CN109946100B - 一种超薄热管测试夹具及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超薄热管性能测试技术领域，公开了一种超薄热管测试夹具，包括固定超薄热管的蒸发段的加热端基座、固定超薄热管的冷凝段的冷却端基座、测温组件、第一升降组件、第二升降组件和水平位移调节组件；水平位移调节组件安装于第一升降组件，第二升降组件安装于水平位移调节组件，第二升降组件带动测温组件与超薄热管接触。本发明还提供了一种超薄热管测试夹具的测试方法。其有益效果在于：本发明可以实现竖直方向上测试高度的调整，同时实现水平面上测试点的灵活调节，便于对不同厚度、不同形状超薄热管以及同一超薄热管的不同位置进行测试，在超薄热管性能测试领域具有良好的推广应用价值。

Description

一种超薄热管测试夹具及其测试方法

技术领域

本发明涉及超薄热管性能测试技术领域，具体涉及一种超薄热管测试夹具及其测试方法。

背景技术

目前，随着电子产品集成度的不断提高，电子设备热流密度急剧变大。热管作为一种简单高效的导热材料，目前已经被广泛应用于电子设备散热中。超薄热管是一种具有极小厚度的热管，其厚度通常在0.4mm-1mm之间，被广泛应用于体积有限的电子产品中，如智能手机、平板电脑、电话手表等设备中。由于热管的性能直接决定了电子设备的散热情况，从而保证电子设备的正常运行，因此需要设计出专门的夹具对热管性能进行检测。目前常见的热管测试夹具为分离式，分离式夹具虽然能够针对不同形状热管进行灵活调节，但是分离式夹具由于在加工及装配过程中极易出现偏差出现平面度不满足测试需求的问题，最终导致测试准确度的下降同时可能导致热管的损坏。因此需要设计出一种具备灵活调节功能，同时容易保证平面度的专用夹具来进行超薄热管的性能测试。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，灵活调节的超薄热管测试夹具。本发明的另一目的在于提供一种超薄热管测试夹具的测试方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种超薄热管测试夹具，包括固定超薄热管的蒸发段的加热端基座、固定超薄热管的冷凝段的冷却端基座、测温组件、第一升降组件、第二升降组件和水平位移调节组件；所述水平位移调节组件安装于第一升降组件，所述第二升降组件安装于水平位移调节组件，所述第二升降组件与测温组件连接，以带动所述测温组件与超薄热管接触。

进一步地，所述测温组件包括测温头和第一安装板；所述第一安装板开有滑槽，所述测温头的一端卡入滑槽中，所述测温头的另一端凸出于第一安装板的下端面，所述第二升降组件的输出端与第一安装板连接，以带动所述测温头的另一端与超薄热管接触。

进一步地，所述测温头和滑槽均呈T字形。

进一步地，所述第一安装板的上端面开有线槽，所述线槽与滑槽连通，测温线穿过线槽，利用测温线将测温头与数据采集卡连接并通过计算机获取温度信息。

进一步地，所述水平位移调节组件包括第二安装板、定位件和开有长圆孔的支撑杆；所述第二安装板可升降地安装在第一升降组件上，所述第二安装板开有至少两个半圆形槽，各个所述半圆形槽的外径沿远离第一升降组件的方向逐渐增大，所述定位件通过长圆孔将支撑杆锁紧在其中一个半圆形槽中，所述支撑杆远离第一升降组件的一端开有定位孔，所述第二升降组件安装在定位孔中。

进一步地，所述第一升降组件包括开有竖直凹槽的支撑柱和锁紧螺丝；所述水平位移调节组件沿竖直凹槽上下滑移，并通过锁紧螺丝锁紧在竖直凹槽中。

进一步地，所述加热端基座包括加热铜块和第一固定座；所述加热铜块开有热源固定孔，所述第一固定座设置于加热铜块的两侧，所述第一固定座开有螺纹孔。

进一步地，所述冷却端基座包括冷却铜块、水路进口接头、水路出口接头和第二固定座；所述冷却铜块内部具有水路通道，所述水路进口接头与水路通道的一端连接，所述水路出口接头与水路通道的另一端连接，所述第二固定座设置于冷却铜块的两侧，所述第二固定座开有螺纹孔。

