CN111473986A - 风冷设备散热测试系统 - Google Patents

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CN111473986A CN202010413056.5A CN202010413056A CN111473986A CN 111473986 A CN111473986 A CN 111473986A CN 202010413056 A CN202010413056 A CN 202010413056A CN 111473986 A CN111473986 A CN 111473986A
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侯小军
刘飞
鄢勇
邓建平
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了风冷设备散热测试系统，解决了验证机箱内设备在各种温度环境下的性能的问题。本发明包括温度试验箱与回流管组成的空气散热回路，所述温度试验箱包括温度试验箱B，所述温度试验箱B包括连接回流管的通孔，还包括置物架，在温度试验箱B中的所述置物架上设置有试验对象设备和设置于所述试验对象设备两侧的两个妨碍散热模拟设备。本发明的温度试验验箱B模拟ARINC 600机箱在飞机电子舱机架中的实际环境，増加试验结果的可靠性，妨碍散热模拟设备模拟相邻发热设备对流传热的影响，电子设备架模拟物使机箱出风口流场符合实际情况。

Description

风冷设备散热测试系统
技术领域
本发明涉及散热测试系统，具体涉及风冷设备散热测试系统。
背景技术
随着航空机载系统的发展，民航客机内电子设备的种类与数量日益増多，由于飞机的飞行条件复杂性，为了保证各类机载设备在典型环境条件下的正常运行，相关规范确定了机载设备在不同环境条件中的性能测试的试验要求。
温度是影响机载设备性能关键环境条件之一，温度过高或空气流动性变差，使设备的热量不能及时散开，影响设备的稳定性可靠性。目前机载设备通常通过风冷的方式降低设备及环境温度以保证设备性能。
然而，目前的机载设备风冷散热测试设备存在以下不足：
强制通风风量不可调整，现有强制通风试验设备大多通过风扇供风，不能精确调整供风量，然而飞机在不同运行条件下提供给电子设备的风量是不同的，为了模拟电子设备在不同供风条件下的性能，试验设备需满足可调供风量的要求。
供风风温不可调整，常见强制通风试验设备供风风温为室温，实际运行中，机载设备供风风温随飞机运行状态而改变，现有试验设备无法满足强制供风风温可调可测的要求。
缺少妨碍散热物模拟。固定于飞机电子舱中机架上的加载设备通常并行排列，相邻的发热设备会相互影响设备外表面的自然散热性能，而现有通风测试设备没用考虑到此影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：验证机箱内设备在各种温度环境下的性能，本发明提供了解决上述问题的风冷设备散热测试系统。
本发明通过下述技术方案实现：
风冷设备散热测试系统，包括温度试验箱与回流管组成的空气散热回路，所述温度试验箱包括温度试验箱B，所述温度试验箱B包括连接回流管的通孔，还包括置物架，在温度试验箱B中的所述置物架上设置有试验对象设备和设置于所述试验对象设备两侧的两个妨碍散热模拟设备；
所述试验对象设备的外部下端贯通置物架通过回流管连入空气散热回路，所述试验对象设备的外部上端连入穿过所述温度试验箱B内部上端的通风管，所述通风管在所述温度试验箱B外部连入空气散热回路。
所述温度试验箱还包括温度试验箱A，所述温度试验箱A与所述温度试验箱B之间的回流管中间设置有空气泵，所述空气泵具有风速风量调节功能，所述温度试验箱A设置有温控模块，所述温度试验箱A显示并控制所述空气泵输出的气流温度，考虑温度变化试验箱中能及时产生冷风和热风，采用体积较小的所述温度试验箱A体积。两个所述妨碍散热模拟设备固定于所述试验对象设备的两侧，且两个所述妨碍散热模拟设备与所述试验对象设备之间存在气体通道，即三者两两之间存在间隙，所述妨碍散热模拟设备为可控温加热铜板，实现散热均匀分布。为了减少热能损耗，所述回流管外表面均包裹绝热材料。
所述妨碍散热模拟设备采用表面光滑的实心铜板，在所述妨碍散热模拟设备表面涂层，涂层采用黑漆，所述妨碍散热模拟设备反光率大于0.85。
