CN105301049B - 纺织结构散热器热阻测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纺织结构散热器热阻测试装置，包括用于支撑热源装置和待测试的纺织结构散热器、且可绕一轴进行旋转的旋转装置；设于所述旋转装置上、用于对待测试的纺织结构散热器底板进行加热、且加热面的形状与待测试的纺织结构散热器底板形状相匹配的热源装置；用于调节待测试的纺织结构散热器与所述热源装置的加热面接触的紧密性的固定装置。本发明还提供了一种纺织结构散热器热阻测试方法。本发明提供的装置克服了现有技术的不足，满足纺织结构散热器热阻测试的需求，通过横杆和螺杆匹配的固定装置保证了纺织结构散热器与测试装置接触的紧密性；不同曲率半径的加热面能够满足纺织结构散热器在其底板不同屈曲应用状态下的散热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织结构散热器热阻的测试装置和测试方法，属于纺织产品性能测试技术领域。
背景技术
目前，在电力电子控制器产品的开发和应用中，热阻作为评估散热器散热能力的重要参数，一直以来是业内关注和评估的对象。为提高电子元器件等的散热性能和应用范围，一种具有柔性结构的针肋式纺织结构散热器(公开号：CN 104400371 A)已被开发。作为一种新型的散热器，纺织结构散热器热阻的测试是对其进行结构设计和性能优化的前提条件。
目前，在进行热阻测试时，传统散热器测试方法和测试装置主要针对刚性散热器件，如在专利“散热器测试冶具及方法”(公开号：CN102854213A)中采用的螺丝紧固的方法对散热器进行固定，该方法在测试过程，需要在散热器的底板上设置螺丝孔，并且对于散热器底板的形状限制比较大；随着测试装置的优化，在专利“LED散热器热性能测试方法及装置”(公开号：CN103822940A)采用的固定方式是散热器边缘或中心扣合，对于刚性的铝板、铜板等，这一固定方式可以保证散热器底板与测试装置接触的紧密性。但是，纺织结构散热器的底板采用织物结构，这决定了该散热器具有有别于传统散热器的特征：底面平整度低；包裹在不同曲面的热源表面时，散热单元的空间排列发生变化；即使底面与锡复合提高其平整度后底板仍然具有一定的柔性。因此，在纺织结构散热器固定时不能采用传统的固定方式。除此之外，由于纺织结构散热器的柔性特征，使其突破传统散热器个体的局限性，可以贴附到不同形态的表面上进行散热，这就对其在不同曲率表面下热阻的测试提出了要求，而传统的测试装置中的散热表面为刚性平板或刚性曲面板，并不能满足纺织结构散热器对于在不同应用环境中散热性能的评价要求。
综上所述，现有散热器热阻测试的方法和装置不能满足测试纺织结构散热器在不同应用状态下热阻值的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种满足纺织结构散热器热阻测试的要求的纺织结构散热器热阻测试装置和方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：包括
用于支撑热源装置和待测试的纺织结构散热器、且可绕一轴进行旋转的旋转装置；
设于所述旋转装置上、用于对待测试的纺织结构散热器底板进行加热、且加热面的形状与待测试的纺织结构散热器底板形状相匹配的热源装置；
用于调节待测试的纺织结构散热器与所述热源装置的加热面接触的紧密性的固定装置。
优选地，所述旋转装置包括底座，支撑轴一端与底座固定，支撑轴另一端穿过固定盘与旋转盘连接，旋转盘可绕支撑轴旋转。
优选地，所述旋转盘和支撑轴通过设于旋转盘上的凹槽和设于支撑轴的凸台匹配连接。
优选地，所述旋转盘上设有第一定位孔，所述固定盘周向上均匀分布若干第二定位孔；所述第一定位孔与其中一个第二定位孔相对并通过止动销连接，将所述旋转盘固定在某一水平角度。
