一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法
阅读说明：本技术 一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法 (Heat-conducting property detection method applied to graphene/graphite heat-conducting module ) 是由 郭志军 陈仁政 杨兰贺 涂建军 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法,包括：获取石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度；当长度和宽度都符合预设要求时,获取石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的材质；检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度；基于各个堆叠的组分的材质和厚度,确定石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数。本发明的应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法,将导热性能参数的测定转换为厚度的测定,为在线检测提供了基础。(The invention provides a heat-conducting property detection method applied to a graphene/graphite heat-conducting module, which comprises the following steps: acquiring the length and the width of the graphene/graphite heat conduction module; when the length and the width meet preset requirements, obtaining the material of each stacked component of the graphene/graphite heat conduction module; detecting the thickness of each stacked component of the graphene/graphite heat conduction module; and determining the heat-conducting performance parameters of the graphene/graphite heat-conducting module based on the material and thickness of each stacked component. The heat-conducting property detection method applied to the graphene/graphite heat-conducting module converts the measurement of the heat-conducting property parameter into the measurement of the thickness, and provides a foundation for online detection.)
技术领域
本发明涉及导热性能检测技术领域，特别涉及一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法。
背景技术
目前，随着科学技术的高速发展，各种电子设备日趋微型化、高性能化，在运行过程中不可避免的会产生和累积大量的热量，如果热量不及时导出，则会影响设备的正常运行和系统的稳定性。为满足散热设备及安装空间的要求，经常采用石墨烯/石墨导热模组作为导热元件；石墨烯/石墨导热模组为多个石墨烯导热薄膜或导热片堆叠而成。目前常用的测试方法是采用多种专业的仪器配合实现对石墨烯/石墨导热模组进行测试，这种测试方法过程繁琐，耗时较长，测试效率低，不适合在线测试。
发明内容
本发明目的之一在于提供了一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法，以解决上述技术问题。
本发明实施例提供的一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法，包括：
获取石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度；
当长度和宽度都符合预设要求时，获取石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的材质；
检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度；
基于各个堆叠的组分的材质和厚度，确定石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数。
优选的，基于各个堆叠的组分的材质和厚度，确定石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数，包括：
获取预设的材质识别表；
基于材质识别表，确定材质对应的预设的编号值；
按照各个堆叠的组分的堆叠次序，以编号值和厚度构建石墨烯/石墨导热模组的参数向量，参数向量为A＝(X1,H1,X2,H2,…,Xn,Hn)；其中，X1表示位于最底层的组分对应的编号值，H1表示位于最底层的组分对应的厚度；X2表示位于最底层的上一层的组分对应的编号值，H2表示位于最底层的上一层的组分对应的厚度；Xn表示位于最上层的组分对应的编号值，Hn表示位于最上层的组分对应的厚度；石墨烯/石墨导热模组为n层组分堆叠制成；
获取预设的导热性能参数确定库，导热参数确定库中判断向量与导热性能参数一一对应；
计算参数向量与导热性能参数确定库中每个判断向量的相似度，相似度计算公式如下：
其中，WP为相似度；Xi为参数向量中表示位于第i层的组分对应的编号值，hi为参数向量中表示位于第i层的组分的厚度；xi为判断向量中对应参数向量中中表示位于第i层的组分对应的编号值的编号判断值；hi为判断向量中对应参数向量中表示位于第i层的组分的厚度的厚度判断值；
获取导热性能参数确定库中与参数向量的相似度最大的判断向量对应的导热性能参数。
优选的，导热性能参数包括：
