CN107085010A - 一种冷媒散热器测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷媒散热器测试装置及方法，冷媒散热器测试装置通过循环冷却系统和恒温加热系统对被测试工件同时进行加热和降温，再通过温度采集系统实时采集进水口温度、出水口温度和均热块温度，控制系统根据进水口温度、出水口温度和均热块温度，计算得出被测试工件的热阻值，从而得出被测试工件的散热能力。本发明可快速对散热器的散热能力进行测试，为批量化检测节省了时间。

Description

一种冷媒散热器测试装置及方法

技术领域

本发明属于散热装置性能测试技术领域，特别是涉及一种冷媒散热器测试装置及方法。

背景技术

现有变频空调器的电控盒内具有发热量较大的功率模块，为了对电控盒及时散热，避免热量影响电控盒内电子器件的正常工作，一般在电控盒上安装散热器。现有散热器是由散热板和冷媒管通过胀管工艺加工而成，但是，由于散热器的散热能力会受到散热板的平面度、散热板与冷媒管的配合以及冷媒管的内径等多方面因素的影响，因而，需要设计一种冷媒散热器的测试装置，以对散热器的散热性能进行测试，保证散热器的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷媒散热器测试装置，解决了对冷媒散热器的性能进行测试的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种冷媒散热器测试装置，包括：

循环冷却系统，用于与被测试工件的进水口和出水口相接，为所述被测试工件提供冷却；

恒温加热系统，用于与所述被测试工件接触，为所述被测试工件提供热量；所述恒温加热系统包括恒功率电源、加热体、均热块和导热垫片，所述均热块位于所述加热体上，所述加热体与所述被测试工件之间设置导热垫片；

温度采集系统，包括用于采集进水口温度的进水口温度传感器、用于采集出水口温度的出水口温度传感器和用于采集均热块温度的加热温度传感器，所述进水口温度传感器、出水口温度传感器和加热温度传感器采集温度信号并发送至控制系统；

控制系统，用于根据进水口温度、出水口温度和均热块温度计算被测试工件的热阻值。

如上所述的冷媒散热器测试装置，所述控制系统根据所述均热块温度判断所述被测试工件是否为不良件。

如上所述的冷媒散热器测试装置，所述温度采集系统包括用于采集所述被测试工件冷媒管温度的冷媒管温度传感器，所述控制系统用于根据所述均热块温度和冷媒管温度判断循环冷却系统是否故障。

如上所述的冷媒散热器测试装置，所述温度采集系统包括用于采集被测试工件散热板温度的散热板温度传感器，所述控制系统根据所述均热块温度和所述散热板温度计算所述导热垫片的热阻值。

如上所述的冷媒散热器测试装置，所述装置包括工件定位系统，所述工件定位系统包括定位凹槽和定位杆，所述恒温加热系统位于所述定位凹槽内，所述定位杆用于定位所述恒温加热系统。

如上所述的冷媒散热器测试装置，所述装置包括箱体和上盖，所述循环冷却系统、恒温加热系统、温度采集系统和控制系统均位于所述箱体内，所述上盖关闭时压装所述被测试工件。

本发明还提出了一种冷媒散热器测试装置的测试方法，所述被测试工件的热阻值=（均热块温度-进水口温度与出水口温度的平均值）/恒温加热系统的输入功率。

本发明还提出了一种冷媒散热器测试装置的测试方法，所述控制系统判断所述均热块温度是否超出设定阈值，若是，所述控制系统判断所述被测试工件为不良件。

本发明还提出了一种冷媒散热器测试装置的测试方法，所述控制系统判断所述加热体温度和所述冷媒管温度是否超出设定阈值，若是，所述控制系统判断所述循环冷却系统故障。

本发明还提出了一种冷媒散热器测试装置的测试方法，所述导热垫片的热阻值=（均热块温度-散热板温度）/恒温加热系统的输入功率。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明冷媒散热器测试装置通过循环冷却系统和恒温加热系统对被测试工件同时进行加热和降温，再通过温度采集系统实时采集进水口温度、出水口温度和均热块温度，控制系统根据进水口温度、出水口温度和均热块温度，计算得出被测试工件的热阻值，从而得出被测试工件的散热能力。本发明可快速对散热器的散热能力进行测试，为批量化检测节省了时间。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本发明具体实施例冷媒散热器测试装置的示意图。

图2为本发明具体实施例恒温加热系统和被测试工件的分解图。

图3为本发明具体实施例温度传感器位置分布示意图。

图4为本发明具体实施例工件定位系统示意图。

图5为本发明具体实施例控制原理图。

图中附图标记为：

1、箱体；2、上盖；21、盖体；22、压装部；23、弹性件；3、锁紧机构；4、被测试工件；41、冷媒管；42、散热板；51、水箱；52、水泵；53、流量计；54、节流阀；55、辅助散热器；61、支撑座；62、加热体；63、均热块；64、导热垫片；71、进水口温度传感器；72、出水口温度传感器；73、加热温度传感器；74、冷媒管温度传感器；75、散热板温度传感器；81、定位凹槽；82、定位杆。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提出了一种冷媒散热器测试装置，包括箱体1、上盖2和位于箱体1内的循环冷却系统、恒温加热系统、温度采集系统和控制系统。

