CN112213356A - 热管等温传热性能测试装置及方法 - Google Patents

热管等温传热性能测试装置及方法 Download PDF

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CN112213356A CN202011223726.3A CN202011223726A CN112213356A CN 112213356 A CN112213356 A CN 112213356A CN 202011223726 A CN202011223726 A CN 202011223726A CN 112213356 A CN112213356 A CN 112213356A
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宋歌
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Abstract

本发明提供了一种热管等温传热性能测试装置,包括:等温传热性能测试装置,等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试和传热性能测试;等温传热性能测试装置包括加热片和热电偶,加热片设置在所述热管的一端,热电偶排布在所述热管的延长段上;等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试时采用闭环控制方式;等温传热性能测试装置对热管进行传热性能测试时采用开环控制方式。本发明实现了热管等温、传热性能自动测量,对测试结果数据进行存储和报表打印。该装置和方法大大提高了热管等温传热测试的自动化程度、优化等温控制温度变化使得温度波动大大减小、自动化数据处理从而减少人工处理数据引入的错误、同时大大解放劳动力。

Description

热管等温传热性能测试装置及方法
技术领域
本发明涉及自动化测试技术领域,具体地,涉及一种热管等温传热性能测试装置及方法。
背景技术
为了使卫星上的热管满足设计要求,热管等温传热性能测试在热管研制过程中不可或缺。
等温性能测试是按照要求的升温速率给热管热端加热,达到目标温度后进行温度保持,同时测量热管上布置的测点温度并计算每一测量时刻的最大温差及平衡保持阶段所有测点的最大温差。
传热性能测试是按照测试人员设定的工况或临时界面调整的工况给热管进行加热升温,当温度到达热管最大传热温度时,热管传热功能会失效,最终找出热管实效前最大传热能力。
经过检索,专利文献CN109633295A公开了一种利用热管冷却组件进行的装置测试,公开了适用于在对器件的测试中使用的新的冷却组件。新的冷却组件将正接受测试的DUT(受测器件)旁边、附近和/或周围区域中的热传递到远离DUT的目标位置。其结果是,DUT被冷却。通过使用耦合到与DUT接触的板的热管,新的冷却组件增加了DUT位置和周围区域处的冷却能力。然而,使用由风扇产生的环境空气流足以管理并消散传递到目标位置的热量。该现有技术的不足之处在于无法实现对热管等温、传热性能的自动测量,并且人工处理数据出现的实验误差较大。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种热管等温传热性能测试装置及方法。实现了热管等温、传热性能自动测量,对测试结果数据进行存储和报表打印。该装置和方法大大提高了热管等温传热测试的自动化程度、优化等温控制温度变化使得温度波动大大减小、自动化数据处理从而减少人工处理数据引入的错误、同时大大解放劳动力。
根据本发明提供的一种热管等温传热性能测试装置,包括:等温传热性能测试装置,等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试和传热性能测试;
其中,等温传热性能测试装置包括加热片和热电偶,加热片设置在所述热管的一端,热电偶排布在所述热管的延长段上;等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试时采用闭环控制方式;等温传热性能测试装置对热管进行传热性能测试时采用开环控制方式。
优选地,等温传热性能测试装置包括测试主机、交换机、程控直流电源和数字万用表,测试主机、程控直流电源和数字万用表通过交换机链接。
优选地,数字万用表在热管的等温性能测试和传热性能测试过程中进行温度的测量,温度包括加热片对热管进行加热的温度以及热管不同位置的温度。
优选地,对热管进行等温性能测试时,通过比较器、温控装置、程控直流电源和热管,针对热管测点的实际温度经过数据采集器进行数据采集之后与比较器预先输入的输入目标温度进行比较。
优选地,对热管进行等温性能测试时,存在升温段和温度保持段,升温段的控制变量为升温速率,温度保持段的控制变量为温变速率或温度。
优选地,对热管进行等温性能测试时,等温性能测试过程中热电偶出现异常,能够重新粘贴而不必自动断掉测试后重新进行测试。
优选地,对热管进行传热性能测试时,通过开关装置、程控直流电源和加热片,针对加热片输出功耗进行控制。
优选地,数字万用表测量过程中采集通道列表自动清除已测试完毕或已终止的热管对应通道,而其余热管对应通道继续测量不受影响。
优选地,对原始测量数据进行计算和自动插图并按格式要求自动形成测试报告。
根据本发明提供的一种热管等温传热性能测试方法,包括如下步骤:
配置系统IP步骤:对程控直流电源和数字万用表的IP进行配置;
测试装置连接步骤:用网线连接交换机、测试主机、直流程控电源和数字万用表,固定热管位置,粘贴热电偶和加热片在热管上,加热片与程控直流电源输出端相连,热电偶接入数字万用表的测量板卡;
配置测试参数步骤:配置等温性能测试的公共参数和被测热管参数,配置传热性能测试的公共参数和被测热管参数;
等温测试步骤:等温性能测试的公共参数设置完成后,根据用户输入参数自动对热管进行升温,热管温度达目标温度并平衡后进行温度保持,温度保持达用户要求后自动切断当前热管测试对应的数据采集通道和程控直流电源,不影响其余热管的测试;
传热测试步骤:传热性能测试的公共参数设置完成后,根据用户输入参数自动对热管进行升温,热管温度达目标温度并平衡后进行温度保持,温度保持达用户要求后自动切断当前热管测试对应的数采卡通道和程控直流电源,不影响其余热管的测试;
生成数据步骤:待等温性能测试和传热性能测试完成后,自动生成报表及温度曲线。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明通过设置等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试和传热性能测试,提高了热管等温传热测试的自动化程度。
2、本发明对热管等温和传热性能进行自动测量,对测试结果数据进行存储和报表打印,优化等温控制温度曲线使得温度波动大大减小,自动化数据处理从而减少人工处理数据引入的错误,大大解放劳动力。
3、本发明通过取代人工调节直流电源,测量热管数量可根据数采板卡通道数量及直流电源数量达到最大配置而不受人工调节电源数量的能力限制。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明中热管等温传热性能测试装置的连接示意图;
图2为本发明中热管等温传热性能测试方法的软件流程图;
图3为本发明中等温测试闭环控制原理图;
图4为本发明中传热测试开环控制原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2、图3及图4所示,本发明提供了一种热管等温传热性能测试装置,包括:等温传热性能测试装置,等温传热性能测试装置对所述热管进行等温性能测试和传热性能测试;等温传热性能测试装置包括加热片和热电偶,加热片设置在所述热管的一端,热电偶排布在所述热管的延长段上;等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试时采用闭环控制方式;等温传热性能测试装置对热管进行传热性能测试时采用开环控制方式。对原始数据记录之后存储为TDMS格式,测试报告输出为EXEL格式,温度曲线自动生成。
进一步来说,等温传热性能测试装置包括测试主机、交换机、程控直流电源和数字万用表,测试主机、程控直流电源和数字万用表通过交换机链接。数字万用表在热管的等温性能测试和传热性能测试过程中进行温度的测量,温度包括加热片对热管进行加热的温度以及热管不同位置的温度。
更进一步来说,相同软件代码兼容不同品牌程控直流电源。对热管进行等温性能测试时,通过比较器、温控装置、程控直流电源和热管,针对热管测点的实际温度经过数据采集器进行数据采集之后与比较器预先输入的输入目标温度进行比较。对热管进行等温性能测试时,提供两种自动控制模式,速率+速率模式、速率+温度模式,即存在升温段和温度保持段,升温段的控制变量为升温速率,温度保持段的控制变量为温变速率或温度。也就是说,闭环或开环控制装置包括形成目标温度、比较器、控制器(PID)、执行器(程控直流电源、加热器)、被控量(温度速率或温度)、被控对象(热管)和检测装置(热电偶、数字万用表)。
再进一步来说,对热管进行等温性能测试时,等温性能测试过程中热电偶出现异常,能够重新粘贴而不必自动断掉测试后重新进行测试。对热管进行传热性能测试时,通过开关装置、程控直流电源和加热片,针对加热片输出功耗进行控制。
又进一步来说,被控通道可人工设置,一般被控通道选冷端。超温保护功能阀值可在测试过程中自由更改,支持测试过程中热电偶异常导致重新粘贴而不必自动断掉测试后重新进行测试。根据设定的工况参数在自动控制与手动控制间自由切换供电功率。数字万用表测量过程中采集通道列表自动清除已测试完毕或已终止的热管对应通道,而其余热管对应通道继续测量不受影响。Labview调用Excel,Excel VBA对原始测量数据进行计算和自动插图并按格式要求自动形成测试报告,以上数据报告功能一键完成。
根据本发明提供的一种热管等温传热性能测试方法,包括如下步骤:
配置系统IP步骤:对程控直流电源和数字万用表的IP进行配置;
测试装置连接步骤:用网线连接交换机、测试主机、直流程控电源和数字万用表,固定热管位置,粘贴热电偶和加热片在热管上,加热片与程控直流电源输出端相连,热电偶接入数字万用表的测量板卡;
配置测试参数步骤:登录测试软件后配置测试参数,对于等温测试,配置公共参数含环境温湿度、上限温度、采样间隔、控制模式、上限功耗、升温速率,配置被测热管参数含热管编号、热管名称、所属型号、热管状态、电源和测试通道对应关系;对于传热测试,配置公共参数含环境湿度、上限电压、采集间隔、工况配置,配置被测热管参数热管含热管编号、热管名称、所属型号、型材规格、弯曲个数、热管总长、蒸发段长、冷凝段长、阻值、电源及通道配置、工况选择。