进一步地，还包括基板，所述基板开有与加热端基座相对应的第一槽孔和与冷却端基座相对应的第二槽孔。

进一步地，还包括底板，所述第一升降组件安装于底板，所述底板沿其中心向外依次开有至少两个不同深度的安装槽，所述基板位于其中一个安装槽中，所述底板开有两个贯穿孔，此两个贯穿孔分别与所述加热端基座和所述冷却端基座相对应。

一种利用上述超薄热管测试夹具的测试方法，包括如下步骤：

S101、初步判断待测超薄热管的长度及形状，选择合适的基板，并将基板固定在底板上；

S102、根据待测超薄热管的长度、形状及测试要求确定加热铜块和冷却铜块的大小，并将加热铜块和冷却铜块对应安装在基板上，将待测超薄热管的蒸发段放置在加热铜块上，将待测超薄热管的冷凝段放置在冷却铜块上；

S103、将支撑柱安装在底板上，调节第二安装板的高度，通过锁紧螺丝将第二安装板固定在支撑柱上；

S104、调节支撑杆伸出第二安装板的距离，以确保气缸活塞杆连接的测温头位于超薄热管的正上方，通过定位件将支撑杆锁紧在第二安装板的半圆形槽内；

S105、通过气缸带动测温头与超薄热管的上表面充分接触，利用测温线将测温头与数据采集卡连接并通过计算机获取温度信息；

S106、利用加热源对加热铜块加热，从而实现对超薄热管蒸发段的加热，利用冷却液流经水路通道对冷却铜块冷却，从而实现对超薄热管冷凝段的冷却；

S107、通过计算机记录测试数据，测试完毕后，通过气缸带动测温头上升，根据测试数据对超薄热管分类。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本发明结构简单，设计合理，通过第一升降组件调节水平位移调节组件的安装高度，通过水平位移组件调节第二升降组件的水平位移，测试时，第二升降组件带动测温组件与超薄热管接触，测试结束后，第二升降组件带动测温组件远离超薄热管，采用此结构，调节方便，灵活性高，不仅适用不同长度和形状的超薄热管，还可用于测试同一超薄热管的不同位置。

2、本发明中的测温头和滑槽均呈T字形，采用此结构便于测温头的微调和更换，测温头采用质地较软且有弹性的耐热材料制成，气缸控制测温头下降实现测温头与超薄热管的充分接触，减少人为装配误差。

3、本发明中的水平位移组件中，第二安装板具有直径依次增大的半圆形槽，支撑杆开有长圆形孔，在第二安装板和支撑杆的配合下，可以实现二维平面测试点的灵活调节，便于对不同形状的超薄热管以及同一超薄热管的不同位置进行测试，提高了测试结果的准确度；底板开有尺寸和深度均不相同的安装槽，可与不同尺寸的基板相匹配。

