散热器多点压接式测温铜块、性能测试装置及测试方法

文档序号:32900 发布日期:2021-09-24 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 散热器多点压接式测温铜块、性能测试装置及测试方法 (Multipoint crimping type temperature measurement copper block of radiator, performance testing device and testing method ) 是由 田凯 李楠 蔡维 姜一达 孙传杰 于 2021-05-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种散热器多点压接式测温铜块、性能测试装置及测试方法,包括自下而上依次设置的第一盖板、第一隔热板、第一热源、第一测温铜块、散热器、第二测温铜块、第二热源、第二隔热板、压力钢板、压力计、弹簧及第二盖板,所述第一盖板及第二盖板之间螺纹穿装设置有支撑杆,所述支撑杆上设置有盖板固定螺母,所述弹簧端部与所述第二盖板固定连接,所述第一测温铜块及第二测温铜块共同连接至设置与支撑杆上的温度巡检装置。本发明设计科学合理,能够综合测试散热器的机械强度、流阻、热阻及均温特性多项技术指标,且水路连接简单,测试方法操作便捷,测试精度高。(The invention relates to a multipoint compression joint type temperature measuring copper block of a radiator, a performance testing device and a testing method. The invention has scientific and reasonable design, can comprehensively test multiple technical indexes of mechanical strength, flow resistance, thermal resistance and temperature equalization characteristic of the radiator, and has simple water path connection, convenient operation of the test method and high test precision.)

散热器多点压接式测温铜块、性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于散热器性能测试

技术领域

,具体涉及一种散热器多点压接式测温铜块、性能测试装置及测试方法。

背景技术

随着工业电力系统的高速发展,各种MVA级大容量电力电子装置在冶金、机车电力牵引、大型船舶电力推进和电厂发电机励磁系统中应运而生。其总损耗至少也在几十至几百千瓦之间。由于功率开关器件的内部通常是由多个硅晶片并联构成的,在使用时其热流密度大多超过了20W/cm2,因而散热器本身的散热性能、均温特性以及机械强度对其安全运行至关重要,是大容量电力电子装置应用中需要解决的重要问题。

然而,通用的散热器测试方法用于高热流密度的散热器不够严谨,首先其采用外接电源功率的方式没有考虑中间环节向空气及外界辐射的散热量,且测温点直埋在散热器中即造成散热器表面的破坏又忽略了散热器表面导热层的热阻,这都会导致测出的散热器热阻低于实际值,使测试结果脱离实际值应用,不能准确地反映散热器散热性能。

本专利设计了散热器散热性能、机械强度以及流阻的测试装置及其测试方法,并设计多点测温铜块,可高效准确的测试散热器的机械强度、流阻、热阻及其均温特性等多项技术指标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种散热器多点压接式测温铜块、性能测试装置及测试方法,能够高效准确的测试散热器的机械特性、热阻、流阻及均温特性,测试方便快捷,且测试精度高。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:

一种散热器多点压接式测温铜块,其特征在于:包括测温铜块本体,所述铜块本体上设置有若干测温孔,所述测温孔内部设置有隔热垫块,所述隔热垫块内同轴设置有测温芯片,所述测温芯片外部套装微型弹簧,所述微型弹簧顶端与所述测温芯片焊接,底端嵌入所述隔热垫块,所述测温芯片顶端伸出所述微型弹簧并与散热器表面接触,底端通过导线伸出所述铜块本体背部设置的引出线槽。

而且,所述若干测温孔到铜块本体中心处距离均不相同。

而且,所述隔热垫块包括第一段及第二段,所述第一段的直径与所述测温孔相同,所述第二段的直径略小于所述第一段。

一种包括测温铜块的散热器性能测试装置,其特征在于:包括自下而上依次设置的第一盖板、第一隔热板、第一热源、测温铜块、散热器、测温铜块、第二热源、第二隔热板、压力钢板、压力计、弹簧及第二盖板,所述第一盖板及第二盖板之间螺纹穿装设置有支撑杆,所述支撑杆上设置有盖板固定螺母,所述弹簧端部与所述第二盖板固定连接,所述测温铜块均通过导线连接至设置于支撑杆上的温度巡检装置。

