊片填充，所述冷卻銅塊(8)的上表面加工有和待測熱管相適應的形狀來放置所述待測熱管，所述冷卻銅塊(8)內部安裝有第二加熱器，所述第二加熱器與所述冷卻銅塊(8)的接觸面均涂布有導熱硅脂，所述冷卻銅塊(8)的上表面固定有第二熱電偶的測溫線；所述制冷芯片(7)的下表面為致熱面，所述致冷芯片(7)的上表面為致冷面。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述加熱裝置(2)包括用于放置待測熱管加熱端的加熱銅塊(9)、設置于所述加熱銅塊(9)內部的第一加熱器、電源供應器和功率表(10)，所述電源供應器通過導線與所述功率表(10)和第一加熱器相連；所述第一加熱器與所述加熱銅塊(9)的接觸面均涂布有導熱硅脂，所述加熱銅塊(9)上表面加工有和待測熱管相適應的形狀來放置所述待測熱管，所述加熱銅塊(9)上表面固定有第一熱電偶的測溫線。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述控制裝置(4)包括熱電偶、溫控器(11)、數(shù)據(jù)采集器和工作電腦(12)，所述熱電偶包括布置于所述加熱銅塊(9)上的所述第一熱電偶、布置于所述冷卻銅塊(8)上的第二熱電偶和布置于所述待測熱管上的第三熱電偶；所述溫控器(11)包括與所述第一熱電偶相連的第一溫控器和與所述第二熱電偶相連的第二溫控器，所述第一熱電偶與所述第一溫控器相連，再與所述工作電腦(12)相連；所述第二熱電偶與所述第二溫控器相連，再與所述工作電腦(12)相連；所述第三熱電偶與所述數(shù)據(jù)采集器相連，再與所述工作電腦(12)相連。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述操作臺(I)包括支架(13)、設置于所述支架(13)上的可翻轉工作臺(14)、通過磁力固定于所述可翻轉工作臺(14)上的若干磁性表座(15)，所述加熱裝置(2)和冷卻裝置(3)均活動地設置于所述磁性表座(15)上，所述加熱銅塊(9)和冷卻銅塊(8)的上方均設置有壓塊(16)，所述壓塊(16)的上表面與垂直向設置的氣缸(17)相連，用于調節(jié)所述加熱裝置(2)和冷卻裝置(3 )的高度的高度調節(jié)器(18 )均固定在所述磁性表座(15 )上且分別與所述加熱裝置(2 )和冷卻裝置(3)相連，所述壓塊(16)活動地設置于所述磁性表座(15)上，用于控制所述氣缸(17)升降的操作按鈕(19)設置于所述支架(13)上；所述支架(13)上還固定有所述溫控器(11)、工作電腦(12)和功率表(10)。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述可翻轉工作臺(14)的翻轉角度為O?90°。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述制冷機(5)包括壓縮式制冷機或冷卻塔，至少兩個所述制冷機(5)均配備循環(huán)水泵，所述制冷機(5)布置于室內或室外。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種致冷芯片式熱管性能測試設備，其特征在于:所述操作臺(I)上設置若干組所述加熱裝置(2 )、冷卻裝置(3 )和控制裝置(4 )，若干組所述加熱裝置(2)、冷卻裝置(3)和控制裝置(4)組成一臺多工位致冷芯片式熱管性能測試設備，所述多工位致冷芯片式熱管性能測試設備與一個所述制冷機(5)相連，所述加熱裝置(2)、冷卻裝置(3)和控制裝置(4)的組數(shù)為至少6組。
【文檔編號】G01M99/00GK204177595SQ201420678074
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】蔡少輝, 劉建平 申請人:昆山海益博散熱器有限公司