專利名稱：一種測試散熱器表面散熱性能的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型的技術方案涉及一般的物理裝置，具體地說是一種測試散熱器表面散熱 性能的裝置。
背景技術：
現有散熱器散熱性能的測試裝置都是按GB/T 13754-92"釆暖散熱器散熱量測定標準" 設計的。這些標準測試裝置的設計都相當復雜，要求有圍護結構、控制系統、測量系統 和冷卻系統。例如這些標準測試裝置一般采用鋼制的風冷或水冷密閉小室結構，其大 小為4000X4000X2800(mm)，體積較大；熱媒系統采用兩級加熱方式，而且在熱媒系統 中設有冷卻器，用以保證流量計量的準確性；熱量測量的工況盤轉采用多只獨立的溫度 傳感器，工作環境溫度的控制多采用獨立的非標準的冷卻系統，因此運動調節和管理復 雜，并且造價很高。目前，很多企業在散熱器產品的研究開發或試驗過程中，沒有條件， 有時也沒必要在標準測試裝置中進行散熱器散熱性能的測試，而只需在實驗室中或工業 應用中進行相對準確的測試即可。CN 2537460公開了一種企業在中間試驗過程中自檢用 的散熱器熱工性能試驗臺，它主要是測量散熱器進口溫度和出口溫度的溫差，以此評價 散熱器的散熱性能。但是此專利所涉及的技術是開放式的，整個裝置與外界環境是相通 的，這樣在外界環境的影響下評價散熱器散熱性能存在很大誤差。除此之外，尚未見到 有關這類散熱器散熱性能測試裝置的報道。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，用 來在實驗室中或在工業應用中進行散熱器散熱性能的測量，能夠相對精確地測試散熱器 散熱性能。
本實用新型解決該技術問題所采用的技術方案是 一種測試散熱器表面散熱性能的 裝置，包括測試主體、熱媒系統和溫度監測分析系統，其中測試主體由兩個用絕熱材 料制成的閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構成，每個閉式小室的體積為
(500 700) x(500 700) x(500 700) mm3 ,在放置散熱器一側的閉式小室壁面上開有兩 個直徑為2 4 mm的圓形開口；熱媒系統由上述的兩個散熱器、加熱器、恒溫水箱、通 水管道、兩個流量計、循環水泵、減壓閥門和兩個調節閥門構成；溫度監測分析系統由 二十個溫度傳感器、多路溫度電壓轉換器、多路信號轉化卡和計算機及其中含帶的支持 測量和數據記錄處理的軟件系統構成；上述各個構成部件的安置和連接是這樣的測試主體中散熱器安置在閉式小室內部靠近通水管道一端距離閉式小室壁面10 20cm的位 置處，由用樹脂玻璃做成的支架支撐，分置于兩個閉式小室中的兩個散熱器要對稱放置； 熱媒系統中按恒溫水箱—循環水泵—減壓閥門—流量計—調節閥門—散熱器—恒溫 水箱的順序依次用通水管道連接，加熱器置于恒溫水箱內部；溫度監測分析系統中計 算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統、多路信號轉化卡和多路溫度電 壓轉換器之間用連接導線連接，多路溫度電壓轉換器用連接導線穿過閉式小室壁面上開 有的兩個直徑為2 4mm的圓形開口或直接分別連接到各個溫度傳感器上，其中在兩個散 熱器進出口處各放置一個溫度傳感器作為熱源溫度傳感器，在兩個散熱器外壁中心位置 各固定一個溫度傳感器作為散熱器溫度傳感器，在兩個閉式小室幾何中心各放置一個溫 度傳感器作為閉式小室中心溫度傳感器，在兩個閉式小室每個壁面的幾何中心點各固定 一個溫度傳感器作為閉式小室壁溫傳感器。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中，所述用絕熱材料制成的閉式小室， 其所用的絕熱材料為樹脂。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中，所述閉式小室的內表面涂有吸熱涂 料，閉式小室的外面粘有泡沫保溫板，該泡沫保溫板的導熱系數《0.04W/(m， K)。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中，所述閉式小室的內表面涂有的吸熱 涂料，是由紅外輻射率》97。/。和粒徑《120um的炭黑制成的吸熱涂料。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中，所述閉式小室在放置散熱器一側的 閉式小室壁面的水平中線上開有兩個直徑為2 4mm的圓形開口，兩個圓形開口圓心之 間的距離為200 300 mm。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中，所述通水管道均采用耐熱橡膠管， 并外套橡塑保溫管；所述流量計采用等壓降式流量計；所述循環水泵為熱水型微型增壓 泵。
