一种致冷芯片式热管性能测试设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于：包括：设置于操作台（1）上的加热装置（2）、冷却装置（3）和控制装置（4），所述冷却装置（3）外接至少两个制冷机（5），所述冷却装置（3）包括用于与所述制冷机（5）相连通的冷板（6）、致冷芯片（7）和用于放置待测热管冷却端的冷却铜块（8），所述致冷芯片（7）设置于所述冷却铜块（8）和冷板（6）之间。本发明提供的一种致冷芯片式热管性能测试设备，具有控温精度高、测试效率高、节能环保、稳定性好的优点，适合广泛推广应用。
【专利说明】一种致冷芯片式热管性能测试设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种致冷芯片式热管性能测试设备，尤其涉及一种适用于电脑散热、LED散热、半导体散热等领域应用的铜水热管的性能测试设备，该性能测试设备可用于生产线，也可用于实验室。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的飞速发展，大功率、大尺寸、高热流密度的电子元器件越来越多，发热功耗越来越大，散热问题成为制约其进一步发展的重要因素之一。热管是一种有效的导热元器件，近年来已经大量应用于笔记本电脑、台式机、LED、IGBT等领域的散热。热管的制作工艺比较复杂，影响热管性能的制造参数很多，为了保证每支生产的热管性能都能满足使用要求，热管在生产完成后都要进行性能测试。而传统的热管性能测试设备仅靠制冷机通过冷板给热管制冷，每台设备均配有一台制冷机，这样的配置存在以下问题:一是直接用制冷机制冷时冷却速度较慢，生产效率不高；二是当使用多台测试设备时需要的制冷机也较多，因制冷机制冷时需要发热，因此测试车间环境温度较高，环境恶劣，需要额外增加空调来保持测试车间的温度，耗能较多；三是传统的热管性能测试机只有冷板+冷却水的冷却方式，冷板的温度波动较大，导致测试的一致性较差；四是传统的冷却方式冷却效果差，热管达到平衡状态的时间长，故测试时间长；五是传统的热管性能测试机单纯采用冷却水槽制冷的方式，冷却水槽长期处于工作状态，水温逐渐升高，因此故障率较高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用新的冷却方式(即致冷芯片+冷板+冷却水的冷却方式)来冷却热管，冷板温度始终保持在设定温度，控温精度高，使测试结果的一致性和稳定性均较高的热管性能测试设备；进一步地，本发明能够快速使热管达到平衡状态，有效节约测试时间，以提高生产测试效率；更进一步地，本发明的制冷机可外挂于室外，使制冷机的工作产生的热量直接排走，不影响测试环境温度，也无需外加空调来维持室内的测试环境温度，大大降低了热管测试的测试成本；本发明也可以多组性能测试设备共用一台制冷机，这种配置大大降低了制冷机的使用数量，也能够减少制冷机的散热，使测试环境更加舒适，也延长了本发明的使用寿命，并且成本大幅降低，还可以节约能源；更进一步地，本发明采用两级制冷的方式，在冷板上采用制冷芯片制冷、在室外采用双组制冷机制冷，制冷机配置双台循环水泵，极大地提高了本发明使用的可靠性。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:包括:设置于操作台上的加热装置、冷却装置和控制装置，所述冷却装置外接至少两个制冷机，所述冷却装置包括用于与所述制冷机相连通的冷板、致冷芯片和用于放置待测热管冷却端的冷却铜块，所述致冷芯片设置于所述冷却铜块和冷板之间。
[0005]所述冷板是一个内循环结构，设有进液口和出液口，所述冷板和制冷机内填充冷却循环液体。
[0006]所述冷却循环液体包括水、酒精或冷却液。
[0007]所述致冷芯片为一种利用珀尔帖效应制成的陶瓷芯片，所述制冷芯片的下表面与所述冷板之间用导热硅脂或导热垫片填充，所述致冷芯片的上表面与所述冷却铜块的下表面之间用导热硅脂或导热垫片填充，所述冷却铜块的上表面加工有和待测热管相适应的形状来放置所述待测热管，所述冷却铜块内部安装有第二加热器，所述第二加热器与所述冷却铜块的接触面均涂布有导热硅脂，所述冷却铜块的上表面固定有第二热电偶的测温线；所述制冷芯片的下表面为致热面，所述致冷芯片的上表面为致冷面。
