CN107764858A - 一种旋转式热管温差测试机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式热管温差测试机，包括机架、高度调整机构、恒温水槽、旋转夹持机构、伸缩式落料机构、温度采集卡、PLC和电脑；所述高度调整机构固定在机架上，所述旋转夹持机构固定在所述高度调整机构顶端，所述恒温水槽放置在机架的桌面板上且位于高度调整机构伸出桌面部分的后方及旋转夹持机构的下方；所述伸缩式落料机构固定在机架的桌面板上且位于恒温水槽后方；所述温度采集卡用于采集旋转夹持机构的夹持部的温度并输送至电脑，所述PLC与所述高度调整机构、旋转夹持机构、伸缩式落料机构、温度采集卡和电脑电路连接。本发明提供了一种稳定的热管温差测试装置，有效解决热管测试时的点压伤，提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试设备，具体是涉及一种旋转式热管温差测试机，用于测试热管一端在恒定温度下两端的温差。
背景技术
热管是一种基于汽液相变原理的高效导热元件，广泛应用于电子设备散热领域。热管制造过程中，往往需要将一密闭容腔内抽成一定的真空，并注入适量的工质，利用液体在低压下极易沸腾的特点，将热量从热管一端传递至另一端，因此热管的真空度往往影响热管的性能。判断一根热管的性能好坏主要有三个标准：传热功率、响应时间、温差。目前主要测试热管响应时间和温差的方法是在热管一端一定长度上给恒定的温度，在固定的时间内，测试热管另一端的温度，两端温度之差即是热管的温差。
实际测试过程中，热管的长短、形状、直径和使用环境都不一样，因此往往需要不同的测试标准。目前热管测试主要采用测温夹子手动装夹、手动测试，效率低而且一致性难以保证，并且管身容易被热电偶线压伤造成不良。
中国专利(申请号200520109151.7)公开了一种热管测试装置，包括一恒温水槽、一热管夹持设备及一测温仪。该装置是两个固定板用一个驱动装置统一夹持热管，因此无法有效利用测试时间，效率低；此外，该装置无法调节热管的入水深度，并且针对不同管径的热管，还需要修改固定板上槽的尺寸。因此每次测试前，需要大量的时间对设备进行调试。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种稳定、高效、能测试不同管长和使用条件的旋转式热管温差测试机。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种旋转式热管温差测试机，包括机架、高度调整机构、恒温水槽、旋转夹持机构、伸缩式落料机构、温度采集卡、PLC和电脑；
所述的高度调整机构固定在机架上，所述旋转夹持机构固定在所述高度调整机构顶端，所述恒温水槽放置在机架的桌面板上且位于高度调整机构伸出桌面部分的后方及旋转夹持机构的下方；所述伸缩式落料机构固定在机架的桌面板上且位于恒温水槽后方；所述温度采集卡用于采集旋转夹持机构的夹持部的温度并输送至电脑，所述PLC 与所述高度调整机构、旋转夹持机构、伸缩式落料机构、温度采集卡和电脑电路连接，用于控制各机构动作；所述电脑用于进行温差检测并通过PLC控制所述高度调整机构、旋转夹持机构、伸缩式落料机构实现良品与不良品的分开放置。
优选地，所述的高度调整机构包括手动组件、升降气缸固定板、升降气缸，所述手动组件包括一固定部件和一升降部件，其中手动组件的固定部上端安装在机架桌面板的下面，升降气缸固定板通过螺丝固定在手动组件的升降部件上，所述升降气缸用螺丝固定在升降气缸固定板上；所述升降气缸固定板与升降气缸超出桌面的部分，从机架桌面板的方槽上伸出。
优选地，所述的升降部件包括滑台、与所述滑台螺纹连接的驱动丝杆，所述驱动丝杆的下端通过圆锥齿轮副与手轮相连接。
优选地，所述的旋转夹持机构包括由上至下依次连接的矩形卡爪安装盒、水平连接板、旋转气缸、旋转气缸固定板，所述卡爪安装盒的前后侧底部均匀安装有若干设置有热电偶的夹持装置，同时所述卡爪安装盒的前后侧面对应地设置有若干用于控制各个夹持装置开闭的按钮，
优选地，所述的夹持装置包括卡爪、左夹持块、右夹持块，所述的左夹持块和右夹持块分别安装在卡爪的两个手指上，所述左夹持块或右夹持块上设置有若干通孔，所述通孔内设置有与所述温度采集卡电路连接的热电偶，所述左夹持块、右夹持块均采用软质的耐高温材料，包括聚氨酯、硅橡胶、聚四氟乙烯等。