如图2、3所示，被测试工件4是由散热板42和冷媒管41通过胀管工艺加工而成。冷媒管41一般采用铜管，散热板42采用铝合金材质。

被测试工件4位于恒温加热系统上，上盖2关闭时，压装被测试工件4。为了适应不同型号的被测试工件，如图1所示，本实施例的上盖2包括盖体21、压装部22和弹性件23，压装部22通过弹性件23安装于盖体21上，弹性件23优选为弹簧。盖体21通过锁紧机构3锁紧在箱体1上。

循环冷却系统，用于与被测试工件4的冷媒管41的进水口和出水口相接，为被测试工件4提供冷却。如图5所示，循环冷却系统包括水箱51、水泵52、流量计53、节流阀54和辅助散热器55。水箱51、水泵52、流量计53、被测试工件4、节流阀54和辅助散热器55依次连接形成循环回路。水箱51内的水被水泵52泵入被测试工件4，带走被测试工件4的热量，经过节流阀54，到达辅助散热器55后降低温度进入水箱51。其中，流量计53用于实时检测水流量，并发送至控制系统，控制系统调节水泵52，使循环冷却系统的水流量达到一个稳定供给的状态。

另外，循环冷却系统包括快速接头，温度采集系统温度传感器集成在快速接头上，可以节省被测试工件4安装和拆下的时间、安置温度传感器的时间，提高了工作效率。

恒温加热系统，用于与被测试工件4接触，为被测试工件4提供热量。如图2所示，恒温加热系统包括支撑座61、恒功率电源（封装在箱体内，图中未示出）、加热体62、均热块63和导热垫片64。其中，支撑座61用于支撑加热体62、均热块63和导热垫片64。加热体62包括6块，通过恒功率直流电源给加热体62供电，6块加热体62同时向均热块63传递热量。均热块63为紫铜块，位于加热体62上，主要用于将加热体62的热量均匀分布在均热块63上，并通过导热垫片64向被测试工件4传递热量。加热体62与被测试工件4的散热板42之间设置导热垫片64。导热垫片64主要是为了避免被测试工件4与均热块63由于接触面不平整、不能进行良好的热传递而产生误差的问题。

温度采集系统，包括用于采集进水口温度的进水口温度传感器71、用于采集出水口温度的出水口温度传感器72和用于采集均热块63温度的加热温度传感器73，进水口温度传感器71、出水口温度传感器72和加热温度传感器73采集温度信号并发送至控制系统。

控制系统，用于根据进水口温度出水口温度和均热块温度计算被测试工件4的热阻值，并输出。一般是输出在测试装置的显示屏上。本实施例测试装置主要是通过监测进水口温度、出水口温度和均热块温度来实现对被测工件4散热能力的衡量。

基于上述冷媒散热器测试装置的设计，本实施例还提出了一种测试方法，被测试工件的热阻值=（均热块温度-进水口温度与出水口温度的平均值）/恒温加热系统的输入功率。

为了提高测试精度，本实施例温度采集系统包括用于采集均热块63至少两个部位温度的加热温度传感器73。其中，本实施例中的均热块温度均是指至少两个加热温度传感器检测温度的平均值。

为了安全可靠地监测被测试工件4，快速剔除不良件，提高检测效率，控制系统根据均热块63温度判断被测试工件4是否为不良件。若测试开始，设备运转一切正常，均热块63表面温度持续升高，超过设定阈值，则说明散热板42没有和冷媒管41形成良好的换热，可以判定被测试工件4散热能力极差。

基于上述冷媒散热器测试装置的设计，本实施例还提出了一种测试方法，控制系统判断均热块温度是否超出设定阈值，若是，控制系统判断被测试工件为不良件，发出报警提示。

为了安全可靠地监测循环冷却系统，本实施例温度采集系统包括用于采集被测试工件4冷媒管41温度的冷媒管温度传感器74。冷媒管温度传感器74位于冷媒管41的弯管部分，以提高检测精度。控制系统用于根据均热块63温度和冷媒管41温度判断循环冷却系统是否故障。若均热块63表面温度和冷媒管41的弯管部分温度持续增高，则可能是循环冷却系统故障，冷却水并没有带走加热体62产生的热量，可以保证装置和操作人员的安全。

基于上述冷媒散热器测试装置的设计，本实施例还提出了一种测试方法，控制系统判断加热体温度和冷媒管温度是否均超出设定阈值，若是，控制系统判断所述循环冷却系统故障，发出报警提示，提醒工作人员处理。

