一种无风温度控制实验装置的制作方法

1.本发明涉及散热性能测试技术领域，特别是涉及一种无风温度控制实验装置。


背景技术：

2.为了模拟产品散热应用场景，需要在实验室建立产品不同温度可控的试验环境。当前市场上常见的温度控制箱，都采用直接在实验区放置热源、风扇和温度传感器的方式实现设定区域的温度在一定范围内波动，根据温度传感器监控温度若低于某个设定值就控制热源开始加热，高于某个设定值就停止对热源加热。
3.而在这种结构中，由于风扇直接放置于设定区域，设定区域内会有显著的空气流动，由于流动场的不均匀，设定区域的温度也会有差异，并且不同时间的设定区域的温度也会周期性波动。这就会导致位于设定区域的待测试物体的温度在时间和空间上分布不均匀，影响测试精度。


技术实现要素：

4.本发明旨在提出一种无风温度控制实验装置，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
5.第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供了一种无风温度控制实验装置，包括：上盖和下盖，以及连接所述上盖和下盖的侧壳体，所述侧壳体包括第一侧壳体和设于所述第一侧壳体内的第二侧壳体，所述上盖、下盖、第一侧壳体和第二侧壳体之间形成加热空气循环流动腔，所述加热空气循环流动腔内设有加热件和空气循环件，所述上盖、下盖和第二侧壳体之间形成温度控制腔，所述温度控制腔的上盖上设有热成像仪器，所述下盖上表面设有导热层，所述导热层上设有温度测量装置。
6.根据本发明一种优选实施方式，上盖、下盖、第一侧壳体截面以及第二侧壳体截面的形状相同，第二侧壳体截面尺寸小于第一侧壳体截面尺寸，所述上盖、下盖、第一侧壳体和第二侧壳体之间形成环状的加热空气循环流动腔。
7.根据本发明一种优选实施方式，所述加热件和空气循环件设于所述加热空气循环流动腔的下盖上，所述空气循环件设于加热空气循环流动腔的拐角区域的预设位置处，且加热件与空气循环件之间间隔预设距离，所述拐角区域指加热空气循环流动腔中非直线的区域。
8.根据本发明一种优选实施方式，所述下盖为正方形，所述加热件和空气循环件有两对，一个空气循环件设于加热空气循环流动腔的第一直角区域的预设位置处，另一个空气循环件设于加热空气循环流动腔的第二直角区域的预设位置处，所述第一直角区域和第二直角区域分别位于正方形的两个对角所在的区域。
9.根据本发明一种优选实施方式，所述加热件和空气循环件有多对，多对加热件和空气循环件在所述加热空气循环流动腔内对称分布。
10.根据本发明一种优选实施方式，所述加热件和空气循环件串联。
11.根据本发明一种优选实施方式，所述加热件与控制器相连，所述控制器用于调整加热件功率，并根据预加热函数控制所述加热件加热。
12.根据本发明一种优选实施方式，所述第一侧壳体和第二侧壳体采用透明材料制成。
13.根据本发明一种优选实施方式，所述第一侧壳体和第二侧壳体的相对位置处设有仓门。
14.根据本发明一种优选实施方式，所述温度控制腔的上盖中心位置处设有通孔，所述热成像仪器设于所述通孔内。
15.综上所述，本发明的无风温度控制实验装置，通过设置包含第一侧壳体和第二侧壳体的双层侧壳体结构的侧壳体，使上盖、下盖、第一侧壳体和第二侧壳体之间形成加热空气循环流动腔，使上盖、下盖和第二侧壳体之间形成温度控制腔，从而将加热空气循环流动腔与温度控制腔隔离开，并使加热空气循环流动腔包围温度控制腔，通过加热空气循环流动腔内设的加热件和空气循环件对温度控制腔循环均匀加热，使温度控制腔实现无风动恒温环境，接近于理想的自然散热环境。相较于现有技术，本发明至少存在以下有益效果：
16.1、通过设置包含第一侧壳体和第二侧壳体的双层侧壳体结构的侧壳体，将加热空气循环流动腔与温度控制腔隔离开，并使加热空气循环流动腔包围温度控制腔，从而使温度控制腔实现无风动恒温环境，接近于理想的自然散热环境。