所述橡塑保溫管是NBR橡膠保溫管或丁腈橡膠保溫管；所述等壓降式流量計是 LZB-IO、 LZB-15或LZB-20轉子流量計。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中，所述溫度傳感器采用熱電阻或熱電 偶；所述多路溫度電壓轉換器為多路信號巡檢儀；所述多路信號轉化卡采用RS-232 RS-545CONVERTER。
所述熱電阻是鉑電阻PtlO或鉑電阻PtlOO;所述熱電偶是銅-考銅熱電偶或銅-康銅 熱電偶。
在上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中的散熱器的形狀大多是管狀或片狀，
也有其他特殊的形狀，但都是空心的；加熱器是電加熱器或其他熱源加熱器。
上述一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中所涉及到的部件和元器件均是本技術領 域的普通技術人員能夠制作或通過市售得到的。
本實用新型的有益效果是 (1 )本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置把按國家標準測試裝置所設計的一般采用鋼制的風冷或水冷的其大小為4000X4000X2800 (mm)的體積較大結構復雜 的閉式小室，改為體積為(500 700) X(500 700) X (500 700)(醒)的結構簡單的 兩個閉式小室，閉式小室用透明絕熱材料制成，內表面涂有吸熱涂料，外表面粘有保溫 板，體積小、結構簡單、造價低，完全滿足在實驗室及工業應用中使用的要求。
(2) 本實用新型裝置中的熱媒系統采用單級加熱，不設降溫系統和冷卻器，也不設 有高水位箱。
(3) 本實用新型裝置中的溫度檢測分析系統同時測量兩個閉式小室每個壁面的中心 溫度、閉式小室中心溫度、散熱器外壁溫度和散熱器進出口溫度，由所記錄的溫度數據 繪制出小室溫度隨時間變化曲線，并計算出散熱器的散熱量，進而依此確定散熱器的散 熱效果。
(4) 本實用新型裝置中加入了減壓閥門，減輕了水泵的工作壓力。
因此，本實用新型裝置具有結構簡單、運行可靠、造價低、功能多、靈活性高的特 點，完全可以滿足在實驗室及工業中測試散熱器表面散熱性能的使用要求。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但本實用新型權利要求保護的范圍
并不限于下述附圖和實施例。
圖1本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置的構成示意圖。
圖2本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置中的閉式小室的透視圖。
圖中l.閉式小室，2.散熱器，3保溫水箱，4.加熱器，5.水泵，6.減壓閥門，
7.流量計，8.調節閥門，9.溫度傳感器，10.多路溫度電壓轉換器，11.多路信號轉
化卡，12.計算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統，13.通水管道，
14.支架。
具體實施方式
從圖1所示實施例中可見，本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置的構 成，包括兩個閉式小室(1)、兩個管狀散熱器(2)、兩個支架(14)、加熱器(4)、恒 溫水箱(3)、通水管道(13)、兩個流量計(7)、水泵(5)、減壓閥門(6)、兩個調節閥 門(8)、 二十個溫度傳感器(9)、多路溫度電壓轉換管(10)、多路信號轉化卡(11)和 計算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統(12)。
在圖l所示實施例中，管狀散熱器(2)放置在閉式小室(1)內部靠近通水管道(13) 一端距離閉式小室(1)壁面10cm的位置上，由支架(14)支撐，兩個閉式小室(1)中 的兩個管狀散熱器(2)要對稱放置；按恒溫水箱(3)—水泵(5)—減壓閥門(6)— 流量計(7)—調節閥門(8)—管狀散熱器(2)—恒溫水箱(3)的順序依次用通水管 道(13)連接，加熱器(4)置于恒溫水箱(3)內部；計算機及其中含帶的支持測量和 數據記錄處理的軟件系統(12)、多路信號轉化卡(11)和多路溫度電壓轉換器(10)之間用連接導線連接，多路溫度電壓轉換器(10)用連接導線穿過閉式小室(1)壁面上開