优选地，所述卡爪安装盒的前后侧面对应地设置有若干与各夹持装置一一对应的显示灯，所述显示灯通过电路与电脑连接，用于根据各热管的温差检测结果显示相应颜色。
优选地，所述的卡爪安装盒包括槽形的按钮安装板、通过角码扣合地固定连接在所述按钮安装板上的顶盖，所述按钮安装板的前后竖直面开均匀设置两排并列的圆孔，其中一排圆孔用于安装按钮，另一排圆孔用于安装指示灯。
优选地，所述的伸缩式落料机构包括固定在所述机架桌面上的安装底座、固定在所述安装底座上的无杆气缸、通过连接杆固定在所述无杆气缸滑台上的固定盒、放置在所述固定盒内的废料盒。
优选地，所述的安装底座包括支架角码、铝型材、底板，所述铝型材底端通过支架角码固定在机架的桌面上，上端通过螺钉连接固定在所述底板的下表面，所述底板的高度低于所述恒温水槽的上端面高度。
优选地，所述的恒温水槽内装有去离子水、水温调节装置及循环水泵。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1)本发明一种旋转式热管温差测试机，可以通过高度调整机构的手动组件调节旋转夹持机构的高度，方便测量不同管长和不同入水深度的热管。
2)本发明一种旋转式热管温差测试机，采用平行柔性夹持机构，避免了管身夹压伤；通过自动测温机构，实现温度精准获取；通过自动判定程序，实现良品与不良品区分放置。
3)本发明一种旋转式热管测试机，通过旋转气缸的旋转运动实现两工位同时工作，工人在一组卡爪上取热管和夹热管的同时，另一组卡爪正在进行测试，大大节约了工作时间，提高了测试效率。
4)本发明一种旋转式热管测试机，可以调节测试水温，恒温水槽内置循环水泵使水流动，保证水温均匀，适应不同热管的测试标准。
附图说明
图1为旋转式热管温差测试机总装配图。
图2为旋转式热管温差测试机在落料状态下的左视图。
图3为旋转式热管温差测试机高度调整机构的装配图。
图4为旋转式热管温差测试机旋转夹持机构的装配图。
图5为旋转式热管温差测试机落料机构的装配图。
图6为旋转式热管温差测试机卡爪的局部放大图。
图中示出：机架1、高度调整机构2、恒温水槽3、旋转夹持机构4、落料机构5、电脑6；手动组件21、升降气缸固定板22、升降气缸23、热管40、旋转气缸固定板41、左夹持块42、右夹持块43、卡爪44、旋转气缸45、水平连接板46、按钮安装板47、角码48、顶盖49、支架角码51、铝型材52、底板53、无杆气缸54、连接杆 55、固定盒56、废料盒57。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。
如图1所示，一种旋转式热管温差测试机，包括机架1、高度调整机构2、恒温水槽3、旋转夹持机构4、伸缩式落料机构5、温度采集卡、PLC和电脑6，所述的高度调整机构2固定在机架1上，所述旋转夹持机构4固定在所述高度调整机构2顶端，所述恒温水槽3放置在机架1的桌面板上且位于高度调整机构2伸出桌面部分的后方及旋转夹持机构4的下方；所述伸缩式落料机构5固定在机架1的桌面板上且位于恒温水槽3后方；所述温度采集卡用于采集旋转夹持机构 4的夹持部的温度并输送至电脑6，所述PLC与所述高度调整机构2、旋转夹持机构4、伸缩式落料机构5、温度采集卡和电脑6电路连接，用于控制各机构动作；所述电脑6用于进行温差检测并通过PLC控制所述高度调整机构2、旋转夹持机构4、伸缩式落料机构5实现良品与不良品的分开放置。
如图3所示，高度调整机构2主要包括手动组件21、升降气缸固定板22、升降气缸23，其中手动组件21固定在机架1上，包括一固定部件和一升降部件，其中手动组件21的固定部上端安装在机架 1桌面板的下面；升降气缸固定板22通过螺丝固定在手动组件21的升降部件上，升降气缸23用螺丝固定在升降气缸固定板22上，所述升降气缸固定板22与升降气缸23超出桌面的部分，从机架1桌面板的方槽上伸出。所述的升降部件包括滑台、与所述滑台螺纹连接的驱动丝杆，所述驱动丝杆的下端通过圆锥齿轮副与手轮相连接。调节手动组件21的手轮可以使升降气缸固定板22和升降气缸23上下移动，从而带动整个旋转夹持机构4作垂直上下运动，调节手动组件21可以控制热管40的入水深度；升降气缸23的升降运动控制热管40出水和入水；
