CN115856011A - 一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法 - Google Patents
一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115856011A CN115856011A CN202211600101.3A CN202211600101A CN115856011A CN 115856011 A CN115856011 A CN 115856011A CN 202211600101 A CN202211600101 A CN 202211600101A CN 115856011 A CN115856011 A CN 115856011A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- axis
- heat pipe
- linear module
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004093 laser heating Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 77
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 15
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法，该装置包括机架、激光器、直线模组、激光输出头、夹紧机构、工控机、运动控制器和辅助设备。其中激光器置于机架内部，能够产生激光，所产生的激光通过输出光纤传输至激光输出头；直线模组为三轴滚珠丝杆式直线模组，安装在机架上；激光输出头安装在直线模组上；夹紧机构分为蒸发端夹紧机构和冷凝端夹紧机构两部分，分别夹持热管两端，并作定位，夹紧机构均通过磁座固定在机台上，此外，夹紧机构包含感温模块，能够检测热管的温度；辅助设备包括激光冷水机和恒温水箱。本发明具有热管温升速度快，测试效率高，适应性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热管测试技术领域，特别涉及一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法。
背景技术
激光，意为原子受激辐射的光，被誉为20世纪的现代四项重大发明之一。激光加热技术具有能量集中，热影响区小，光束稳定性高，光束易控制等优点，在工业中已有广泛的应用。如今，激光技术已被广泛应用于工业生产、航空航天等领域。
超薄热管是一种高效的散热元件，其利用工质的气液相变原理来传递热量，凭借其导热系数高、均温性好、结构多样、寿命长等优点，超薄热管被广泛应用于电子产品的散热领域。随着电子信息技术的发展，电子产品愈加追求小型化和轻量化，这带来了电子元器件的高热流密度问题，对承担主要散热功能的热管的提出了更高的性能要求。电子产品内部空间狭小，一般选用压扁处理后的超薄热管作为散热元件。
超薄热管出厂前的功率检测是把握热管品控的重要一步。目前超薄热管的功率测试方式是在热管一端加热(此端定义为热管的蒸发端)，在热管另一端使用水冷的方式进行冷却(此端被定义为热管的冷凝端)，采集热管的蒸发端和冷凝端温度，根据两端的温差来评估热管的传热性能是否符合要求。目前的热管功率检测装置的热源模块主要是内嵌加热棒的铜块，通过接触式加热方式加热超薄热管。这种加热方式所能提供的热管温升速率较低，测试效率较低，且不能准确模拟超薄热管在实际使用过程中的复杂工况，并给予准确的性能评估。
发明内容
基于此申请的目的在于，提出了一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法，可实现超薄热管在功率测试过程中的快速温升，模拟超薄热管在实际使用过程中的复杂工况，并以此得出超薄热管传热性能的准确评估结果。
一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，包括机架、激光器、直线模组、激光输出头、输出光纤、夹紧机构、工控机、运动控制器、激光冷水机、恒温水箱和温度采集卡。
所述激光器放置并固定于机架内部；
