CN106596629A - 一种平板微热管传热性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种平板微热管传热性能测试装置，包括：平板微热管、加热装置、冷却装置和温度信号采集系统，加热装置与平板微热管连接，冷却装置与平板微热管连接，温度信号采集系统与平板微热管连接，其中，平板微热管包括：螺栓、具有毛细结构的铜基板，具有毛细结构的铜基板通过螺栓固定在平板微热管上，使得在平板微热管传热性能测试过程中能通过松开螺栓对具有毛细结构的铜基板进行更换。本发明实施例不必对微热管进行复杂的焊接以及注液过程，只需将内壁的毛细结构进行简单的机械组装便能够进行检测的微热管传热性能测试。
Description
技术领域
本发明涉及平板微热管性能测试领域，尤其涉及一种平板微热管传热性能测试装置。
背景技术
超大规模集成电路集成度高，可用散热面积小，芯片温度显著上升，导致了极高的热流密度。传统的风冷和水冷等冷却方式无法满足要求，因而电子器件的散热问题严重影响其工作可靠性和使用寿命，成为了是制约其继续发展的关键问题之一。传统吸液芯热管由于体积大易损坏等问题，很难满足高可靠性和微型化的要求。基于工质相变传热原理的微热管是解决芯片散热问题的有效途径，体积小且能够与散热对象更好地接触的平板微热管是微热管发展的主流方向，且具有梯度润湿结构表面的平板微热管可显著增强微热管的工质回流能力，极大提升散热性能。
在研究平板微热管以及具有梯度润湿表面的平板微热管的开发研究当中，需要研究不同润湿性能的毛细结构或不同润湿性能梯度分布的毛细结构对平板微热管传热性能的影响，但目前微热管传热性能的检测平台基本上只能够对已进行注液及封装的成品微热管进行传热性能的测试。且对于平板微热管，其封装方法目前仍未完善，封装工艺较为繁琐。目前微热管的测试方法中缺乏一种能够直接对在铜基板中加工完好的毛细结构的平板微热管中的传热性能检测方法，且在金属基的微热管检测平台中，大都缺乏对微热管中液态工质的流动状态进行检测，但其工质流动状态对于平板微热管导热性能的分析中有着尤为突出的作用。
因此，提供一种不必对微热管进行复杂的焊接以及注液过程，且可以方便对微热管内部的毛细结构进行随时的替换并能够观测微热管中液态工质流动状态的可操作式平板微热管传热性能测试装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种平板微热管传热性能测试装置，不必对微热管进行复杂的焊接以及注液过程，只需将内壁的毛细结构进行简单的机械组装便能够进行检测的微热管传热性能测试。
本发明实施例提供了一种平板微热管传热性能测试装置，包括：
平板微热管、加热装置、冷却装置和温度信号采集系统；
所述加热装置与所述平板微热管连接；
所述冷却装置与所述平板微热管连接；
所述温度信号采集系统与所述平板微热管连接；
其中，所述平板微热管包括：螺栓、具有毛细结构的铜基板；
所述具有毛细结构的铜基板通过所述螺栓固定在所述平板微热管上，使得在所述平板微热管传热性能测试过程中能通过松开所述螺栓对具有毛细结构的铜基板进行更换。
优选地，所述平板微热管还包括：上夹板、铝合金边框、下夹板；
所述铝合金边框为中空结构，用于放置所述具有毛细结构的铜基板；
所述铝合金边框设置有通口；
所述上夹板、所述铝合金边框与所述下夹板依次贴合连接；
所述上夹板和所述下夹板通过所述螺栓可拆卸连接。
优选地，所述平板微热管还包括：橡胶垫圈；
所述上夹板与所述铝合金边框之间设置有所述橡胶垫圈；
所述铝合金边框与所述具有毛细结构的铜基板之间设置有所述橡胶垫圈。
优选地，所述平板微热管还包括：至少两个热电偶；
所述热电偶一端通过所述通口与所述具有毛细结构的铜基板连接；
所述热电偶另一端与所述温度信号采集系统连接。
优选地，所述平板微热管还包括：两个快速接头；
所述快速接头与所述铝合金边框连接。
优选地，本发明实施例提供的一种平板微热管传热性能测试装置还包括：注液装置和抽真空装置；
所述注液装置通过第一快速接头与所述铝合金边框连接；
所述抽真空装置通过第二快速接头与所述铝合金边框连接。
优选地，所述注液装置包括：小球阀和注射器；
所述注射器与所述小球阀一端连接；
所述小球阀另一端通过第一快速接头与所述铝合金边框连接。
优选地，所述抽真空装置包括：真空计、小球阀与真空泵；
所述真空计与所述小球阀连接；
所述真空泵与所述小球阀一端连接；
所述小球阀另一端与第二快速接头连接。
优选地，所述平板微热管为可操作式平板微热管。