如图4所示，所述旋转夹持机构4主要包括旋转气缸固定板41、左夹持块42、右夹持块43、卡爪44、旋转气缸45、水平连接板46、槽形按钮安装板47、角码48、槽形顶盖49，其中旋转气缸固定板41、旋转气缸45、水平连接板46、按钮安装板47由下至上依次层叠连接；在按钮安装板47的底部两侧各安装有七组卡爪44，左夹持块42和右夹持块43通过螺丝连接在卡爪44上，顶盖49通过角码48与按钮安装板47组成一个矩形卡爪安装盒。
如图2和图4所示，所述旋转夹持机构4通过旋转气缸固定板41与高度调整机构2的升降气缸23相连；旋转气缸固定板41中间开有一方型槽，该方型槽与旋转气缸45、水平连接板46、按钮安装板47和顶盖49的中通孔构成一条通道，用于穿插电线和气管。
如图4所示，所述旋转夹持机构4的按钮安装板47前后竖直面开有两排并列的圆孔，圆孔用于安装按钮和指示灯，其中按钮用来控制卡爪开闭，所述显示灯通过电路与电脑6连接，用于根据各热管 40的温差检测结果显示相应颜色表示测试状态。
如图5所示，所述落料机构5包括安装底座、无杆气缸54、连接杆55、固定盒56、废料盒57，所述的安装底座包括支架角码51、四组铝型材52、底板53，其中所述铝型材52底端通过支架角码51 固定在机架1的桌面上，上端通过螺钉连接固定在所述底板53的下表面，所述底板53的高度低于所述恒温水槽3的上端面高度。所述无杆气缸54安装在底板53上，连接杆55后端通过螺丝固定在无杆气缸54的滑台上，所述固定盒56安装在连接杆55的前端，所述废料盒57放置在固定盒56内。
如图6所示，所述旋转夹持机构4的卡爪44带动左夹持块42和右夹持块43做开闭运动，左夹持块42上开有四个通孔用于穿热电偶，左夹持块42和右夹持块43为软质的耐高温材料，如聚氨酯、硅橡胶、聚四氟乙烯等；热电偶的另一端通过电路与温度采集卡连接；温度采集卡和PLC与电脑6连接；温度采集卡和PLC放置在机架1内。
所述的恒温水槽3内装有去离子水、水温调节装置及循环水泵。
实际生产操作时，操作人员开机后，首先在恒温水槽3内加入一定量的去离子水，设定水温并打开恒温水槽3内的循环水泵；根据待测试热管的管长和入水深度，调节手动组件21的手轮。待水温达到设定水温后，操作人员开始夹持热管40，一只手拿住热管40放入卡爪44内，另一只手按下按钮安装板47上的按钮使卡爪44闭合；操作人员将旋转夹持机构正面的七个夹持装置全部上料完毕后，按下启动按钮，PLC控制升降气缸23上升，当升降气缸23到达顶端时，PLC 控制无杆气缸54向前运动，同时带动废料盒57运动到旋转夹持机构 4反面的卡爪44下方，如图2所示；因为第一次启动时旋转夹持机构4反面没有热管40夹持，因此PLC控制无杆气缸54退回，同时旋转气缸45旋转180°，使得刚刚在旋转夹持机构4正面已经夹持的七根热管40旋转到恒温水槽3上方，PLC感应到旋转气缸3到达指定位置后控制升降气缸23下降，此时第一组七根热管40进入测试状态，操作人员可以继续在旋转夹持机构4正面夹持另一组热管；等到测试读秒结束后，电脑6将没有在指定时间内达到设定温差以下的热管40标记，同时控制按钮安装板47上的指示灯显示测试结果，合格的热管40指示灯亮绿色，不合格的热管40指示灯亮红色；待操作人员夹持完热管同时位于旋转夹持机构4反面的热管40达到测试时间后，操作人员再次按下启动按钮，PLC控制升降气缸23上升达到顶端，然后无杆气缸54带动废料盒57前进到达卡爪44下方，此时， PLC控制不合格的热管40所处的卡爪44打开，热管40由于重力落入废料盒57中，等到所有的不合格热管40落料完毕，无杆气缸54 带动废料盒57退回，同时旋转气缸45旋转180°；PLC感应到旋转气缸45到达指定位置后控制升降气缸23下降，此时第二组七根热管 40进入测试状态；操作人员在取下合格的热管40后，继续夹持待测试热管40，以此循环。该设备采用卡爪44平行柔性夹持热管40，避免了人工测试热管温差，尤其是超薄热管温差时容易造成的点压伤，保证了测试的一致性；同时充分利用测试时间，实现两工位工作，一组热管测试时，操作人员可以在另一组卡爪上夹持热管，大大提高了测试效率；最后在电脑6内安装有温差测试程序，主要是比较恒温水槽3内去离子水的温度及温度采集卡采集的夹持装置的热电偶的温度，通过自动判定，实现良品与不良品的分开放置，使得设备简单易操作，具体判断程序并不复杂，本领域技术人员可以根据需要进行编写，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种旋转式热管温差测试机，其特征在于，包括机架、高度调整机构、恒温水槽、旋转夹持机构、伸缩式落料机构、温度采集卡、PLC和电脑；