4、本发明整体结构简单，所采用的零件数量较少，生产成本较低廉，易于进行零件更换，且便于维护，具有良好的推广价值。

附图说明

图1示出了根据本发明的超薄热管测试夹具的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的俯视图；

图3示出了本发明的实施例中第一安装板和测温头的结构示意图；

图4示出了本发明的实施例中第一安装板与测温头相连接的结构示意图；

图5示出了本发明的实施例中加热铜块和冷却铜块的结构示意图；

图6示出了本发明的实施例中底板的结构示意图；

图中，1为加热端基座；2为冷却端基座；3为第二升降组件；4为测温头；5为第一安装板；6为滑槽；7为线槽；8为第二安装板；9为定位件；10为长圆孔；11为支撑杆；12为半圆形槽；13为支撑柱；14为加热铜块；15为第一固定座；16为热源固定孔；17为冷却铜块；18为水路进口接头；19为水路出口接头；20为第二固定座；21为基板；22为底板；23为安装槽；24为超薄热管；25为贯穿孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1所示的一种超薄热管测试夹具，包括固定超薄热管24的蒸发段的加热端基座1、固定超薄热管24的冷凝段的冷却端基座2、测温组件、第一升降组件、第二升降组件3和水平位移调节组件；所述水平位移调节组件安装于第一升降组件，所述第二升降组件3安装于水平位移调节组件，所述第二升降组件3与测温组件连接，以带动所述测温组件与超薄热管24接触。通过第一升降组件调节水平位移调节组件的安装高度，通过水平位移组件调节第二升降组件3的水平位移，测试时，第二升降组件3带动测温组件与超薄热管24接触，测试结束后，第二升降组件3带动测温组件远离超薄热管24。采用此结构，可灵活调节测温组件的位置，对不同大小、形状的超薄热管24以及同一根超薄热管24的不同位置进行测量，有效提高本夹具的普适性。其中，第二升降组件3为气缸。

如图2、图3所示，所述测温组件包括测温头4和第一安装板5；所述第一安装板5开有滑槽6，所述测温头4的一端卡入滑槽6中，所述测温头4的另一端凸出于第一安装板5的下端面，气缸的输出端与第一安装板5连接，以带动所述测温头4的另一端与超薄热管24接触。采用此结构，将测温头4固定在第一安装板5中，通过气缸带动第一安装板5运动，从而带动测温头4接触或远离超薄热管24。测温头4采用质地较软且有弹性的耐热材料制成，有利于确保测温头4与超薄热管24的有效接触。

所述测温头4和滑槽6均呈T字形。采用此结构，安装方便，便于测温头4微调及更换。

所述第一安装板5的上端面开有线槽7，所述线槽7与滑槽6连通，测温线穿过线槽7将测温头4与计算机连接。采用此结构，左右调整测温头4时，无需重新调整测温线的位置。

如图1所示，所述水平位移调节组件包括第二安装板8、定位件9和开有长圆孔10的支撑杆11；所述第二安装板8可升降地安装在支撑柱13上，所述第二安装板8开有两个半圆形槽12，半圆形槽12的外径沿远离支撑柱13的方向逐渐增大，所述定位件9通过长圆孔10将支撑杆11锁紧在其中一个半圆形槽12中，所述支撑杆11远离支撑柱13的一端开有定位孔，气缸安装在定位孔中。通过支撑杆11的长圆孔10可调节支撑杆11与支撑柱13之间的距离，在支撑杆11和半圆形槽12的配合下可灵活调节气缸水平方向的位置，以使测温头4能与不同形状的超薄热管24或同一超薄热管24的不同位置接触。

如图1所示，所述第一升降组件包括支撑柱13和锁紧螺丝；此支撑柱13的高度方向上开有竖直凹槽，第二安装板8上开有与支撑柱13向对应的通孔，第二安装板8通过通孔套在支撑柱13的外周，并沿竖直凹槽上下滑移，利用锁紧螺丝将第二安装板8锁紧在竖直凹槽中。采用此结构，可快速调节第二安装板8的高度。

如图4所示，所述加热端基座1包括加热铜块14和第一固定座15；所述加热铜块14开有热源固定孔16，所述第一固定座15设置于加热铜块14的两侧，所述第一固定座15开有螺纹孔。将加热源放置于热源固定孔16中，开启加热源，利用加热铜块14的导热性，加热超薄热管24的蒸发段，加热源为加热棒或加热片。加热铜块14两侧的第一固定座15可将加热铜块14固定在基板21的第一槽孔中，采用此结构，可保证加热铜块14的稳定性。