所述直线模组为三轴滚珠丝杆式直线模组，安装在机架的桌板一侧；
所述激光输出头安装在直线模组的x轴模组安装板上，与激光器通过输出光纤连接，激光器产生的激光光束通过输出光纤传输至激光输出头；
所述夹紧机构包括蒸发端夹紧机构和冷凝端夹紧机构两部分，分别夹持热管两端，均通过磁座固定在机架的桌板上，并作定位。此外，夹紧机构还包含感温模块，将温度信号转换为电信号，传输至温度采集卡，再传输至工控机读取温度信息，完成对热管的测温；
所述工控机通过控制线分别与激光器、运动控制器、温度采集卡连接；
所述运动控制器与直线模组各轴的电机以及夹紧机构的气缸的电磁阀连接，发出控制信号，控制各轴电机的运动和气路的通断；
所述辅助设备包括激光冷水机和恒温水箱；
所述激光器通过螺丝固定在机架的底板上，激光器产生激光，在激光器后面板的输出端接有输出光纤，能将产生的激光光束传输至激光输出头；
所述直线模组为三轴滚珠丝杆式直线模组，包含有两根z轴直线模组、z轴滑块、z轴模组安装板、y轴直线模组、y轴滑块、y轴模组安装板、x轴直线模组、x轴滑块、x轴模组安装板、左加强筋、右加强筋和支撑板；
两根z轴直线模组分别通过左加强筋、右加强筋和支撑板竖直安装在机架的一侧，分别置于两端，z轴滑块安装在z轴直线模组之上，z轴模组安装板安装在z轴滑块上，y轴直线模组通过z轴模组安装板水平安装在z轴直线模组一侧，并与z轴直线模组垂直，两根z轴直线模组分别位于y轴直线模组的两端；y轴滑块安装在y轴直线模组之上，y轴模组安装板安装在y轴滑块上，x轴直线模组水平安装在y轴直线模组之上，并与y轴直线模组垂直；x轴滑块安装在x轴直线模组之上，x轴模组安装板安装在x轴滑块上；
所述z轴直线模组的电机采用刹车步进电机，刹车步进电机置于模组下方，当z轴直线模组安装在机架的桌面上时，刹车步进电机隐藏在机架内部；所述y轴直线模组和所述x轴直线模组采用步进电机；所述x轴直线模组的非电机端安装在y轴模组安装板上，x轴直线模组的步进电机置于装置的后方。
所述激光输出头包含光束整形装置、安装法兰、安装侧板、光纤接头和输出光纤；
所述光束整形装置与安装法兰通过螺丝连接，安装法兰与安装侧板通过沉头螺丝相连接，安装侧板竖直放置并安装在x轴模组安装板上，光纤接头一端通过机械结构安装在光束整形装置尾部，另一端接入输出光纤；
光纤接头的轴线与光束整形装置的光束输入口的轴线共线，光纤接头内的激光光束沿水平方向射入光束整形装置内部，激光光束经光束整形装置内部光学镜片处理后，沿竖直方向向下照射待测热管的加热区域；
所述激光输出头将输出光纤传输的圆形高斯激光光束整形成为热管所需的一定范围大小的功率密度均匀或非均匀的光斑，并垂直照射于待测热管蒸发端的加热区域；
所述夹紧机构包含蒸发端夹紧机构和冷凝端夹紧机构，它们结构类似；
所述蒸发端夹紧机构包含有磁座、蒸发端磁座上安装板、蒸发端底座、蒸发端垫块、气缸、蒸发端上连接板、蒸发端PU压块和调速阀组成；
蒸发端磁座安装板安装在磁座上，蒸发端底座通过螺丝安装在蒸发端磁座安装板上，蒸发端垫块安装在蒸发端底座上，气缸通过螺丝固定在蒸发端底座安装板的侧面并竖直放置，蒸发端上连接板安装在气缸上端，并通过两根螺钉连接蒸发端PU压块，调速阀安装在气缸的侧面；
所述冷凝端夹紧机构包含有磁座、冷凝端磁座安装板、冷凝端底座、水冷块、冷凝端PU压块、冷凝端上连接板、气缸和调速阀；
冷凝端磁座安装板安装在磁座上，冷凝端底座通过螺丝安装在冷凝端磁座安装板上，水冷块安装在冷凝端底座上，气缸通过螺丝固定在冷凝端底座安装板的侧面并竖直放置，冷凝端上连接板安装在气缸上端，并通过两根螺钉连接冷凝端PU压块，调速阀安装在气缸的侧面；
所述蒸发端垫块开有小孔，用以穿插测温线；所述蒸发端底座开有双凹槽，用以放置蒸发端垫块和测温线；所述蒸发端连接板开有双槽口，可以调整压紧热管的位置；当蒸发端PU压块压紧热管时，测温线布置于激光照射热管区域的正下方，与热管的下表面接触；
所述冷凝端PU压块开有小孔，用以穿插测温线，当冷凝端PU压块压紧热管时，测温线与热管的上表面接触；
采用上述装置，进行一种基于激光加热的超薄热管功率测试方法，包括以下步骤：