[0008]陶瓷芯片其特点在于，给该致冷芯片通以相应的电量后，其一面温度迅速下降，而另一面温度升高。
[0009]所述加热装置包括用于放置待测热管加热端的加热铜块、设置于所述加热铜块内部的第一加热器、电源供应器和功率表，所述电源供应器通过导线与所述功率表和第一加热器相连；所述第一加热器与所述加热铜块的接触面均涂布有导热硅脂，所述加热铜块上表面加工有和待测热管相适应的形状来放置所述待测热管，所述加热铜块上表面固定有第一热电偶的测温线。
[0010]所述加热装置的个数为至少I个。
[0011]所述第二加热器通过导线与电源供应器相连，所述第二加热器还通过导线与另一功率表相连。
[0012]所述控制装置包括热电偶、温控器、数据采集器和工作电脑，所述热电偶包括布置于所述加热铜块上的所述第一热电偶、布置于所述冷却铜块上的所述第二热电偶和布置于所述待测热管上的第三热电偶；所述温控器包括与所述第一热电偶相连的第一温控器和与所述第二热电偶相连的第二温控器，所述第一热电偶与所述第一温控器相连，再与所述工作电脑相连；所述第二热电偶与所述第二温控器相连，再与所述工作电脑相连；所述第三热电偶与所述数据采集器相连，再与所述工作电脑相连。
[0013]所述操作台包括支架、设置于所述支架上的可翻转工作台、通过磁力固定于所述可翻转工作台上的若干磁性表座，所述加热装置和冷却装置均活动地设置于所述磁性表座上，所述加热铜块和冷却铜块的上方均设置有压块，所述压块的上表面与垂直向设置的气缸相连，用于调节所述加热装置和冷却装置的高度的高度调节器均固定在所述磁性表座上且分别与所述加热装置和冷却装置相连，所述压块活动地设置于所述磁性表座上，用于控制所述气缸升降的操作按钮设置于所述支架上；所述支架上还固定有所述温控器、工作电脑和功率表。
[0014]所述可翻转工作台的翻转角度为O?90°。
[0015]所述制冷机包括压缩式制冷机或冷却塔，至少两个所述制冷机均配备循环水泵，所述制冷机布置于室内或室外。
[0016]所述操作台上设置若干组所述加热装置、冷却装置和控制装置，若干组所述加热装置、冷却装置和控制装置组成一台多工位致冷芯片式热管性能测试设备，所述多工位致冷芯片式热管性能测试设备与一个所述制冷机相连，所述加热装置、冷却装置和控制装置的组数为至少6组。
[0017]本发明的测试流程如下: 1)调节加热装置:通过电源供应器调节加热功率，功率大小在功率表上显示，通过第一加热器加热加热铜块；
2)设定冷却铜块温度:设定的温度使待测热管保持在一定温度范围；
3)设定制冷机循环流量及温度；
4)在待测热管上涂抹导热硅脂，将待测热管放在本发明上(待测热管加热端放在加热铜块上，待测热管冷却端放在冷却铜块上)，按下测试按钮开始测试；
5)数据采集器自动采集第三热电偶的温度，并进行分析，温控表会自动采集加热铜块和冷却铜块的温度，超过设定温度时会停止加热；
6)设定的测试时间到达时，停止测试，工作电脑显示待测热管的测试结果。
[0018]本发明提供的一种致冷芯片式热管性能测试设备，致冷芯片的加入，使本发明采用致冷芯片+冷板+冷却水的冷却方式，冷板温度始终保持在设定温度，冷板的温度波动较小，测试结果的一致性和稳定性均较高；并且致冷芯片致冷速度快，待测热管可以快速达到平衡，测试时间短，与传统的热管性能测试机相比较，本发明的测试时间可以节约20%以上；制冷机可设置于室外的设计，使测试冷却的热量不会直接排到车间内，可以有效提高车间环境的舒适度，无需在测试室内增开制冷空调以维持需要的测试环境温度，节约了配置空调的费用和空调开启所需的电费，节约了成本和能源，同时本发明的寿命也得到了很大提高；本发明还采用两级制冷的方式，在冷板上采用致冷芯片制冷、在室外采用双组制冷机制冷，制冷机配置双台循环水泵，极大地提高了本发明使用的可靠性。本发明提供的一种致冷芯片式热管性能测试设备，具有控温精度高、测试效率高、节能环保、稳定性好的优点，适合广泛推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0021]如图1-2所示，一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:包括:设置于操作台I上的加热装置2、冷却装置3和控制装置4，所述冷却装置3外接两个制冷机5，所述冷却装置3包括用于与所述制冷机5相连通的冷板6、致冷芯片7和用于放置待测热管冷却端的冷却铜块8，所述致冷芯片7设置于所述冷却铜块8和冷板6之间。