而且,所述第一盖板与第一隔热板之间设置有第一球形顶杆及第一钢板,所述弹簧与压力计之间设置有第二球形顶杆及第二钢板。

一种散热器性能测试方法,其特征在于:所述方法的步骤为:

S1、将待测试的散热器安装至散热器性能测试装置,并拧紧第二盖板上设置的盖板固定螺母,使弹簧压紧第二钢板,直至压力计的压力达到额定压力值;

S2、将散热器性能测试装置连接入水路测试系统,其中散热器与水路测试系统中的进水管快插阀门及出水管快插阀门连接并与水路测试系统中的储水罐、水泵、流量计串联形成回路,散热器性能测试装置连接完毕;

S3、启动水泵并调节水路测试系统中的进水控制阀、出水控制阀使流量达到额定测试流量,并将第一热源及第二热源通电使其发热,冷却水将第一、二热源传递给散热器的热量带走,最终达到热平衡;

测试过程中,由第一流量计、第二流量计及水压计的测量值计算得到散热器的水阻特性;

由第一流量计、第二流量计、进水管温度计、出水管温度计及PT100温度巡检仪的测量值计算得到散热器的热阻及测温铜块上若干测温孔的均温特性;

S4、测试结束后,拆除散热器性能测试装置,并将散热器拆除观察其形变及表面压痕,考察散热器的机械特性。

本发明的优点和有益效果为:

1、本发明的散热器性能测试装置,能够综合测试散热器的机械强度、流阻、热阻及均温特性多项技术指标。

2、本发明的散热器性能测试装置,测试方法操作便捷,测试精度高。

3、本发明的散热器性能测试装置,第一盖板与第一隔热板之间设置有第一球形顶杆及第一钢板,所述弹簧与压力计之间设置有第二球形顶杆及第二钢板,能够保证中间区域的物件即使安装出现一些偏心也能始终平行,从而保证被测散热器的受力均匀。

4、本发明的散热器性能测试装置,若干测温孔到铜块本体中心处距离均不相同,便于考察被测散热器的均温特性。

5、本发明的散热器性能测试装置,测温孔内部设置有隔热垫块,所述隔热垫块内同轴设置有测温芯片,所述测温芯片外部套装微型弹簧,所述微型弹簧顶端与所述测温芯片焊接,底端嵌入所述隔热垫块,所述测温芯片顶端伸出所述微型弹簧并与散热器接触,底端通过导线伸出所述第一测温铜块/第二测温铜块背部设置的引出线槽并连接至所述温度巡检装置,无需破坏散热器表面即可对散热器进行温度测试,且多点测温铜块和隔热垫块可减少外围环境的热量传导,进而更准确的测得散热器表面温度,并可验证散热器的均温特性。

6、本发明的散热器性能测试装置,隔热垫块包括第一段及第二段,所述第一段的直径与所述测温孔相同,所述第二段的直径略小于所述第一段,不仅能够便于安装定位,同时与四周测温铜块之间留有的空气间隙尺寸当量非常小,不会引起空气对流,利用静止空气高热阻特性,可进一步降低四周铜块本体热量传导,起到良好的隔热效果,保证测温准确。

附图说明

图1为本发明水路测试系统的结构示意图;

图2为本发明散热器性能测试装置的结构示意图;

图3为本发明测温铜块的主视图;

图4为本发明测温铜块的后视图;

图5为本发明测温铜块测温孔的局部放大图。

附图标记说明

1-储水罐、2-进水管、3-进水控制阀、4-第一流量计、5-进水管温度计、6-第二流量计、7-进水管快插阀门、8-水压计、9-散热器性能测试装置、10-出水管快插阀门、11-出水管温度计、12-水泵、13-出水控制阀、14-出水管、15-盖板固定螺母、16-第二盖板、17-压力钢板、18-第二钢板、19-弹簧、20-压力计、21-第二球形顶杆、22-第二隔热板、23-第二热源、24-PT100巡检仪、25-支撑杆、26-第一热源、27-第一测温铜块、28-第一球形顶杆、29-第一隔热板、30-第一钢板、31-第一盖板、32-散热器、33-第二测温铜块、34-测温孔、35-引出线槽、36-测温芯片、37-微型弹簧、38-隔热垫块、39-测温铜块本体。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。