首先在激光冷水机内加入冷却液，设定冷却液温度和流量，在恒温水箱内加入纯水，设定纯水水温和流量，将热管放置于夹紧机构，开启工控机，开启激光器，设定各工位上热管的加热位置，设定各加热位置的激光功率大小和加热时间，工控机将位置信息传输至运动控制器，运动控制器接收信息并控制直线模组的电机运动，带动激光输出头移动至指定加热位置，并移动至对焦平面位置，运动控制器控制气缸压紧热管，工控机传输控制信号至激光器，激光器使能并输出一定功率的激光，激光通过输出光纤传输至激光输出头，由激光输出头整形成为特定大小和能量分布的光束，整形后的光束垂直照射热管的蒸发端，以此方式加热热管，恒温水箱里的冷却水通过冷凝端夹具中的冷却水通道，对水冷块进行冷却，水冷块接触热管的冷凝端，冷却热管的冷凝端，夹紧机构内置有感温线，感温线电性连接温度采集卡，温度采集卡将所采集的信息通过USB传输至工控机，工控机安装有功率测试系统，读取并处理温度采集卡所反馈的温度信息。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置，使用激光作为热源，通过激光器产生激光并传输至激光输出头，激光输出头将激光处理为特定形状后垂直照射热管，实现了超薄热管功率测试过程中的快速温升。
本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置，通过软硬件一同控制激光器，使用工控机设定激光器随时间变化的不同输出功率，来模拟超薄热管在实际使用过程中的复杂工况，得出超薄热管传热性能的准确评估结果。
本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置，采用模块化设计，能够通过更换激光输出头的镜片，实现不同的光束输出效果，大大提高了装置的适用性。
本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置，使用工控机控制直线模组，实现激光器自动定位和激光光束的自动聚焦，大大节约了工作时间，提高了工作效率。
本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置，能够适应不同规格的超薄热管的测量，可根据不同规格的待测超薄热管，设计不同的测试夹具，大大提高了装置的适用性。
附图说明
图1为本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置的轴测图；
图2为本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置的俯视图；
图3为本发明的直线模组的立体结构示意图；
图4为本发明的激光输出头的立体结构示意图；
图5为本发明的蒸发端夹紧机构的立体结构示意图；
图6为本发明的冷凝端夹紧机构的立体结构示意图。
图中示出：
机架1-1、激光器1-2、直线模组1-3、激光输出头1-4、输出光纤1-5、蒸发端夹紧机构1-6、冷凝端夹紧机构1-7、显示屏1-8、工控机1-9、激光冷水机1-0-1、恒温水箱1-0-2、磁座1-0-3、气缸1-0-4、调速阀1-0-5、z轴直线模组3-1、z轴滑块3-2、z轴模组安装板3-3、y轴直线模组3-4、y轴滑块3-5、y轴模组安装板3-6、x轴直线模组3-7、x轴滑块3-8、x轴模组安装板3-9、左加强筋3-10、右加强筋3-11、支撑板3-12、光束整形装置4-1、安装法兰4-2、安装侧板4-3、光纤接头4-4、蒸发端磁座上安装板5-1、蒸发端底座5-2、蒸发端垫块5-3、蒸发端上连接板5-4、蒸发端PU压块5-5、冷凝端磁座安装板6-1、冷凝端底座6-2、水冷快6-3、冷凝端PU压块6-4、冷凝端上连接板6-5。
具体实施方式
为更好地理解本发明，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。
请参阅图1和图2，本发明的一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法，包括机架1-1、激光器1-2、直线模组1-3、激光输出头1-4、输出光纤1-5、夹紧机构1-6，1-7、工控机1-9、运动控制器、激光冷水机1-0-1、恒温水箱1-0-2和温度采集卡。
所述激光器1-2放置并固定于机架1-1内部；
所述直线模组1-3为三轴滚珠丝杆式直线模组，安装在机架1-1的桌板一侧；
所述激光输出头1-4安装在直线模组1-3的x轴模组安装板3-9上，与激光器1-2通过输出光纤1-5连接，激光器1-2产生的激光光束通过输出光纤1-5传输至激光输出头1-4；