优选地，所述热源装置包括设于所述旋转盘上的容纳盒，加热块设于容纳盒内，加热块周围包裹有绝热材料，加热块中嵌入有电加热管。
优选地，所述加热块的上表面作为加热面，用于与待测试的纺织结构散热器的底板接触；所述加热面的形状与待测试的纺织结构散热器的底板形状相同；所述加热块的材料为纯铜。
优选地，所述绝热材料为聚氨酯泡沫。
优选地，所述固定装置由横杆和螺杆组成，横杆水平设置于所述容纳盒顶部且从待测试的纺织结构散热器中穿过，螺杆竖直设置于所述容纳盒两侧；螺杆上端设于横杆上的倒孔内，螺杆下端与所述旋转盘上的螺丝孔连接。
优选地，所述横杆上的倒孔直径比螺杆的直径大，使螺杆能沿横杆上下移动；通过旋转螺杆控制待测试的纺织结构散热器与所述加热面接触的紧密性；所述螺杆由不导热的材料制作；所述横杆的横截面为水滴形；所述横杆和所述加热面匹配处的曲率半径与所述加热面的曲率半径相同。
本发明还提供的一种纺织结构散热器热阻测试方法，采用上述纺织结构散热器热阻测试装置，步骤为：
步骤1：制作加热面符合待测试的纺织结构散热器底板形状要求的加热块，在加热块中嵌入电加热管，将加热块放置于容纳盒中，在加热块除加热面以外的表面包裹绝热材料；
步骤2：将待测试的纺织结构散热器放置在加热块上，纺织结构散热器的底板对准加热块的加热面，横杆从纺织结构散热器中穿过且平均分布在纺织结构散热器的底板上，旋转螺杆使纺织结构散热器与加热块的加热面紧密接触；
步骤3：在纺织结构散热器上布置热电偶，调节加热管所接电源的电流大小以改变到达所述加热面的热流密度大小，模拟不同功率的热源；
通过改变所述加热面的屈曲半径，实现纺织结构散热器在不同屈曲应用状态下的散热性能测试；
转动旋转盘，纺织结构散热器会随之旋转，将旋转盘上第一定位孔和固定盘上的某一第二定位孔通过止动销连接实现确定角度的定位，从而实现纺织结构散热器在不同吹风角度下的散热性能测试。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，满足纺织结构散热器热阻测试的需求，通过横杆和螺杆匹配的固定装置保证了纺织结构散热器与测试装置接触的紧密性；不同曲率半径的加热面能够满足纺织结构散热器在其底板不同屈曲应用状态下的散热性能。
附图说明
图1为实施例1提供的纺织结构散热器热阻测试装置示意图；
图2为图1的爆炸图；
图3为图1中热源装置刨示图；
图4为横杆结构示意图；
图5为横杆横截面结构示意图；
图6为实施例2提供的纺织结构散热器热阻测试装置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
图1为本实施例提供的纺织结构散热器热阻测试装置示意图，所述的纺织结构散热器热阻测试装置包括旋转装置、固定装置和热源装置，热源装置设于旋转装置上，热源装置上表面设置待测试的纺织结构散热器，并通过固定装置进行固定牢。
其中，旋转装置由底座1、支撑轴2、固定盘3以及旋转盘4等组成，支撑轴2一端与底座1固定，支撑轴2另一端穿过固定盘3与旋转盘4连接，旋转盘4可绕支撑轴2旋转。
底座1与支撑轴2通过自身的螺丝孔固定，固定盘3和支撑轴2则可直接焊接或通过螺钉固定，旋转盘4和支撑轴2则通过旋转盘的凹槽和支撑轴的凸台连接实现组装。
结合图2，在旋转盘4上设定第一定位孔401，并在固定盘3上以支撑轴2的中心线为中心，180°内均匀分布若干的第二定位孔301，其孔的多少可根据实验所需角度来设定。将第一定位孔401与第二定位孔301中的一个相对，并插入止动销，即可将旋转盘4固定在某一水平角度。
结合图3，热源装置包括容纳盒8、加热块9、电加热管10和绝热材料11，容纳盒8放置在旋转盘4上，加热块9放置在容纳盒8内，加热块9周围包裹有绝热材料11，加热块9中嵌入有电加热管10。