优选地，所述上夹板为透明上夹板。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种平板微热管传热性能测试装置，包括：平板微热管、加热装置、冷却装置和温度信号采集系统，加热装置与平板微热管连接，冷却装置与平板微热管连接，温度信号采集系统与平板微热管连接，其中，平板微热管包括：螺栓、具有毛细结构的铜基板，具有毛细结构的铜基板通过螺栓固定在平板微热管上，使得在平板微热管传热性能测试过程中能通过松开螺栓对具有毛细结构的铜基板进行更换。本发明实施例具有以下优点：
(1)本发明实施例可以无需经过焊接以及封装的过程直接对平板微热管中铜基板上毛细结构的性能进行测试。测试过程简单方便高效。
(2)众多的实验组仅需替换具有毛细结构的铜基板，并未更换微热管中的各部件，可以省去由于封装焊接以及微热管盖板加工制造过程中对微热管传热性能的影响，排除实验过程中的误差。
(3)装置中除了设有温度采集系统外还可以通过真空计对微热管内部的蒸汽压进行实时检测，并且能够通过透明上夹板对微热管内部工质进行实时检测，能更好地探究不同毛细结构对微热管传热性能的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种平板微热管传热性能测试装置的结构示意图；
图2为平板微热管的结构示意图。
其中，图中标记如下所示：
1.平板微热管 2.加热装置 3.冷却装置 4.温度信号采集系统 11.下夹板 12.具有毛细结构的铜基板 13.橡胶垫圈 14.上夹板 15.螺栓 16.快速接头 17.铝合金边框18.热电偶 21.加热块 22.可调压电源 31.冷凝快 32.恒温水箱 41.数据采集卡
具体实施方式
本发明实施例提供了一种平板微热管传热性能测试装置，不必对微热管进行复杂的焊接以及注液过程，只需将内壁的毛细结构进行简单的机械组装便能够进行检测的微热管传热性能测试。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供的一种平板微热管传热性能测试装置，包括：
平板微热管1、加热装置2、冷却装置3和温度信号采集系统4；
加热装置2与平板微热管1连接；
冷却装置3与平板微热管1连接；
温度信号采集系统4与平板微热管1连接；
其中，平板微热管1包括：螺栓15、具有毛细结构的铜基板12；
具有毛细结构的铜基板12通过螺栓15固定在平板微热管1上，使得在平板微热管1传热性能测试过程中能通过松开螺栓15对具有毛细结构的铜基板12进行更换。
平板微热管1还包括：上夹板14、铝合金边框17、下夹板11；
铝合金边框17为中空结构，用于放置具有毛细结构的铜基板12；
铝合金边框17设置有通口；
上夹板14、铝合金边框17与下夹板11依次贴合连接；
上夹板14和下夹板11通过螺栓15可拆卸连接。
平板微热管1还包括：橡胶垫圈13；
上夹板14与铝合金边框17之间设置有橡胶垫圈13；
铝合金边框17与具有毛细结构的铜基板12之间设置有橡胶垫圈13。
平板微热管1还包括：至少两个热电偶18；
热电偶18一端通过通口与具有毛细结构的铜基板12连接；
热电偶18另一端与温度信号采集系统4连接。
平板微热管1还包括：两个快速接头16；
快速接头16与铝合金边框17连接。
本发明实施例提供的一种平板微热管传热性能测试装置还包括：注液装置和抽真空装置；
注液装置通过第一快速接头与铝合金边框连接；
抽真空装置通过第二快速接头与铝合金边框连接。
注液装置包括：小球阀和注射器；
注射器与小球阀一端连接；
小球阀另一端通过第一快速接头与铝合金边框连接。
抽真空装置包括：真空计、小球阀与真空泵；
真空计与小球阀连接；
真空泵与小球阀一端连接；
小球阀另一端与第二快速接头连接。
平板微热管1为可操作式平板微热管。
上夹板14为透明上夹板。
在本实施例中，加热装置2有可调压电源22，电热棒，加热块21以及恒温器组成；冷却装置3由恒温水箱32与冷凝块31组成；温度信号采集装置则通过热电偶18及数据采集卡41对平板微热管1的各部分温度进行采集。
铝合金边框17侧面开有通口，用于插入并固定热电偶以及连接快速接头，便于与后续抽真空装置以及注液装置的连接。
加热装置2通过可调压交流电源22控制电热棒的功率，并通过温控器实现电热棒的恒温发热。
冷却装置3通过恒温水箱32向冷凝块31提供恒定温度的循环冷却水以实现冷凝块31的恒温调节。
抽真空装置由真空计，小球阀与真空泵组成，该组件通过快速接头16与平板微热管1进行连接，通过真空泵对可操作式平板热管进行抽真空处理，通过真空计观测热管内部的真空度，当达到需要的真空度时将球阀关闭实现平板微热管1的密封。
注液装置由小球阀与有刻度的注射器组成，注射器通过改装与球阀的一端相接，球阀的另一端通过快速接头与可操作式平板微热管相接，通过注射器中的刻度确定工质量的多少，灌注工质时打开球阀，待工质灌注完毕后关闭球阀，实现可操作式微热管的密封。
通过该平板微热管传热性能测试装置对平板微热管的传热性能进行检测的过程如下：