所述夹紧机构可分为蒸发端夹紧机构1-6和冷凝端夹紧机构1-7两部分，分别夹持热管两端，均通过磁座1-0-3固定在机架1-1的桌板上，并作定位。此外，夹紧机构包含感温模块，将温度信号转换为电信号，传输至温度采集卡，再传输至工控机1-9读取温度信息，完成对热管的测温；
所述工控机1-9通过控制线分别与激光器1-2、运动控制器、温度采集卡连接；
所述运动控制器与直线模组1-3各轴的电机以及夹紧机构的气缸1-0-4的电磁阀连接，发出控制信号，控制各轴电机的运动和气路的通断；
所述辅助设备包括激光冷水机1-0-1和恒温水箱1-0-2；
所述激光器1-2通过螺丝固定在机架1-1的底板上，激光器1-2产生激光，在激光器1-2后面板的输出端接有输出光纤1-5，能将产生的激光光束传输至激光输出头1-4；
如图3所示，所述直线模组1-3为三轴滚珠丝杆式直线模组，包含有两根z轴直线模组3-1、z轴滑块3-2、z轴模组安装板3-3、y轴直线模组3-4、y轴滑块3-5、y轴模组安装板3-6、x轴直线模组3-7、x轴滑块3-8、x轴模组安装板3-9、左加强筋3-10、右加强筋3-11和支撑板3-12；
两根z轴直线模组3-1分别通过左加强筋3-10、右加强筋3-11和支撑板3-12竖直安装在机架1-1的一侧，分别置于两端，z轴滑块3-2安装在z轴直线模组3-1之上，z轴模组安装板3-3安装在z轴滑块上3-2，y轴直线模组3-4通过z轴模组安装板3-3水平安装在z轴直线模组3-1一侧，并与z轴直线模组3-1垂直，两根z轴直线模组3-1分别位于y轴直线模组3-4的两端；y轴滑块3-5安装在y轴直线模组3-4之上，y轴模组安装板3-6安装在y轴滑块上3-5，x轴直线模组3-7水平安装在y轴直线模组3-6之上，并与y轴直线模组3-4垂直；x轴滑块3-8安装在x轴直线模组3-7之上，x轴模组安装板3-9安装在x轴滑块3-8上；
所述z轴直线模组3-1的电机采用刹车步进电机，刹车步进电机置于模组下方，当z轴直线模组3-1安装在机架1-1的桌面上时，刹车步进电机隐藏在机架内部；所述y轴直线模组3-4和所述x轴直线模组3-7采用步进电机；所述x轴直线模组3-7的非电机端安装在y轴模组安装板3-6上，x轴直线模组3-7的步进电机置于装置的后方。
如图4所示，所述激光输出头1-4包含光束整形装置4-1、安装法兰4-2、安装侧板4-3、光纤接头4-4和输出光纤1-5；
所述光束整形装置4-1与安装法兰4-2通过螺丝连接，安装法兰4-2与安装侧板4-3通过沉头螺丝相连接，安装侧板4-3竖直放置并安装在x轴模组安装板3-7上，光纤接头4-4一端通过机械结构安装在光束整形装置4-1尾部，另一端接入输出光纤1-5；
光纤接头4-4的轴线与光束整形装置4-1的光束输入口的轴线共线，光纤接头4-4内的激光光束沿水平方向射入光束整形装置4-1内部，激光光束经光束整形装置4-1内部光学镜片处理后，沿竖直方向向下照射待测热管的加热区域；
所述激光输出头1-4将输出光纤1-5传输的圆形高斯激光光束整形成为热管所需的一定范围大小的功率密度均匀或非均匀的光斑，并垂直照射于待测热管蒸发端的加热区域；
如图1所示，所述夹紧机构包含蒸发端夹紧机构1-6和冷凝端夹紧机构1-7，它们结构类似；
如图5所示，所述蒸发端夹紧机构1-6包含有磁座1-0-3、蒸发端磁座上安装板5-1、蒸发端底座5-2、蒸发端垫块5-3、气缸1-0-4、蒸发端上连接板5-4、蒸发端PU压块5-5和调速阀1-0-5组成；
蒸发端磁座安装板5-1安装在磁座1-0-3上，蒸发端底座5-2通过螺丝安装在蒸发端磁座安装板5-1上，蒸发端垫块5-3安装在蒸发端底座5-2上，气缸1-0-4通过螺丝固定在蒸发端底座安装板5-1的侧面并竖直放置，蒸发端上连接板5-4安装在气缸1-0-4上端，并通过两根螺钉连接蒸发端PU压块5-5，调速阀1-0-5安装在气缸1-0-4的侧面；所述蒸发端垫块5-3开有小孔，用以穿插测温线；所述蒸发端底座5-2开有双凹槽，用以放置蒸发端垫块5-3和测温线；所述蒸发端连接板5-4开有双槽口，可以调整压紧热管的位置；当蒸发端PU压块5-5压紧热管时，测温线布置于激光照射热管区域的正下方，与热管的下表面接触；