方形导热因子，方形导热因子与预设系数的积除以石墨烯/石墨导热模组的厚度为石墨烯/石墨导热模组的导热系数。
优选的，检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度，包括：
采用分切设备将石墨烯/石墨导热模组均分为N个检测单元；
基于纵向分切的顺序和横向分切的顺序对检测单元的各个分切面进行编号；
通过测量显微镜测试检测各个分切面上各个堆叠的组分的厚度；
基于分切面的编号和组分所在的堆叠层数查询预设的权重值表，获取各个分切面上各个堆叠的组分的厚度对应的权重；
基于各个分切面上各个堆叠的组分的厚度与各个分切面上各个堆叠的组分的厚度对应的权重，确定石墨烯/石墨导热模组中各个堆叠的组分的厚度。
优选的，基于纵向分切的顺序和横向分切的顺序对检测单元的各个分切面进行编号，包括：
当分切面在纵向第j刀上且位于横向第k刀和第k-1刀时，分切面的编号为k-1，k，j，j；
当分切面在横向第k刀上且位于横向第j刀和第j-1刀时，分切面的编号为k，k，j-1，j。
优选的，检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度，包括：
将石墨烯/石墨导热模组均分为N个检测单元；
确定检测单元的中心位置；
通过超声检测仪检测中心位置处的各个堆叠的组分的厚度；
基于N个检测单元所测的各个堆叠的组分的厚度，确定石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度。
优选的，获取石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度；包括：
通过摄像头拍摄石墨烯/石墨导热模组组装后在输送装置上的图片；
对图片进行边缘识别，确定石墨烯/石墨导热模组的边缘；
测量边缘在图片上的长度；
基于测量的边缘在图片上的长度，确定边缘的实际长度；
基于实际长度，确定石墨烯/石墨导热模组的长度或宽度。
优选的，应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法，还包括：
通过三维超声扫描仪扫描石墨烯/石墨导热模组，获取三维扫描图像；
解析三维扫描图像，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的最大平铺面积和总体积；
基于最大平铺面积和总体积，从预设的修正表中确定出导热性能参数的修正值；
基于修正值对导热性能参数进行修正。
优选的，解析三维扫描图像，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的最大平铺面积和总体积，包括：
将三维扫描图沿着深度方向进行剖面，获取多个剖面图；
分别对各个剖面图中各个缺陷的第一轮廓进行提取，并映射至同一预设基底层上，形成映射图；
确定映射图中所有的第一轮廓围成的区域的像素个数，基于像素与面积的关系系数，确定围成的区域的面积作为最大平铺面积。
优选的，解析三维扫描图像，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的最大平铺面积和总体积，包括：
将三维扫描图沿着深度方向进行剖面，获取多个剖面图；
分别对各个剖面图中各个缺陷的第一轮廓进行提取，确定第一轮廓围成的区域的像素个数，基于像素与面积的关系系数，确定第一轮廓围成的区域的面积；
确定各个剖面图中石墨烯/石墨导热模组的第二轮廓，确定第一轮廓围成的区域的像素个数，基于像素与面积的关系系数，确定第二轮廓围成的区域的面积；
基于第一轮廓围成的区域的面积与第二轮廓围成的区域的面积的比值，确定剖面图中缺陷的占比；
基于各个剖面图中缺陷的占比的平均值和石墨烯/石墨导热模组的体积，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的总体积。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法，如图1所示，包括：
步骤S1：获取石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度；
步骤S2：当长度和宽度都符合预设要求时，获取石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的材质；
步骤S3：检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度；
步骤S4：基于各个堆叠的组分的材质和厚度，确定石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
首先确定石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度是否符合预设要求，该预设要求可以是工艺规定的尺寸。对石墨烯/石墨导热模组的尺寸的检测，以判断石墨烯/石墨导热模组是否需要进行导热性能参数的检测，当尺寸不符时，无需进行检测。材质可以是用户事先输入到检测系统内，通过检测墨烯导热模组各个堆叠的组分的厚度，即可确定出石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数；将导热性能参数的测定转换为厚度的测定，为在线检测提供了基础。
导热性能参数可以为导热系数，也可以为本申请提成的方形导热因子；方形导热因子是建立在固定的长度和宽度的石墨烯/石墨导热模组上的，即只需知道石墨烯/石墨导热模组的总厚度，即可根据总厚度和方形导热因子的乘积计算出导热系数；实现导热系数的快速测定，完全可以应用到石墨烯/石墨导热模组生成的在线测量。
在一个实施例中，基于各个堆叠的组分的材质和厚度，确定石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数，包括：
获取预设的材质识别表；
基于材质识别表，确定材质对应的预设的编号值；
按照各个堆叠的组分的堆叠次序，以编号值和厚度构建石墨烯/石墨导热模组的参数向量，参数向量为A＝(X1,H1，X2,H2,…,Xn,Hn)；其中，X1表示位于最底层的组分对应的编号值，H1表示位于最底层的组分对应的厚度；X2表示位于最底层的上一层的组分对应的编号值，H2表示位于最底层的上一层的组分对应的厚度；Xn表示位于最上层的组分对应的编号值，Hn表示位于最上层的组分对应的厚度；石墨烯/石墨导热模组为n层组分堆叠制成；
获取预设的导热性能参数确定库，导热参数确定库中判断向量与导热性能参数一一对应；
计算参数向量与导热性能参数确定库中每个判断向量的相似度，相似度计算公式如下：