(1)通过螺栓15依次将透明上夹板14、橡胶垫圈13、铝合金边框17、橡胶垫圈13、具有毛细结构的铜基板12，下夹板11连接固定。热电偶18以及快速接头16插入铝合金边框17侧面，热电偶18用于检测平板微热管内部各处温度，快速接头16用于连接注液装置和抽真空装置，弯曲热电偶18的探头，使其能够与铜基板接触，完成可操作式平板热管的组装。
(2)将注液装置与抽真空装置通过快速接头连接到可操作式平板热管中，打开注液装置的球阀，注射定量工质后关闭球阀密封热管，打开抽真空装置球阀开始抽真空，通过真空计观测微热管内部的真空度，当微热管到达合适的真空度后关闭其球阀，完成对微热管的注液以及抽真空。
(3)将上述完成注液与抽真空的平板微热管1安装到装有加热块21和冷凝块31的平台中并通过螺栓15对其进行固定，加热块21和冷凝块31与平板微热管1接触的表面上均涂有导热硅脂。
(4)启动加热装置2、冷却装置3和温度信号采集系统4，设定恒温水箱32的冷却水温度为15°调节可调压电源22改变微热管蒸发段的热流，观测温度信号采集系统中的微热管各处温度变化，得出平板微热管的热管启动时间、等温性能、最大传热功率和热阻等性能。并通过观测器液态工质的流动情况得出改变平板微热管导热性能的原因，完成一组微热管传热性能的测量。
(5)松开紧固螺栓15并替换其具有毛细结构的铜基板12，重复上述(1)-(4)步骤对下一组实验对象进行测试。
本发明实施例提供的一种平板微热管传热性能测试装置能无需通过封装焊接等繁琐的步骤对多组具有不同毛细结构铜基板微热管进行传热性能的测试。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，包括：平板微热管、加热装置、冷却装置和温度信号采集系统；
所述加热装置与所述平板微热管连接；
所述冷却装置与所述平板微热管连接；
所述温度信号采集系统与所述平板微热管连接；
其中，所述平板微热管包括：螺栓、具有毛细结构的铜基板；
所述具有毛细结构的铜基板通过所述螺栓固定在所述平板微热管上，使得在所述平板微热管传热性能测试过程中能通过松开所述螺栓对具有毛细结构的铜基板进行更换。
2.根据权利要求1所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述平板微热管还包括：上夹板、铝合金边框、下夹板；
所述铝合金边框为中空结构，用于放置所述具有毛细结构的铜基板；
所述铝合金边框设置有通口；
所述上夹板、所述铝合金边框与所述下夹板依次贴合连接；
所述上夹板和所述下夹板通过所述螺栓可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述平板微热管还包括：橡胶垫圈；
所述上夹板与所述铝合金边框之间设置有所述橡胶垫圈；
所述铝合金边框与所述具有毛细结构的铜基板之间设置有所述橡胶垫圈。
4.根据权利要求3所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述平板微热管还包括：至少两个热电偶；
所述热电偶一端通过所述通口与所述具有毛细结构的铜基板连接；
所述热电偶另一端与所述温度信号采集系统连接。
5.根据权利要求3所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述平板微热管还包括：两个快速接头；
所述快速接头与所述铝合金边框连接。
6.根据权利要求5所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，还包括：注液装置和抽真空装置；
所述注液装置通过第一快速接头与所述铝合金边框连接；
所述抽真空装置通过第二快速接头与所述铝合金边框连接。
7.根据权利要求6所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述注液装置包括：小球阀和注射器；
所述注射器与所述小球阀一端连接；
所述小球阀另一端通过第一快速接头与所述铝合金边框连接。
8.根据权利要求6所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述抽真空装置包括：真空计、小球阀与真空泵；
所述真空计与所述小球阀连接；
所述真空泵与所述小球阀一端连接；
所述小球阀另一端与第二快速接头连接。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述平板微热管为可操作式平板微热管。
10.根据权利要求2所述的平板微热管传热性能测试装置，其特征在于，所述上夹板为透明上夹板。
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