为了实现对导热垫片的热阻测试，本实施例温度采集系统包括用于采集均热块63温度的加热温度传感器73和采集被测试工件散热板42温度的散热板温度传感器75，控制系统根据均热块63温度和散热板42温度计算导热垫片64的热阻值。

基于上述冷媒散热器测试装置的设计，本实施例还提出了一种测试方法，导热垫片的热阻值=（均热块温度-散热板温度）/恒温加热系统的输入功率。

本实施例可以对导热垫片的散热能力进行评估，选择合适的导热垫片64。

本实施例测试装置包括工件定位系统，如图4所示，工件定位系统包括定位凹槽81和定位杆82，恒温加热系统位于定位凹槽81内，恒温加热系统的支撑座61、加热体62和均热块63用保温材料包裹后被定为系统定位。定位杆82用于定位恒温加热系统，定位杆82通过螺纹连接在箱体1的三个侧面上，定位杆82位于箱体内的一端与恒温加热系统的支撑座61接触，实现对恒温加热系统的定位。此种设计可以兼容多种外形的被测试工件4，也方便了以后产品的多样化开发。本实施例以三个方向的定位杆82配合一个定位凹槽81的形式来定位被测试工件4，使被测试工件4的外形不仅仅局限于一个尺寸或一种外形。若日后产品升级，散热板42的外形或冷媒管41的回路发生改变，也不会对测试装置造成影响。

测试时，包括如下步骤：

1、打开上盖2，放入被测试工件4。

2、安装带有温度传感器的快速接头，压下上盖2，并将盖体21用锁紧机构3锁紧。

3、按下启动按钮，水泵52工作，循环冷却系统开始工作，同时，恒温加热系统开始加热，温度采集系统采集温度并发送至控制系统。

4、控制系统对不同温度传感器的温度进行运算，可得出被测试工件的热阻值，或者判定被测试工件的散热能力极差为不良件，或者判断循环冷却系统故障，或者计算导热垫片的热阻值。

最后应说明的是：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)

1.一种冷媒散热器测试装置，其特征在于，所述装置包括：

循环冷却系统，用于与被测试工件的进水口和出水口相接，为所述被测试工件提供冷却；

恒温加热系统，用于与所述被测试工件接触，为所述被测试工件提供热量；所述恒温加热系统包括恒功率电源、加热体、均热块和导热垫片，所述均热块位于所述加热体上，所述加热体与所述被测试工件之间设置导热垫片；

温度采集系统，包括用于采集进水口温度的进水口温度传感器、用于采集出水口温度的出水口温度传感器和用于采集均热块温度的加热温度传感器，所述进水口温度传感器、出水口温度传感器和加热温度传感器采集温度信号并发送至控制系统；

控制系统，用于根据进水口温度、出水口温度和均热块温度计算被测试工件的热阻值。

2.根据权利要求1所述的冷媒散热器测试装置，其特征在于，所述控制系统根据所述均热块温度判断所述被测试工件是否为不良件。

3.根据权利要求2所述的冷媒散热器测试装置，其特征在于，所述温度采集系统包括用于采集所述被测试工件冷媒管温度的冷媒管温度传感器，所述控制系统用于根据所述均热块温度和冷媒管温度判断循环冷却系统是否故障。

4.根据权利要求1所述的冷媒散热器测试装置，其特征在于，所述温度采集系统包括用于采集被测试工件散热板温度的散热板温度传感器，所述控制系统根据所述均热块温度和所述散热板温度计算所述导热垫片的热阻值。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的冷媒散热器测试装置，其特征在于，所述装置包括工件定位系统，所述工件定位系统包括定位凹槽和定位杆，所述恒温加热系统位于所述定位凹槽内，所述定位杆用于定位所述恒温加热系统。

6.根据权利要求5所述的冷媒散热器测试装置，其特征在于，所述装置包括箱体和上盖，所述循环冷却系统、恒温加热系统、温度采集系统和控制系统均位于所述箱体内，所述上盖关闭时压装所述被测试工件。

7.一种基于权利要求1所述的冷媒散热器测试装置的测试方法，其特征在于，所述被测试工件的热阻值=（均热块温度-进水口温度与出水口温度的平均值）/恒温加热系统的输入功率。

8.一种基于权利要求2所述的冷媒散热器测试装置的测试方法，其特征在于，所述控制系统判断所述均热块温度是否超出设定阈值，若是，所述控制系统判断所述被测试工件为不良件。

9.一种基于权利要求3所述的冷媒散热器测试装置的测试方法，其特征在于，所述控制系统判断所述加热体温度和所述冷媒管温度是否超出设定阈值，若是，所述控制系统判断所述循环冷却系统故障。

10.一种基于权利要求4所述的冷媒散热器测试装置的测试方法，其特征在于，所述导热垫片的热阻值=（均热块温度-散热板温度）/恒温加热系统的输入功率。