所述的高度调整机构固定在机架上，所述旋转夹持机构固定在所述高度调整机构顶端，所述恒温水槽放置在机架的桌面板上且位于高度调整机构伸出桌面部分的后方及旋转夹持机构的下方；所述伸缩式落料机构固定在机架的桌面板上且位于恒温水槽后方；所述温度采集卡用于采集旋转夹持机构的夹持部的温度并输送至电脑，所述PLC与所述高度调整机构、旋转夹持机构、伸缩式落料机构、温度采集卡和电脑电路连接，用于控制各机构动作；所述电脑用于进行温差检测并通过PLC控制所述高度调整机构、旋转夹持机构、伸缩式落料机构实现良品与不良品的分开放置。
2.根据权利要求1所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的高度调整机构包括手动组件、升降气缸固定板、升降气缸，所述手动组件包括一固定部件和一升降部件，其中手动组件的固定部上端安装在机架桌面板的下面，升降气缸固定板通过螺丝固定在手动组件的升降部件上，所述升降气缸用螺丝固定在升降气缸固定板上；所述升降气缸固定板与升降气缸超出桌面的部分，从机架桌面板的方槽上伸出。
3.根据权利要求2所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的升降部件包括滑台、与所述滑台螺纹连接的驱动丝杆，所述驱动丝杆的下端通过圆锥齿轮副与手轮相连接。
4.根据权利要求1所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的旋转夹持机构包括由上至下依次连接的矩形卡爪安装盒、水平连接板、旋转气缸、旋转气缸固定板，所述卡爪安装盒的前后侧底部均匀安装有若干设置有热电偶的夹持装置，同时所述卡爪安装盒的前后侧面对应地设置有若干用于控制各个夹持装置开闭的按钮。
5.根据权利要求4所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的夹持装置包括卡爪、左夹持块、右夹持块，所述的左夹持块和右夹持块分别安装在卡爪的两个手指上，所述左夹持块或右夹持块上设置有若干通孔，所述通孔内设置有与所述温度采集卡电路连接的热电偶，所述左夹持块、右夹持块均采用软质的耐高温材料，包括聚氨酯、硅橡胶、聚四氟乙烯。
6.根据权利要求4所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述卡爪安装盒的前后侧面对应地设置有若干与各夹持装置一一对应的显示灯，所述显示灯通过电路与电脑连接，用于根据各热管的温差检测结果显示相应颜色。
7.根据权利要求6所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的卡爪安装盒包括槽形的按钮安装板、通过角码扣合地固定连接在所述按钮安装板上的顶盖，所述按钮安装板的前后竖直面开均匀设置两排并列的圆孔，其中一排圆孔用于安装按钮，另一排圆孔用于安装指示灯。
8.根据权利要求1所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的伸缩式落料机构包括固定在所述机架桌面上的安装底座、固定在所述安装底座上的无杆气缸、通过连接杆固定在所述无杆气缸滑台上的固定盒、放置在所述固定盒内的废料盒。
9.根据权利要求8所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的安装底座包括支架角码、铝型材、底板，所述铝型材底端通过支架角码固定在机架的桌面上，上端通过螺钉连接固定在所述底板的下表面，所述底板的高度低于所述恒温水槽的上端面高度。
10.根据权利要求1所述的旋转式热管温差测试机，其特征在于，所述的恒温水槽内装有去离子水、水温调节装置及循环水泵。
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