17.2、通过在温度控制腔的下盖上表面设置导热层，使加热件产生的热量快速向温度控制腔均温传递。
18.3、同在温度控制腔的上盖上设置热成像仪器，可实时监控待测试物体的散热特性，提高实验精度。
附图说明
19.图1是本发明实施例一种无风温度控制实验装置的俯视结构示意图；
20.图2是图1中无风温度控制实验装置的主视结构示意图；
21.图3是图1中无风温度控制实验装置的左视结构示意图；
22.图4是本发明实施例另一种无风温度控制实验装置的俯视结构示意图；。
具体实施方式
23.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
24.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
25.请参阅图1～3，本发明实施例提供了一种无风温度控制实验装置，如图1～3所示，该无风温度控制实验装置包括：上盖1和下盖2，以及连接上盖1和下盖2的侧壳体，其中：侧壳体为双壳体结构，包括第一侧壳体31和设于第一侧壳体31内的第二侧壳体32，这样，上盖1、下盖2、第一侧壳体31和第二侧壳体32之间形成加热空气循环流动腔4，同时，在加热空气循环流动腔4内设有加热件41和空气循环件42，加热件41加热周围空气，空气循环件42吹动周围空气在加热空气循环流动腔4内流动，形成风道。此外，上盖1、下盖2和第二侧壳体32之间形成温度控制腔5，从而将加热空气循环流动腔4与温度控制腔5隔离开，并使加热空气循环流动腔4包围温度控制腔5，通过加热空气循环流动腔4内设的加热件41和空气循环件42对温度控制腔5循环均匀加热，使温度控制腔5实现无风动恒温环境，接近于理想的自然散热环境。其中：下盖2上表面设有导热层52，使加热件41产生的热量快速向温度控制腔5均温传递。并且，导热层52上设有温度测量装置，以实时控制加热件41的工作状态。温度控制腔5的上盖上设有热成像仪器51，以实时对待测试物体的散热特征进行监测，优选的，可以在下盖2中心处设置载物台，用于放置被测试物体，在温度控制腔5的上盖中心位置处设置通孔，所述热成像仪器51设于所述通孔内。
26.可选的，加热件41可以采用加热片，空气循环件42可以采用风扇，热成像仪器51可以采用红外热成像仪，导热层52可以采用高导热石墨烯片，温度测量装置可以采用温度传感器。此外，为了方便观测及使用热成像仪器51，所述第一侧壳体31和第二侧壳体32采用透明材料制成，可选的，所述透明材料可以是透明有机玻璃等。同时，为了方便被测试物体的放置，可以在第一侧壳体31和第二侧壳体32的相对位置处分别设置第一仓门和第二仓门，打开第一仓门和第二仓门将被测试物体放入温度控制腔5内，关闭第二仓门和第一仓门后保持外围加热空气循环流动腔4水平循环风道的完整密闭性。其中：第一仓门和第二仓门可以采用左右推拉或上下提拉方式实现。
27.本实施例中，上盖1、下盖2、第一侧壳体31截面以及第二侧壳体32截面的形状可以不同，则形成的加热空气循环流动腔4包围温度控制腔5均为不规则腔体，这种结构不便于放置被测试物体。为此，在一种优选实施方式中，上盖1、下盖2、第一侧壳体31截面以及第二侧壳体32截面的形状相同，且第二侧壳体32截面尺寸小于第一侧壳体31截面尺寸，这样，上盖1、下盖2、第一侧壳体31和第二侧壳体32之间形成环状的加热空气循环流动腔5。