如图6所示，所述冷凝端夹紧机构1-7包含有磁座1-0-3、冷凝端磁座安装板6-1、冷凝端底座6-2、水冷块6-3、冷凝端PU压块6-4、冷凝端上连接板6-5、气缸1-0-4和调速阀1-0-5；
冷凝端磁座安装板6-1安装在磁座1-0-3上，冷凝端底座6-2通过螺丝安装在冷凝端磁座安装板6-1上，水冷块6-3安装在冷凝端底座6-2上，气缸1-0-4通过螺丝固定在冷凝端底座安装板6-1的侧面并竖直放置，冷凝端上连接板6-5安装在气缸1-0-3上端，并通过两根螺钉连接冷凝端PU压块6-4，调速阀1-0-5安装在气缸1-0-4的侧面；
所述冷凝端PU压块6-4开有小孔，用以穿插测温线，当冷凝端PU压块6-4压紧热管时，测温线与热管的上表面接触；
本发明的基于激光加热的超薄热管功率测试装置的测试方法为：
结合图1-图6所示，首先在激光冷水机1-0-3内加入冷却液，设定冷却液温度和流量，在恒温水箱1-0-4内加入纯水，设定纯水水温和流量，将热管放置于夹紧机构，开启工控机1-9，开启激光器1-2，设定各工位上热管的加热位置，设定各加热位置的激光功率大小和加热时间，工控机1-9将位置信息传输至运动控制器，运动控制器接收信息并控制直线模组1-3的电机运动，带动激光输出头1-4移动至指定加热位置，并移动至对焦平面位置，运动控制器控制气缸压紧热管，工控机1-9传输控制信号至激光器1-2，激光器1-2使能并输出一定功率的激光，激光通过输出光纤1-5传输至激光输出头1-4，由激光输出头1-4整形成为特定大小和能量分布的光束，整形后的光束垂直照射热管的蒸发端，以此方式加热热管，恒温水箱1-0-4里的冷却水通过冷凝端夹具1-7中的冷却水通道，对水冷块6-3进行冷却，水冷块6-3接触热管的冷凝端，冷却热管的冷凝端，夹紧机构内置有感温线，感温线电性连接温度采集卡，温度采集卡将所采集的信息通过USB传输至工控机1-9，工控机1-9安装有功率测试系统，读取并处理温度采集卡所反馈的温度信息。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，其特征在于，包括机架(1-1)、激光器(1-2)、直线模组(1-3)、激光输出头(1-4)、输出光纤(1-5)、夹紧机构(1-6，1-7)、工控机(1-9)、运动控制器、激光冷水机(1-0-1)、恒温水箱(1-0-2)和温度采集卡。
所述激光器(1-2)放置并固定于机架(1-1)内部；
所述直线模组(1-3)安装在机架(1-1)的桌板一侧；
所述激光输出头(1-4)安装在直线模组(1-3)的x轴模组安装板(3-9)上，与激光器(1-2)通过输出光纤(1-5)连接，激光器(1-2)产生的激光光束通过输出光纤(1-5)传输至激光输出头(1-4)；
所述夹紧机构包括蒸发端夹紧机构(1-6)和冷凝端夹紧机构(1-7)两部分，分别用于夹持热管两端，均通过磁座(1-0-3)固定在机架(1-1)的桌板上，并作定位；夹紧机构还包含感温模块，将温度信号转换为电信号，传输至温度采集卡，再传输至工控机(1-9)读取温度信息，完成对热管的测温；
所述工控机(1-9)通过控制线分别与激光器(1-2)、运动控制器、温度采集卡连接；
所述运动控制器与直线模组(1-3)各轴的电机以及夹紧机构的气缸(1-0-4)的电磁阀连接，发出控制信号，控制各轴电机的运动和气路的通断；
所述辅助设备包括激光冷水机(1-0-1)和恒温水箱(1-0-2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，其特征在于：所述激光器(1-2)通过螺丝固定在机架(1-1)的底板上，激光器(1-2)产生激光，在激光器(1-2)后面板的输出端接有输出光纤(1-5)，将产生的激光光束传输至激光输出头(1-4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，其特征在于：
所述直线模组(1-3)为三轴滚珠丝杆式直线模组，包含有两根z轴直线模组(3-1)、z轴滑块(3-2)、z轴模组安装板(3-3)、y轴直线模组(3-4)、y轴滑块(3-5)、y轴模组安装板(3-6)、x轴直线模组(3-7)、x轴滑块(3-8)、x轴模组安装板(3-9)、左加强筋(3-10)、右加强筋(3-11)和支撑板(3-12)；