[0022]所述冷板6是一个内循环结构，设有进液口和出液口，所述冷板6和制冷机5内填充冷却循环液体。
[0023]所述冷却循环液体包括水、酒精或冷却液。
[0024]所述致冷芯片7为一种利用珀尔帖效应制成的陶瓷芯片，所述制冷芯片7的下表面与所述冷板6之间用导热硅脂或导热垫片填充，所述致冷芯片7的上表面与所述冷却铜块8的下表面之间用导热硅脂或导热垫片填充，所述冷却铜块8的上表面加工有和待测热管相适应的形状来放置所述待测热管，所述冷却铜块8内部安装有第二加热器，所述第二加热器与所述冷却铜块8的接触面均涂布有导热硅脂，所述冷却铜块8的上表面固定有第二热电偶的测温线；所述制冷芯片7的下表面为致热面，所述致冷芯片7的上表面为致冷面。
[0025]所述加热装置2包括用于放置待测热管加热端的加热铜块9、设置于所述加热铜块9内部的第一加热器、电源供应器和功率表10，所述电源供应器通过导线与所述功率表10和第一加热器相连；所述第一加热器与所述加热铜块9的接触面均涂布有导热硅脂，所述加热铜块9上表面加工有和待测热管相适应的形状来放置所述待测热管，所述加热铜块9上表面固定有第一热电偶的测温线。
[0026]所述控制装置4包括热电偶、温控器11、数据采集器和工作电脑12，所述热电偶包括布置于所述加热铜块9上的所述第一热电偶、布置于所述冷却铜块8上的所述第二热电偶和布置于所述待测热管上的第三热电偶；所述温控器11包括与所述第一热电偶相连的第一温控器和与所述第二热电偶相连的第二温控器，所述第一热电偶与所述第一温控器相连，再与所述工作电脑12相连；所述第二热电偶与所述第二温控器相连，再与所述工作电脑12相连；所述第三热电偶与所述数据采集器相连，再与所述工作电脑12相连。
[0027]所述操作台I包括支架13、设置于所述支架13上的可翻转工作台14、通过磁力固定于所述可翻转工作台14上的若干磁性表座15，所述加热装置2和冷却装置3均活动地设置于所述磁性表座15上，所述加热铜块9和冷却铜块8的上方均设置有压块16，所述压块16的上表面与垂直向设置的气缸17相连，用于调节所述加热装置2和冷却装置3的高度的高度调节器18均固定在所述磁性表座15上且分别与所述加热装置2和冷却装置3相连，所述压块16活动地设置于所述磁性表座15上，用于控制所述气缸17升降的操作按钮19设置于所述支架13上；所述支架13上还固定有所述温控器11、工作电脑12和功率表10。
[0028]所述可翻转工作台14的翻转角度为O?90°。
[0029]所述制冷机5包括压缩式制冷机或冷却塔，两个所述制冷机5均配备循环水泵，所述制冷机5布置于室内或室外。
[0030]所述操作台I上设置若干组所述加热装置2、冷却装置3和控制装置4，若干组所述加热装置2、冷却装置3和控制装置4组成一台多工位致冷芯片式热管性能测试设备，所述多工位致冷芯片式热管性能测试设备与一个所述制冷机5相连，所述加热装置2、冷却装置3和控制装置4的组数为6组。
[0031]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:包括:设置于操作台(I)上的加热装置(2)、冷却装置(3)和控制装置(4)，所述冷却装置(3)外接至少两个制冷机(5)，所述冷却装置(3)包括用于与所述制冷机(5)相连通的冷板(6)、致冷芯片(7)和用于放置待测热管冷却端的冷却铜块(8)，所述致冷芯片(7)设置于所述冷却铜块(8)和冷板(6)之间。
2.根据权利要求1所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述冷板(6)是一个内循环结构，设有进液口和出液口，所述冷板(6)和制冷机(5)内填充冷却循环液体。
3.根据权利要求2所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述冷却循环液体包括水、酒精或冷却液。