所述通风管在所述温度试验箱B中的部分管壁上有孔洞，所述通风管穿过所述温度试验箱B的部分与所述温度试验箱B中的空气进行气体热交换。所述置物架采用木质材料，使用木质材料对非工作面进行包裹来绝热，减少妨碍散热样品与试验箱环境空气的热传递。所述温度试验箱B还包括顶部出风口，所述温度试验箱B与所述置物架、所述通风管进行气体交换。根据相关规范要求，冷却空气温度和时长分为四种情况以模拟试验件的在不同运行环境性能，还包括电子设备架模拟物，电子设备架模拟物设置于所述试验对象设备上，所述电子设备架模拟物用于调整所述温度试验箱B顶部出风口的气体流场使之更符合实际情况。
所述温度试验箱A用于快速改变送风温度。
针对现有技术中的不足，使用可调空气泵为设备提供冷却风，并在空气泵出风口安装流量计实时监测供风流量，保证供风量满足飞机不同运行状况下的规范要求，设计快速温度变化试验箱即温度试验箱A产生可控的温度的供风，并在供风管道即回流管，温度试验箱B、试验对象设备入风口处安装传感器保证进入设备的供风满足既定规范要求，此外将试验后的供风回流的冷却风温箱即温度试验箱A，降低快速温变试验箱的制冷制热要求，在试验对象设备两侧増加可控温加热铜板模拟实际环境中的妨碍散热的相邻设备，以此建立ARINC 600标准风冷设备在飞机上的真实散热环境。
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明的温度试验验箱能B模拟ARINC 600机箱在飞机电子舱机架中的实际环境，増加试验结果的可靠性，妨碍散热模拟设备模拟相邻发热设备对流传热的影响，电子设备架模拟物使机箱出风口流场符合实际情况。
本发明实现对ARINC600机箱供风的风量与风温可调整可检测，、温度试验箱A可实现供风温度在满足飞机不同运行情况下的供风温度要求，安装在供风管道即回流管与机箱即温度试验箱B入口处的温度传感器能进一步保证进入ARINC600机箱风供风的温度监测，同时，空气泵和流量计保证了供风流量的可调可测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的传感器布局主视图。
图3为本发明的传感器布局侧视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、回流管；2、温度试验箱A；3、空气泵；4、妨碍散热模拟设备；5、置物架；6、试验对象设备；7、温度试验箱B；8、通风管；11、电子设备架模拟物。
具体实施方式
在对本发明的任意实施例进行详细的描述之前，应该理解本发明的应用不局限于下面的说明或附图中所示的结构的细节。本发明可采用其它的实施例，并且可以以各种方式被实施或被执行。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改进前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1：
风冷设备散热测试系统，如图1所示，包括温度试验箱与回流管1组成的空气散热回路，所述温度试验箱包括温度试验箱B7，所述温度试验箱B7包括连接回流管1的通孔，还包括置物架5，在温度试验箱B7中的所述置物架5上设置有试验对象设备6和设置于所述试验对象设备6两侧的两个妨碍散热模拟设备4；
所述试验对象设备6的外部下端贯通置物架5通过回流管1连入空气散热回路，所述试验对象设备6的外部上端连入穿过所述温度试验箱B7内部上端的通风管8，所述通风管8在所述温度试验箱B7外部连入空气散热回路。
所述温度试验箱还包括温度试验箱A2，所述温度试验箱A2与所述温度试验箱B7之间的回流管1中间设置有空气泵3，所述空气泵3具有风速风量调节功能，所述温度试验箱A2设置有温控模块，所述温度试验箱A2显示并控制所述空气泵3输出的气流温度。两个所述妨碍散热模拟设备4固定于所述试验对象设备6的两侧，所述妨碍散热模拟设备4为可控温加热铜板，所述回流管1外表面均包裹绝热材料。
所述妨碍散热模拟设备4采用表面光滑的实心铜板，在所述妨碍散热模拟设备4表面涂层，涂层采用黑漆，所述妨碍散热模拟设备4反光率大于0.85。
所述通风管8在所述温度试验箱B7中的部分管壁上有孔洞，所述通风管8穿过所述温度试验箱B7的部分与所述温度试验箱B7中的空气进行气体热交换。所述置物架5采用木质材料。
实施例2：本发明还包括四种传感器，如图2、3，包括温度传感器、气压传感器、湿度传感器和流量传感器，其中气压传感器包括差分气压传感器；
温度传感器包括T1-T8共计八个温度传感器，所述温度传感器放置情况如下：
T1温度传感器放置于所述温度试验箱B7外部，T1温度传感器用于测量实验室环境温度，整个系统在实验室中设置；
T2温度传感器放置于冷却空气进入所述温度试验箱B7处，T2温度传感器用于测量进入所述温度试验箱B7处冷却空气温度；
T3温度传感器放置于冷却空气进入所述试验对象设备6处，T3温度传感器用于测量进入所述试验对象设备6处的冷却空气温度；