有的兩個圓形開口或直接分別連接到各個溫度傳感器(9)上，其中在兩個管狀散熱器(2) 的進出口處各放置一個溫度傳感器(9)作為熱源溫度傳感器，在兩個管狀散熱器(2) 外壁中心位置各固定一個溫度傳感器(9)作為散熱器溫度傳感器，在兩個閉式小室(1) 幾何中心各放置一個溫度傳感器(9)作為閉式小室(1)中心溫度傳感器，在兩個閉式 小室(1)每個壁面的幾何中心點各固定一個溫度傳感器(9)作為閉式小室壁溫傳感器。
四個熱源溫度傳感器(9)分別測量兩個管狀散熱器(2)進出水口的溫度；兩個散 熱器溫度傳感器(9)分別測量兩個管狀散熱器(2)壁溫；兩個閉式小室中心溫度傳感 器(9)分別測量兩個閉式小室(1)中心的空氣溫度；十二個閉式小室壁溫傳感器(9) 分別測量兩個閉式小室U)每個壁面的中心點溫度。
兩個閉式小室(1)和分別放置在兩個閉式小室(1)中的管狀散熱器(2)構成測試 主體；管狀散熱器(2)、加熱器(4)、恒溫水箱(3)、通水管道(13)、兩個流量計(7)、 水泵(5)、減壓閥門(6)和兩個調節閥門(8)構成熱媒系統；二十個溫度傳感器(9)、 多路溫度電壓轉換管(10)、多路信號轉化卡(11)和計算機及其中含帶的支持測量和數 據記錄處理的軟件系統(12)構成溫度監測分析系統。
在本實施例中，閉式小室(1)用絕熱材料樹脂制成，內表面涂有紅外輻射率》97% 和粒徑《120um的炭黑制成的吸熱涂料，外表面粘有導熱系數《0.04W/(rn， K)的保溫 板；支架(14)用樹脂玻璃做成；所用的加熱器(4)為電加熱器；所用的通水管道(13) 均采用耐熱橡膠管，并外套NBR橡膠保溫管或丁腈橡膠保溫管；所用的流量計(7)采 用LZB-IO、 LZB-15或LZB-20轉子流量計；所用的水泵(5)為熱水型微型增壓泵；所 用的溫度傳感器(9)均采用鉑電阻PUO、鉑電阻PtlOO熱電阻、銅-考銅熱電偶或銅-康 銅熱電偶；所用的多路溫度電壓轉換器(10)為多路信號巡檢儀；所用的多路信號轉化 卡(11)為RS-232 RS-545CONVERTER;所用的計算機及其中含帶的支持測量和數據記 錄處理的軟件系統(12)為已知產品。
用圖1所示的本實施例的測試散熱器表面散熱性能的裝置來測試散熱器表面散熱性 能的過程是這樣的熱水從恒溫水箱(3)經電加熱器(4)加熱后，首先通過通水管道
(13)進到水泵(5)，為了減小通水管道(13)的壓力安裝了減壓閥門(6)，然后通過 通水管道(13)分流進入兩個流量計(7)，再分別經過兩個調節閥門(8)后分別進入兩 個管狀散熱器(2),最后熱水經通水管道(13)回水回到恒溫水箱(3);接通恒溫水箱
(3)中電加熱器(4)的電源，水溫設定為8(TC，調節兩個閉式小室(1)的初始溫度 至一致，打開由二十個溫度傳感器(9)、多路溫度電壓轉換管(10)、多路信號轉化卡(11) 和計算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統(12)構成的溫度監測分析 系統，記錄10分鐘的空白數據后打開水泵(5)，調節兩邊流量至80L/h，在試驗過程中， 溫度監測分析系統連續記錄管狀散熱器(2)表面溫度、閉式小室(1)周壁和中心點溫 度及管狀散熱器(2)進出口水溫，測試時間為120分鐘，由所記錄的溫度數據繪制出閉 式小室(1)溫度隨時間變化的曲線，并計算出管狀散熱器(2)的散熱量，進而依此確定管狀散熱器(2)散熱效果。
從圖2所示實施例中可見，每個閉式小室(1)的體積為(500 700) X(500 700) X(500 700) mm3，在放置管狀散熱器(2) —側的閉式小室(1)壁面水平中線上開有 兩個直徑為2 4 mm的圓形開口，兩個圓形開口圓心之間的距離為200 300 mm。圓形 開口的用途在于讓連接導線穿過閉式小室(1)壁面，以便多路溫度電壓轉換器(10)與 閉式小室(1)內安置的各個溫度傳感器(9)之間用導線連接，因而兩個圓形開口在閉 式小室(1)壁面上的位置并無限制。
權利要求1. 一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于該裝置包括測試主體、熱媒系統和溫度監測分析系統，其中測試主體由兩個用絕熱材料制成的閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構成，每個閉式小室的體積為(500～700)×(500～700)×(500～700)mm3，在放置散熱器一側的閉式小室壁面上開有兩個直徑為2～4mm的圓形開口；熱媒系統由上述的兩個散熱器、加熱器、恒溫水箱、通水管道、兩個流量計、循環水泵、減壓閥門和兩個調節閥門構成；溫度監測分析系統由二十個溫度傳感器、多路溫度電壓轉換器、多路信號轉化卡和計算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