其中，WP为相似度；Xi为参数向量中表示位于第i层的组分对应的编号值，hi为参数向量中表示位于第i层的组分的厚度；xi为判断向量中对应参数向量中中表示位于第i层的组分对应的编号值的编号判断值；hi为判断向量中对应参数向量中表示位于第i层的组分的厚度的厚度判断值；
获取导热性能参数确定库中与参数向量的相似度最大的判断向量对应的导热性能参数。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
基于石墨烯/石墨导热模组各个层的材质及厚度，从预设的导热性能参数确定库中确定出导热性能参数，实现了导热性能参数的快速测定。其中，导热性能参数是基于大量的传统的采样多个专业仪器设备检测的石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数的同时将材质和厚度进行记录和测量，并将其进行关联形成的。材质识别表中的各个材质的指标包括但不限于厚度、密度、方形导热因子、导热系数、预设系数等。
在一个实施例中，导热性能参数包括：
方形导热因子，方形导热因子与预设系数的积除以石墨烯/石墨导热模组的厚度为石墨烯/石墨导热模组的导热系数。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
方形导热因子是建立在固定的长度和宽度的石墨烯/石墨导热模组上的，即只需知道石墨烯/石墨导热模组的总厚度，即可根据总厚度和方形导热因子的乘积计算出导热系数；实现导热系数的快速测定，完全可以应用到石墨烯/石墨导热模组生产的在线测量。方形导热因子是基于大量的检测数据总结归类出的一个因子，即石墨烯/石墨导热模组的厚度与导热系数的关联因子。例如预设系数取值为1000。
为了实现准确的各个堆叠的组分的厚度的测定，在一个实施例中，检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度，包括：
采用分切设备将石墨烯/石墨导热模组均分为N个检测单元；
基于纵向分切的顺序和横向分切的顺序对检测单元的各个分切面进行编号；
通过测量显微镜测试检测各个分切面上各个堆叠的组分的厚度；
基于分切面的编号和组分所在的堆叠层数查询预设的权重值表，获取各个分切面上各个堆叠的组分的厚度对应的权重；
基于各个分切面上各个堆叠的组分的厚度与各个分切面上各个堆叠的组分的厚度对应的权重，确定石墨烯/石墨导热模组中各个堆叠的组分的厚度。
优选的，基于纵向分切的顺序和横向分切的顺序对检测单元的各个分切面进行编号，包括：
当分切面在纵向第j刀上且位于横向第k刀和第k-1刀时，分切面的编号为k-1，k，j，j；
当分切面在横向第k刀上且位于横向第j刀和第j-1刀时，分切面的编号为k，k，j-1，j。
为了实现准确的各个堆叠的组分的厚度的测定，在一个实施例中，检测石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度，包括：
将石墨烯/石墨导热模组均分为N个检测单元；
确定检测单元的中心位置；
通过超声检测仪检测中心位置处的各个堆叠的组分的厚度；
基于N个检测单元所测的各个堆叠的组分的厚度，确定石墨烯/石墨导热模组各个堆叠的组分的厚度。
在一个实施例中，获取石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度；包括：
通过摄像头拍摄石墨烯/石墨导热模组组装后在输送装置上的图片；
对图片进行边缘识别，确定石墨烯/石墨导热模组的边缘；
测量边缘在图片上的长度；
基于测量的边缘在图片上的长度，确定边缘的实际长度；
基于实际长度，确定石墨烯/石墨导热模组的长度或宽度。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
为了实现导热性能的在线监测，首先要实现石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度的在线监测，因此，采用图像识别技术在线检测石墨烯/石墨导热模组的长度和宽度，实现快速准确的长度和宽度的检测。
在一个实施例中，应用于石墨烯/石墨导热模组的导热性能检测方法，还包括：
通过三维超声扫描仪扫描石墨烯/石墨导热模组，获取三维扫描图像；
解析三维扫描图像，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的最大平铺面积和总体积；
基于最大平铺面积和总体积，从预设的修正表中确定出导热性能参数的修正值；
基于修正值对导热性能参数进行修正。
优选的，解析三维扫描图像，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的最大平铺面积和总体积，包括：
将三维扫描图沿着深度方向进行剖面，获取多个剖面图；
分别对各个剖面图中各个缺陷的第一轮廓进行提取，并映射至同一预设基底层上，形成映射图；
确定映射图中所有的第一轮廓围成的区域的像素个数，基于像素与面积的关系系数，确定围成的区域的面积作为最大平铺面积。
优选的，解析三维扫描图像，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的最大平铺面积和总体积，包括：
将三维扫描图沿着深度方向进行剖面，获取多个剖面图；
分别对各个剖面图中各个缺陷的第一轮廓进行提取，确定第一轮廓围成的区域的像素个数，基于像素与面积的关系系数，确定第一轮廓围成的区域的面积；
确定各个剖面图中石墨烯/石墨导热模组的第二轮廓，确定第一轮廓围成的区域的像素个数，基于像素与面积的关系系数，确定第二轮廓围成的区域的面积；
基于第一轮廓围成的区域的面积与第二轮廓围成的区域的面积的比值，确定剖面图中缺陷的占比；
基于各个剖面图中缺陷的占比的平均值和石墨烯/石墨导热模组的体积，确定石墨烯/石墨导热模组中缺陷的总体积。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
在石墨烯/石墨导热模组生产过程中不可避免的会存在各种缺陷，主要缺陷包括在各个组分之间堆叠时混入的微型气泡，微型褶皱等，通过超声扫描的方式对缺陷进行评估，通过评估对导热性能参数进行修正，提高了导热性能参数的测定的准确性，并且超声扫描设备可以架设在产线上，实现在线检测。其中，预设的修正表中修正值是与最大平铺面积和总体积一一对应的。例如：基于各个堆叠的组分的材质和厚度，确定石墨烯/石墨导热模组的导热性能参数的导热系数为1511W/K·m；但是测得最大平铺面积为1.6×10-10m2；总体积为1.6×10-15m3；依据修正表查得修正值为-5W/K·m；故最终的导热系数应为1506W/K·m.
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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