T4温度传感器放置于所述温度试验箱B7中，且距离所述试验对象设备6前方76mm处，T4温度传感器用于测量所述温度试验箱B7的环境温度；
T5温度传感器放置于所述试验对象设备6的处置外表前、后、侧面，T5温度传感器用于测量所述试验对象设备6的外表面平均温度、最高温度和最低温度；
T6温度传感器设置于所述妨碍散热模拟设备4表面，T6温度传感器用于测量所述妨碍散热模拟设备4表面温度；
T7温度传感器放置于所述温度试验箱B7，T7温度传感器用于测量所述温度试验箱B7的出风口冷却风温度；
T8温度传感器设置于所述试验对象设备6内部，T8温度传感器用于测量所述试验对象设备6内部关键元器件温度；
气压传感器包括P1-P3三个气压传感器，所述气压传感器的放置情况如下：
P1气压传感器设置于所述温度试验箱B7外部，P1气压传感器用于测量实验室的环境气压；
P2气压传感器设置于所述试验对象设备6外部，所述温度试验箱B7内部，P2气压传感器用于测量所述温度试验箱B7的内部气压；
P3气压传感器为差分气压传感器，P3气压传感器设置于所述试验对象设备6的进出风口，P3气压传感器用于测量所述试验对象设备6冷却空气进口与出口之间的差分气压；
流量传感器包括M1流量传感器，M1流量传感器设置于所述通风管8处，M1流量传感器用于测量所述通风管8进入所述试验对象设备6的气体流量；
湿度传感器包括H1湿度传感器，H1湿度传感器设置于所述通风管8处，H1湿度传感器用于测量所述通风管8进入所述试验对象设备6空气的相对湿度。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.风冷设备散热测试系统，包括温度试验箱与回流管(1)组成的空气散热回路，其特征在于，所述温度试验箱包括温度试验箱B(7)，所述温度试验箱B(7)包括连接回流管(1)的通孔，还包括置物架(5)，在温度试验箱B(7)中的所述置物架(5)上设置有试验对象设备(6)和设置于所述试验对象设备(6)两侧的两个妨碍散热模拟设备(4)；
所述试验对象设备(6)的外部下端贯通置物架(5)通过回流管(1)连入空气散热回路，所述试验对象设备(6)的外部上端连入穿过所述温度试验箱B(7)内部上端的通风管(8)，所述通风管(8)在所述温度试验箱B(7)外部连入空气散热回路。
2.根据权利要求1所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述温度试验箱还包括温度试验箱A(2)，所述温度试验箱A(2)与所述温度试验箱B(7)之间的回流管(1)中间设置有空气泵(3)，所述空气泵(3)具有风速风量调节功能，所述温度试验箱A(2)设置有温控模块，所述温度试验箱A(2)显示并控制所述空气泵(3)输出的气流温度。
3.根据权利要求1所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，两个所述妨碍散热模拟设备(4)固定于所述试验对象设备(6)的两侧，所述妨碍散热模拟设备(4)为可控温加热铜板。
4.根据权利要求1所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述回流管(1)外表面均包裹绝热材料。
5.根据权利要求3所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述妨碍散热模拟设备(4)采用表面光滑的实心铜板，在所述妨碍散热模拟设备(4)表面涂层，涂层采用黑漆，所述妨碍散热模拟设备(4)反光率大于0.85。
6.根据权利要求4所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述通风管(8)在所述温度试验箱B(7)中的部分管壁上有孔洞，所述通风管(8)穿过所述温度试验箱B(7)的部分与所述温度试验箱B(7)中的空气进行气体热交换。
7.根据权利要求4所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述置物架(5)采用木质材料。
8.根据权利要求4所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述温度试验箱B(7)还包括顶部出风口，所述温度试验箱B(7)与所述置物架(5)、所述通风管(8)进行气体交换。
9.根据权利要求8所述的风冷设备散热测试系统，其特征在于，所述温度试验箱B(7)还包括电子设备架模拟物(11)，所述电子设备架模拟物(11)用于调整所述温度试验箱B(7)顶部出风口的气体流场。
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