統構成；上述各個構成部件的安置和連接是這樣的測試主體中散熱器安置在閉式小室內部靠近通水管道一端距離閉式小室壁面10～20cm的位置處，由用樹脂玻璃做成的支架支撐，分置于兩個閉式小室中的兩個散熱器要對稱放置；熱媒系統中按恒溫水箱→循環水泵→減壓閥門→流量計→調節閥門→散熱器→恒溫水箱的順序依次用通水管道連接，加熱器置于恒溫水箱內部；溫度監測分析系統中計算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統、多路信號轉化卡和多路溫度電壓轉換器之間用連接導線連接，多路溫度電壓轉換器用連接導線穿過閉式小室壁面上開有的兩個直徑為2～4mm的圓形開口或直接分別連接到各個溫度傳感器上，其中在兩個散熱器進出口處各放置一個溫度傳感器作為熱源溫度傳感器，在兩個散熱器外壁中心位置各固定一個溫度傳感器作為散熱器溫度傳感器，在兩個閉式小室幾何中心各放置一個溫度傳感器作為閉式小室中心溫度傳感器，在兩個閉式小室每個壁面的幾何中心點各固定一個溫度傳感器作為閉式小室壁溫傳感器。
2. 按照權利要求1所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述 用絕熱材料制成的閉式小室，其所用的絕熱材料為樹脂。
3. 按照權利要求1所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述 閉式小室的內表面涂有吸熱涂料，閉式小室的外面粘有泡沫保溫板，該泡沫保溫板的導 熱系數《0.04W/(m'K)。
4. 按照權利要求3所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述閉式小室的內表面涂有的吸熱涂料，是由紅外輻射率》97。/。和粒徑《120"m的炭黑制成 的吸熱涂料。
5. 按照權利要求1所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述 閉式小室在放置散熱器一側的閉式小室壁面的水平中線上開有兩個直徑為2 4 mm的 圓形開口，兩個圓形開口圓心之間的距離為200 300mm。
6. 按照權利要求1所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述 通水管道均采用耐熱橡膠管，并外套橡塑保溫管；所述流量計采用等壓降式流量計所 述循環水泵為熱水型微型增壓泵。
7. 按照權利要求6所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述橡塑保溫管是NBR橡膠保溫管或丁腈橡膠保溫管；所述等壓降式流量計是LZB-IO、 LZB-15或LZB-20轉子流量計。
8. 按照權利要求1所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述溫度傳感器采用熱電阻或熱電偶；所述多路溫度電壓轉換器為多路信號巡檢儀；所述多 路信號轉化卡采用RS-232 RS-545CONVERTER。
9. 按照權利要求8所述的一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，其特征在于所述 熱電阻是鉑電阻PtlO或鉑電阻Ptl00;所述熱電偶是銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶。
專利摘要本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置，涉及一般的物理裝置，它包括測試主體、熱媒系統和溫度監測分析系統，其中測試主體由兩個用絕熱材料制成的閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構成，每個閉式小室的體積為(500～700)×(500～700)×(500～700)mm<sup>3</sup>，在放置散熱器一側的閉式小室壁面上開有兩個直徑為2～4mm的圓形開口；熱媒系統由上述的兩個散熱器、加熱器、恒溫水箱、通水管道、兩個流量計、水泵、減壓閥門和兩個調節閥門構成；溫度監測分析系統由二十個溫度傳感器、多路溫度電壓轉換器、多路信號轉化卡和計算機及其中含帶的支持測量和數據記錄處理的軟件系統構成。該裝置在實驗室或工業應用中能相對精確地測試散熱器散熱性能。
文檔編號G01M99/00GK201289467SQ20082014263
公開日2009年8月12日 申請日期2008年10月22日 優先權日2008年10月22日
發明者燕 丁, 吳曉明, 梁金生, 董存立, 剛 薛 申請人:河北工業大學