如图4所示，所述冷却端基座2包括冷却铜块17、水路进口接头18、水路出口接头19和第二固定座20；所述冷却铜块17内部具有水路通道，所述水路进口接头18与水路通道的一端连接，所述水路出口接头19与水路通道的另一端连接，所述第二固定座20设置于冷却铜块17的两侧，所述第二固定座20开有螺纹孔。冷却液经水路进口接头流入冷却铜块，再经水路出口接头19流出，将超薄热管24从加热铜块14上传导至冷却铜块17上的热量不断带走，冷却液为恒温水。冷却铜块17两侧的第二固定座20可将冷却铜块17固定在基板21的第二槽孔中，采用此结构，可保证冷却铜块17的稳定性。其中加热铜块14和冷却铜块17的平整度高，可满足测试要求。

还包括基板21，所述基板21开有与加热铜块14相对应的第一槽孔和与冷却铜块17相对应的第二槽孔。第一槽孔内开有与第一固定座15的螺纹孔相对应的螺纹孔，通过螺栓将加热铜块14固定在第一槽孔中，第二槽孔内开有与第二固定座20的螺纹孔相对应的螺纹孔，通过螺栓将冷却铜块17固定在第二槽孔中。采用此结构，保证加热铜块14和冷却铜块17处于同一水平面，有利于实现热量在加热铜块14和冷却铜块17之间有效的热传导。

如图2和图5所示，还包括底板22，所述底板22上开有螺纹孔，所述支撑柱13通过此螺纹孔安装于底板22，所述底板22沿其中心向外依次开有两个不同深度的安装槽23，所述基板21位于其中一个安装槽23中，可根据基板21的大小，灵活选用不同的安装槽23，所述底板22开有两个贯穿孔25，此两个贯穿孔25分别与所述加热端基座1和所述冷却端基座2相对应，与加热铜块14相对应的贯穿孔25用于布置加热源的电源线，电源线穿过贯穿孔25与加热源电连接，与冷却铜块17相对应的贯穿孔25用于布置冷却液的水路管道，水路管道穿过其中一个贯穿孔25与水路进口接头18和水路出口接头19连接。

具体使用时，测温组件、第二升降组件3、支撑杆11和定位件9的数量根据测试需求而定；例如：当测试超薄热管24中间绝热段的温度时，仅需一组测温组件以及与其相配合的第二升降组件3、支撑杆11和定位件9；当测试超薄热管24的蒸发段和冷凝段的温度时，如图1所示，则需两组测温组件以及与每组测温组件相对应的第二升降组件3、支撑杆11和定位件9。本发明可满足不同的测试需求，普适性高。本发明可以实现竖直方向上测试高度的调整，同时实现水平面上测试点的灵活调节，便于对不同厚度、不同形状超薄热管以及同一超薄热管的不同位置进行测试，在超薄热管性能测试领域具有良好的推广应用价值。

一种利用上述超薄热管测试夹具的测试方法，包括如下步骤：

S101、初步判断待测超薄热管24的长度及形状，选择合适的基板21，并将基板21固定在底板22上；

S102、根据待测超薄热管24的长度、形状及测试要求确定加热铜块14和冷却铜块17的大小，并将加热铜块14和冷却铜块17对应安装在基板21上，将待测超薄热管24的蒸发段放置在加热铜块17上，将待测超薄热管24的冷凝段放置在冷却铜块17上；

S103、将支撑柱13安装在底板22上，调节第二安装板8的高度，通过锁紧螺丝将第二安装板8固定在支撑柱13上；

S104、调节支撑杆11伸出第二安装板8的距离，以确保气缸活塞杆连接的测温头4位于超薄热管24的正上方，通过定位件9将支撑杆11锁紧在第二安装板8的半圆形槽12内；根据测试需求选择支撑杆11、气缸和测温组件的数量；

S105、通过气缸带动测温头4与超薄热管24的上表面充分接触，利用测温线将测温头4与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接；计算机中提前安装有测试软件，测试结果直接由测试软件分析处理；