一种散热器多点压接式测温铜块,其创新之处在于:包括测温铜块本体39,所述铜块本体上设置有若干测温孔34,所述测温孔内部设置有隔热垫块38,所述隔热垫块内同轴设置有测温芯片36,所述测温芯片外部套装微型弹簧37,所述微型弹簧顶端与所述测温芯片焊接,底端嵌入所述隔热垫块,所述测温芯片顶端伸出所述微型弹簧并与散热器32表面接触,底端通过导线伸出所述铜块本体背部设置的引出线槽35。

若干测温孔到铜块本体中心处距离均不相同,便于考察被测散热器的均温特性。

隔热垫块包括第一段及第二段,所述第一段的直径与所述测温孔相同,所述第二段的直径略小于所述第一段,不仅能够便于安装定位,同时与四周测温铜块之间留有的空气间隙尺寸当量非常小,不会引起空气对流,利用静止空气高热阻特性,可进一步降低四周铜块本体热量传导,起到良好的隔热效果,保证测温准确。

本发明的散热器多点压接式测温铜块,无需破坏散热器表面即可对散热器进行温度测试,且多点测温铜块和隔热垫块可减少外围环境的热量传导,进而更准确的测得散热器表面温度,并可验证散热器的均温特性。

一种散热器性能测试装置,其创新之处在于:包括自下而上依次设置的第一盖板31、第一隔热板29、第一热源26、第一测温铜块27、散热器、第二测温铜块33、第二热源23、第二隔热板22、压力钢板17、压力计20、弹簧19及第二盖板16,所述第一盖板及第二盖板之间螺纹穿装设置有支撑杆25,所述支撑杆上设置有盖板固定螺母15,所述弹簧端部与所述第二盖板固定连接,所述测温铜块均通过导线连接至设置于支撑杆上的PT100巡检仪24。

第一盖板与第一隔热板之间设置有第一球形顶杆28及第一钢板30,所述弹簧与压力计之间设置有第二球形顶杆21及第二钢板18,能够保证中间区域的物件即使安装出现一些偏心也能始终平行,从而保证被测散热器的受力均匀。

进行性能测试时,需要将该测试装置连接到水路测试系统上,该水路测试系统包括储水罐1、散热器性能测试装置、进水管2及出水管14,所述储水罐与散热器性能测试装置通过进水管及出水管连通,所述进水管上依次设置有进水控制阀3、水泵12、进水管温度计5及进水管快插阀门7,所述出水管上依次设置有出水管快插阀门10、出水管温度计11、并联连接的第一流量计4、第二流量计5及出水控制阀13,所述进水管快插阀门及出水管快插阀门均连接至所述散热器性能测试装置9,所述进水管及出水管之间设置有水压计8;

进水管快插阀门及出水管快插阀门的个数根据散热器的规格而定,便于不同规格散热器的连接,适用范围广。

流量计的个数根据散热器的规格及测试范围而定,提高水流量的读数精度。

一种散热器性能测试装置的性能测试方法,该方法的测试步骤为:

S1、将待测试的散热器安装至散热器性能测试装置,并拧紧第二盖板上设置的盖板固定螺母,使弹簧压紧第二钢板,直至压力计的压力达到额定压力值;

S2、将散热器性能测试装置连接入水路测试系统,其中散热器与水路测试系统中的进水管快插阀门及出水管快插阀门连接并与水路测试系统中的储水罐、水泵、流量计串联形成回路,散热器性能测试装置连接完毕;

S3、启动水泵并调节水路测试系统中的进水控制阀、出水控制阀使流量达到额定测试流量,并将第一热源及第二热源通电使其发热,冷却水将第一、二热源传递给散热器的热量带走,最终达到热平衡;

测试过程中,由第一流量计、第二流量计及水压计的测量值计算得到散热器的水阻特性;

由第一流量计、第二流量计、进水管温度计、出水管温度计及PT100巡检仪的测量值计算得到散热器的热阻及测温铜块上若干测温孔的均温特性;

S4、测试结束后,拆除散热器性能测试装置,并将散热器拆除观察其形变及表面压痕,考察散热器的机械特性。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

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