28.其中，加热件41和空气循环件42可以设置于加热空气循环流动腔4的任意位置，在一种示例中，为了保证空气均温流动，将加热件41和空气循环件42设于加热空气循环流动腔4的下盖2上，空气循环件42设于加热空气循环流动腔4的拐角区域的预设位置处，且加热件41与空气循环件42之间间隔预设距离，其中：所述拐角区域指加热空气循环流动腔4中非直线的区域。所述预设位置可以是距离所述拐角区域预设距离的位置，比如：距离拐角区域1cm的位置。具体的，如图1～3，所述下盖2为正方形，则上盖1、下盖2、第一侧壳体31截面以及第二侧壳体32截面均为正方形，加热空气循环流动腔4为包含四条等边的环状腔体，相邻两条边的重叠区域形成直角区域，所述加热件41和空气循环件42有两对，其中一个空气循环件42设于加热空气循环流动腔4的第一直角区域43的预设位置处，且对应的加热件41位于空气循环件42远离第一直角区域43的一端，加热件41与空气循环件42之间间隔预设距
离，另一个空气循环件42设于加热空气循环流动腔4的第二直角区域44的预设位置处，且对应的另一个加热件41位于该空气循环件42远离第一直角区域43的一端，加热件41与空气循环件42之间间隔预设距离，其中：所述第一直角区域43和第二直角区域44分别位于正方形的两个对角所在的区域。
29.在一另种示例中，为了保证空气均温流动，所述加热件41和空气循环件42有多对，多对加热件41和空气循环件42在所述加热空气循环流动腔4内对称分布。比如图4中，所述下盖2为圆形，则上盖1、下盖2、第一侧壳体31截面以及第二侧壳体32截面均为圆形，加热空气循环流动腔4为圆环状腔体，加热件41和空气循环件的个数可以根据需要设置，比如：3个空气循环件42可以设于加热空气循环流动腔4的3等分处，且各个加热件41设于对应的空气循环件42的同侧，并与对应的空气循环件42之间间隔预设距离。
30.本实施例中，为了方便控制，可以将加热件41和空气循环件42串联，这样，在加热的同时吹动空气流动，可以使加热空气循环流动腔4内的气体实时达到均匀流动。
31.进一步的，所述无风温度控制实验装置还可以包括与加热件41连接的控制器，通过控制器调整加热件41功率，以满足不同测试需求，通过，还可以通过控制器根据预设加热函数对加热件41加热，以实现快速加热温度控制腔5至特定温度而不过冲。
32.综上所述，本发明的无风温度控制实验装置，通过设置包含第一侧壳体31和第二侧壳体32的双层侧壳体结构的侧壳体，使上盖1、下盖2、第一侧壳体31和第二侧壳体32之间形成加热空气循环流动腔4，使上盖1、下盖2和第二侧壳体32之间形成温度控制腔5，从而将加热空气循环流动腔4与温度控制腔5隔离开，并使加热空气循环流动腔4包围温度控制腔5，通过加热空气循环流动腔4内设的加热件41和空气循环件42对温度控制腔5循环均匀加热，使温度控制腔5实现无风动恒温环境，接近于理想的自然散热环境。同时，在温度控制腔5的上盖上设置热成像仪器51，以实时监控待测试物体的散热特性，在下盖2上表面设置导热层52，使加热件41产生的热量快速向温度控制腔5均温传递。相较于现有技术，本发明至少存在以下有益效果：
33.1、通过设置包含第一侧壳体31和第二侧壳体32的双层侧壳体结构的侧壳体，将加热空气循环流动腔4与温度控制腔5隔离开，并使加热空气循环流动腔4包围温度控制腔5，从而使温度控制腔5实现无风动恒温环境，接近于理想的自然散热环境。
34.2、通过在下盖2上表面设置导热层52，使加热件41产生的热量快速向温度控制腔5均温传递。
35.3、同在温度控制腔5的上盖上设置热成像仪器51，可实时监控待测试物体的散热特性，提高实验精度。
36.需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定结构和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
37.还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
38.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围内。