S106、利用加热源对加热铜块14加热，从而实现对超薄热管24蒸发段的加热，利用冷却液流经水路通道对冷却铜块17冷却，从而实现对超薄热管24冷凝段的冷却；

S107、通过计算机记录测试数据，测试完毕后，通过气缸带动测温头4上升，根据测试数据对超薄热管24分类。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超薄热管测试夹具，其特征在于：包括固定超薄热管的蒸发段的加热端基座、固定超薄热管的冷凝段的冷却端基座、测温组件、第一升降组件、第二升降组件和水平位移调节组件；所述水平位移调节组件安装于第一升降组件，所述第二升降组件安装于水平位移调节组件，所述第二升降组件与测温组件连接，以带动所述测温组件与超薄热管接触；

所述测温组件包括测温头和第一安装板；所述第一安装板开有滑槽，所述测温头的一端卡入滑槽中，所述测温头的另一端凸出于第一安装板的下端面，所述第二升降组件的输出端与第一安装板连接，以带动所述测温头的另一端与超薄热管接触；

所述测温头和第一滑槽均呈T字形；

所述水平位移调节组件包括第二安装板、定位件和开有长圆孔的支撑杆；所述第二安装板可升降地安装在第一升降组件上，所述第二安装板开有至少两个半圆形槽，各个所述半圆形槽的外径沿远离第一升降组件的方向逐渐增大，所述定位件通过长圆孔将支撑杆锁紧在其中一个半圆形槽中，所述支撑杆远离第一升降组件的一端开有定位孔，所述第二升降组件安装在定位孔中；

所述第二升降组件为气缸；

所述测温组件、第二升降组件、定位件、支撑杆的数量均为两个。

2.根据权利要求1所述的超薄热管测试夹具，其特征在于：所述第一升降组件包括开有竖直凹槽的支撑柱和锁紧螺丝；所述水平位移调节组件沿竖直凹槽上下滑移，并通过锁紧螺丝锁紧在竖直凹槽中。

3.根据权利要求1所述的超薄热管测试夹具，其特征在于：所述加热端基座包括加热铜块和第一固定座；所述加热铜块开有热源固定孔，所述第一固定座设置于加热铜块的两侧，所述第一固定座开有螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的超薄热管测试夹具，其特征在于：所述冷却端基座包括冷却铜块、水路进口接头、水路出口接头和第二固定座；所述冷却铜块内部具有水路通道，所述水路进口接头与水路通道的一端连接，所述水路出口接头与水路通道的另一端连接，所述第二固定座设置于冷却铜块的两侧，所述第二固定座开有螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的超薄热管测试夹具，其特征在于：还包括基板，所述基板开有与加热端基座相对应的第一槽孔和与冷却端基座相对应的第二槽孔。

6.根据权利要求5所述的超薄热管测试夹具，其特征在于：还包括底板，所述第一升降组件安装于底板，所述底板沿其中心向外依次开有至少两个不同深度的安装槽，所述基板位于其中一个安装槽中，所述底板开有两个贯穿孔，此两个贯穿孔分别与所述加热端基座和所述冷却端基座相对应。

7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的超薄热管测试夹具的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101、初步判断待测超薄热管的长度及形状，选择合适的基板，并将基板固定在底板上；

S102、根据待测超薄热管的长度、形状及测试要求确定加热铜块和冷却铜块的大小，并将加热铜块和冷却铜块对应安装在基板上，将待测超薄热管的蒸发段放置在加热铜块上，将待测超薄热管的冷凝段放置在冷却铜块上；

S103、将支撑柱安装在底板上，调节第二安装板的高度，通过锁紧螺丝将第二安装板固定在支撑柱上；

S104、调节支撑杆伸出第二安装板的距离，以确保气缸活塞杆连接的测温头位于超薄热管的正上方，通过定位件将支撑杆锁紧在第二安装板的半圆形槽内；

S105、通过气缸带动测温头与超薄热管的上表面充分接触，利用测温线将测温头与数据采集卡连接并通过计算机获取温度数据；

S106、利用加热源对加热铜块加热，从而实现对超薄热管蒸发段的加热，利用冷却液流经水路通道对冷却铜块冷却，从而实现对超薄热管冷凝段的冷却；

S107、通过计算机记录测试数据，测试完毕后，通过气缸带动测温头上升，根据测试数据对超薄热管分类。