容纳盒8可通过焊接或螺栓固定在旋转盘4的上表面401上，防止其出现滑移。
加热块9上表面901作为加热面，用于与待测试的纺织结构散热器12的底面接触。本实施例中，加热块9上表面901为平整的平面，形状与散热器12底板形状相同，并且加热块9的材料采用的是高导热的纯铜。容纳盒8可通过焊接或螺栓固定在旋转盘4的上表面401上，防止其出现滑移；并且在容纳盒8一侧开有方便加热管10的导线穿过的口孔801。绝热材料11为聚氨酯泡沫，将聚氨酯泡沫剂灌入容纳盒8内，一段时间风干后，即可形成固体状的聚氨酯泡沫，其导热系数＜0.36W/(m·K)。
固定装置由横杆6和螺杆7组成。横杆6水平设置于容纳盒8顶部且从散热器12中穿过，螺杆7竖直设置于容纳盒8两侧。结合图4，横杆6上设有倒孔601，螺杆7通过倒孔601与横杆6连接。其中，倒孔601直径要比螺杆7的直径稍大使螺杆7能沿横杆6上下移动，螺杆7下端与旋转盘4上的螺丝孔连接，通过旋转螺杆7来控制散热器12与加热面的固定情况。拧紧螺杆7即可使散热器12与加热面实现紧密接触，固定散热器的同时也减少了加热面与散热器之间的接触热阻。为了防止横杆6参与传热，选用不导热的复合材料制作螺杆。本实施例中，横杆6为直杆结构，由耐高温的低导热系数的复合材料制成，且其横截面的形状为水滴状，如图5所示，以减少横杆与散热器的接触面积，减少测试误差。在本实施例中共设置了三个固定件(每个固定件由一根横杆6和两根螺杆7组成)。
上述纺织结构散热器热阻测试装置使用时，纯铜材料的加热块9的上表面901作为加热面模拟不同外形的加热源。加热块9内嵌有电加热管10，放置在容纳盒8中，周围填充有绝缘材料11，可使电加热管10产生的热量几乎全部传递到加热块9的上表面901，加热管10的导线通过口孔801引出容纳盒。调节电加热管10所接电流可以改变到达加热面的热流密度的大小，以此模拟不同功率的热源。
在加热面上涂上适量的导热膏，将待测试的纺织结构散热器12放置在加热块9的加热面上，散热器底板受热面对准加热块加热面，加热面为抛光面。将横杆6穿过散热器，平均分布在散热器的底板上，慢慢旋转螺杆7用来夹紧散热器，调整到适合的松紧度完成散热器的固定。
转动旋转盘4，此时散热器12也会随之转动一定的角度，通过旋转盘4和固定盘3上各自的定位孔实现确定角度的定位，从而方便的实现纺织结构散热器不同吹风角度下散热器散热性能的测试。
在散热器合适的位置布置热电偶，打开电加热管10所接的可调电源，调节合适的电流，即可开始测试。
本实施例未涉及部分均与现有的技术相同或可采用现有技术加以实现。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：加热块9上表面901的形状为曲率半径20mm的曲面，如图6所示，同时横杆6中部也为弯曲结构，曲率半径与加热块9上表面901的曲率半径相同。待测试的纺织结构散热器12放置在加热块9的加热面上，散热器底板受热面对准加热块加热面，完成纺织结构散热器在其底板此种屈曲应用状态下的散热性能测试。
Claims (8)
1.一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：包括
用于支撑热源装置和待测试的纺织结构散热器、且可绕一轴进行旋转的旋转装置；
设于所述旋转装置上、用于对待测试的纺织结构散热器底板进行加热、且加热面的形状与待测试的纺织结构散热器底板形状相匹配的热源装置；
用于调节待测试的纺织结构散热器与所述热源装置的加热面接触的紧密性的固定装置；
所述旋转装置包括底座(1)，支撑轴(2)一端与底座(1)固定，支撑轴(2)另一端穿过固定盘(3)与旋转盘(4)连接，旋转盘(4)可绕支撑轴(2)旋转；