4.根据权利要求1所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述致冷芯片(7)为一种利用珀尔帖效应制成的陶瓷芯片，所述制冷芯片(7)的下表面与所述冷板(6)之间用导热硅脂或导热垫片填充，所述致冷芯片(7)的上表面与所述冷却铜块(8)的下表面之间用导热硅脂或导热垫片填充，所述冷却铜块(8)的上表面加工有和待测热管相适应的形状来放置所述待测热管，所述冷却铜块(8)内部安装有第二加热器，所述第二加热器与所述冷却铜块(8)的接触面均涂布有导热硅脂，所述冷却铜块(8)的上表面固定有第二热电偶的测温线；所述制冷芯片(7)的下表面为致热面，所述致冷芯片(7)的上表面为致冷面。
5.根据权利要求1所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述加热装置(2)包括用于放置待测热管加热端的加热铜块(9)、设置于所述加热铜块(9)内部的第一加热器、电源供应器和功率表(10)，所述电源供应器通过导线与所述功率表(10)和第一加热器相连；所述第一加热器与所述加热铜块(9)的接触面均涂布有导热硅脂，所述加热铜块(9)上表面加工有和待测热管相适应的形状来放置所述待测热管，所述加热铜块(9)上表面固定有第一热电偶的测温线。
6.根据权利要求5所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述控制装置(4)包括热电偶、温控器(11)、数据采集器和工作电脑(12)，所述热电偶包括布置于所述加热铜块(9)上的所述第一热电偶、布置于所述冷却铜块(8)上的所述第二热电偶和布置于所述待测热管上的第三热电偶；所述温控器(11)包括与所述第一热电偶相连的第一温控器和与所述第二热电偶相连的第二温控器，所述第一热电偶与所述第一温控器相连，再与所述工作电脑(12)相连；所述第二热电偶与所述第二温控器相连，再与所述工作电脑(12)相连；所述第三热电偶与所述数据采集器相连，再与所述工作电脑(12)相连。
7.根据权利要求6所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述操作台(I)包括支架(13)、设置于所述支架(13)上的可翻转工作台(14)、通过磁力固定于所述可翻转工作台(14)上的若干磁性表座(15)，所述加热装置(2)和冷却装置(3)均活动地设置于所述磁性表座(15)上，所述加热铜块(9)和冷却铜块(8)的上方均设置有压块(16)，所述压块(16)的上表面与垂直向设置的气缸(17)相连，用于调节所述加热装置(2)和冷却装置(3 )的高度的高度调节器(18 )均固定在所述磁性表座(15 )上且分别与所述加热装置(2 )和冷却装置(3)相连，所述压块(16)活动地设置于所述磁性表座(15)上，用于控制所述气缸(17)升降的操作按钮(19)设置于所述支架(13)上；所述支架(13)上还固定有所述温控器(11)、工作电脑(12)和功率表(10)。
8.根据权利要求7所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述可翻转工作台(14)的翻转角度为O?90°。
9.根据权利要求1所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述制冷机(5)包括压缩式制冷机或冷却塔，至少两个所述制冷机(5)均配备循环水泵，所述制冷机(5)布置于室内或室外。
10.根据权利要求1所述的一种致冷芯片式热管性能测试设备，其特征在于:所述操作台(I)上设置若干组所述加热装置(2 )、冷却装置(3 )和控制装置(4 )，若干组所述加热装置(2)、冷却装置(3)和控制装置(4)组成一台多工位致冷芯片式热管性能测试设备，所述多工位致冷芯片式热管性能测试设备与一个所述制冷机(5)相连，所述加热装置(2)、冷却装置(3)和控制装置(4)的组数为至少6组。
【文档编号】G01M99/00GK104330277SQ201410641048
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】蔡少辉, 刘建平 申请人:昆山海益博散热器有限公司