等温测试步骤:等温测试性能参数设置完成后,点击软件界面上的“进入测试”按钮,测试界面上“开始测试”按钮,软件根据用户输入参数自动对热管进行升温,热管温度达目标温度并平衡后进行温度保持,温度保持达用户要求后自动切断当前热管测试对应的数采卡通道和程控直流电源,不影响其余热管的测试。
传热测试步骤:传热测试性能参数设置完成后,点击软件界面上的“进入测试”按钮,测试界面上“开始测试”按钮,软件根据用户输入参数自动对热管进行升温,热管温度达目标温度并平衡后进行温度保持,温度保持达用户要求后自动切断当前热管测试对应的数采卡通道和程控直流电源,不影响其余热管的测试。
生成数据步骤:待等温性能测试和传热性能测试完成后,自动生成报表及温度曲线。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以,本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本发明提高了热管等温传热测试的自动化程度、优化等温控制温度曲线使得温度波动大大减小、自动化数据处理从而减少人工处理数据引入的错误、大大解放劳动力、因取代人工调节直流电源,测量热管数量可根据数采板卡通道数量及直流电源数量达到最大配置而不受人工调节电源数量的能力限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,包括:等温传热性能测试装置,所述等温传热性能测试装置对所述热管进行等温性能测试和传热性能测试;
所述等温传热性能测试装置包括加热片和热电偶,所述加热片设置在所述热管的一端,所述热电偶排布在所述热管的延长段上;
所述等温传热性能测试装置对热管进行等温性能测试时采用闭环控制方式;
所述等温传热性能测试装置对热管进行传热性能测试时采用开环控制方式。
2.根据权利要求1所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,所述等温传热性能测试装置包括测试主机、交换机、程控直流电源和数字万用表,所述测试主机、程控直流电源和数字万用表通过交换机链接。
3.根据权利要求2所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,所述数字万用表在热管的等温性能测试和传热性能测试过程中进行温度的测量,所述温度包括加热片对热管进行加热的温度以及所述热管不同位置的温度。
4.根据权利要求1所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,对热管进行等温性能测试时,通过比较器、温控装置、程控直流电源和热管,针对热管测点的实际温度经过数据采集器进行数据采集之后与比较器预先输入的输入目标温度进行比较。
5.根据权利要求1所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,对热管进行等温性能测试时,存在升温段和温度保持段,所述升温段的控制变量为升温速率,所述温度保持段的控制变量为温变速率或温度。
6.根据权利要求1所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,对热管进行等温性能测试时,等温性能测试过程中热电偶出现异常,能够重新粘贴而不必自动断掉测试后重新进行测试。
7.根据权利要求1所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,对热管进行传热性能测试时,通过开关装置、程控直流电源和加热片,针对加热片输出功耗进行控制。
8.根据权利要求2所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,所述数字万用表测量过程中采集通道列表自动清除已测试完毕或已终止的热管对应通道,而其余热管对应通道继续测量不受影响。
9.根据权利要求1所述的一种热管等温传热性能测试装置,其特征在于,对原始测量数据进行计算和自动插图并按格式要求自动形成测试报告。
10.一种热管等温传热性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
配置系统IP步骤:对程控直流电源和数字万用表的IP进行配置;
测试装置连接步骤:用网线连接交换机、测试主机、直流程控电源和数字万用表,固定热管位置,粘贴热电偶和加热片在热管上,加热片与程控直流电源输出端相连,热电偶接入数字万用表的测量板卡;
配置测试参数步骤:配置等温性能测试的公共参数和被测热管参数,配置传热性能测试的公共参数和被测热管参数;
等温测试步骤:等温性能测试的公共参数设置完成后,根据用户输入参数自动对热管进行升温,热管温度达目标温度并平衡后进行温度保持,温度保持达用户要求后自动切断当前热管测试对应的数据采集通道和程控直流电源,不影响其余热管的测试;
传热测试步骤:传热性能测试的公共参数设置完成后,根据用户输入参数自动对热管进行升温,热管温度达目标温度并平衡后进行温度保持,温度保持达用户要求后自动切断当前热管测试对应的数采卡通道和程控直流电源,不影响其余热管的测试;
生成数据步骤:待等温性能测试和传热性能测试完成后,自动生成报表及温度曲线。
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