所述的旋转盘(4)上设有容纳盒(8)；
所述固定装置由横杆(6)和螺杆(7)组成，横杆(6)水平设置于所述容纳盒(8)顶部且从待测试的纺织结构散热器(12)中穿过，螺杆(7)竖直设置于所述容纳盒(8)两侧；螺杆(7)上端设于横杆(6)上的倒孔(601)内，螺杆(7)下端与所述旋转盘(4)上的螺丝孔连接；
所述横杆(6)的横截面为水滴形；所述横杆(6)和所述加热面匹配处的曲率半径与所述加热面的曲率半径相同。
2.如权利要求1所述的一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：所述旋转盘(4)和支撑轴(2)通过设于旋转盘(4)上的凹槽和设于支撑轴(2)的凸台匹配连接。
3.如权利要求1或2所述的一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：所述旋转盘(4)上设有第一定位孔(401)，所述固定盘(3)周向上均匀分布若干第二定位孔(301)；所述第一定位孔(401)与其中一个第二定位孔(301)相对并通过止动销连接，将所述旋转盘(4)固定在某一水平角度。
4.如权利要求3所述的一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：所述热源装置包括设于所述旋转盘(4)上的容纳盒(8)，加热块(9)设于容纳盒(8)内，加热块(9)周围包裹有绝热材料(11)，加热块(9)中嵌入有电加热管(10)。
5.如权利要求4所述的一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：所述加热块(9)的上表面(901)作为加热面，用于与待测试的纺织结构散热器(12)的底板接触；所述加热面的形状与待测试的纺织结构散热器(12)的底板形状相同；所述加热块(9)的材料为纯铜。
6.如权利要求4所述的一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：所述绝热材料(11)为聚氨酯泡沫。
7.如权利要求4所述的一种纺织结构散热器热阻测试装置，其特征在于：所述横杆(6)上的倒孔(601)直径比螺杆(7)的直径大，使螺杆(7)能沿横杆(6)上下移动；通过旋转螺杆(7)控制待测试的纺织结构散热器(12)与所述加热面接触的紧密性；所述螺杆(7)由不导热的材料制作。
8.一种纺织结构散热器热阻测试方法，其特征在于，采用如权利要求1～7任一项所述的纺织结构散热器热阻测试装置，步骤为：
步骤1：制作加热面符合待测试的纺织结构散热器(12)底板形状要求的加热块(9)，在加热块(9)中嵌入电加热管(10)，将加热块(9)放置于容纳盒(8)中，在加热块(9)除加热面以外的表面包裹绝热材料(11)；
步骤2：将待测试的纺织结构散热器(12)放置在加热块(9)上，纺织结构散热器(12)的底板对准加热块(9)的加热面，横杆(6)从纺织结构散热器(12)中穿过且平均分布在纺织结构散热器(12)的底板上，旋转螺杆(7)使纺织结构散热器(12)与加热块(9)的加热面紧密接触；
步骤3：在纺织结构散热器(12)上布置热电偶，调节加热管(10)所接电源的电流大小以改变到达所述加热面的热流密度大小，模拟不同功率的热源；
通过改变所述加热面的屈曲半径，实现纺织结构散热器(12)在不同屈曲应用状态下的散热性能测试；
转动旋转盘(4)，纺织结构散热器(12)会随之旋转，将旋转盘(4)上第一定位孔(401)和固定盘(3)上的某一第二定位孔(301)通过止动销连接实现确定角度的定位，从而实现纺织结构散热器在不同吹风角度下的散热性能测试。
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