两根z轴直线模组(3-1)分别通过左加强筋(3-10)、右加强筋(3-11)和支撑板(3-12)竖直安装在机架(1-1)的一侧，分别置于两端，z轴滑块(3-2)安装在z轴直线模组(3-1)之上，z轴模组安装板(3-3)安装在z轴滑块上(3-2)，y轴直线模组(3-4)通过z轴模组安装板(3-3)水平安装在z轴直线模组(3-1)一侧，并与z轴直线模组(3-1)垂直，两根z轴直线模组(3-1)分别位于y轴直线模组(3-4)的两端；y轴滑块(3-5)安装在y轴直线模组(3-4)之上，y轴模组安装板(3-6)安装在y轴滑块上(3-5)，x轴直线模组(3-7)水平安装在y轴直线模组(3-6)之上，并与y轴直线模组(3-4)垂直；x轴滑块(3-8)安装在x轴直线模组(3-7)之上，x轴模组安装板(3-9)安装在x轴滑块(3-8)上。
4.根据权利要求3所述的一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，其特征在于：所述z轴直线模组(3-1)的电机采用刹车步进电机，刹车步进电机置于模组下方，当z轴直线模组(3-1)安装在机架(1-1)的桌面上时，刹车步进电机隐藏在机架内部；所述y轴直线模组(3-4)和所述x轴直线模组(3-7)采用步进电机；所述x轴直线模组(3-7)的非电机端安装在y轴模组安装板(3-6)上，x轴直线模组(3-7)的步进电机置于装置的后方。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，其特征在于：所述激光输出头(1-4)包含光束整形装置(4-1)、安装法兰(4-2)、安装侧板(4-3)、光纤接头(4-4)和输出光纤(1-5)；
所述光束整形装置(4-1)与安装法兰(4-2)通过螺丝连接，安装法兰(4-2)与安装侧板(4-3)通过沉头螺丝相连接，安装侧板(4-3)竖直放置并安装在x轴模组安装板(3-7)上，光纤接头(4-4)一端通过机械结构安装在光束整形装置(4-1)尾部，另一端接入输出光纤(1-5)。
6.根据权利要求5所述的一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，其特征在于：光纤接头(4-4)的轴线与光束整形装置(4-1)的光束输入口的轴线共线，光纤接头(4-4)内的激光光束沿水平方向射入光束整形装置(4-1)内部，激光光束经光束整形装置(4-1)内部光学镜片处理后，沿竖直方向向下照射待测热管的加热区域；
所述激光输出头(1-4)将输出光纤(1-5)传输的圆形高斯激光光束整形成为热管所需的一定范围大小的功率密度均匀或非均匀的光斑，并垂直照射于待测热管蒸发端的加热区域。
7.根据权利要求1所述的一种基于激光加热超薄热管功率测试装置及方法，其特征在于：
所述蒸发端夹紧机构(1-6)包含有磁座(1-0-3)、蒸发端磁座上安装板(5-1)、蒸发端底座(5-2)、蒸发端垫块(5-3)、气缸(1-0-4)、蒸发端上连接板(5-4)、蒸发端PU压块(5-5)和调速阀(1-0-5)组成；
蒸发端磁座安装板(5-1)安装在磁座(1-0-3)上，蒸发端底座(5-2)通过螺丝安装在蒸发端磁座安装板(5-1)上，蒸发端垫块(5-3)安装在蒸发端底座(5-2)上，气缸(1-0-4)通过螺丝固定在蒸发端底座安装板(5-1)的侧面并竖直放置，蒸发端上连接板(5-4)安装在气缸(1-0-4)上端，并通过两根螺钉连接蒸发端PU压块(5-5)，调速阀(1-0-5)安装在气缸(1-0-4)的侧面；
所述冷凝端夹紧机构(1-7)包含有磁座(1-0-3)、冷凝端磁座安装板(6-1)、冷凝端底座(6-2)、水冷块(6-3)、冷凝端PU压块(6-4)、冷凝端上连接板(6-5)、气缸(1-0-4)和调速阀(1-0-5)；
冷凝端磁座安装板(6-1)安装在磁座(1-0-3)上，冷凝端底座(6-2)通过螺丝安装在冷凝端磁座安装板(6-1)上，水冷块(6-3)安装在冷凝端底座(6-2)上，气缸(1-0-4)通过螺丝固定在冷凝端底座安装板(6-1)的侧面并竖直放置，冷凝端上连接板(6-5)安装在气缸(1-0-3)上端，并通过两根螺钉连接冷凝端PU压块(6-4)，调速阀(1-0-5)安装在气缸(1-0-4)的侧面。
8.根据权利要求7所述的一种基于激光加热超薄热管功率测试装置，其特征在于：所述蒸发端垫块(5-3)开有小孔，用以穿插测温线；所述蒸发端底座(5-2)开有双凹槽，用以放置蒸发端垫块(5-3)和测温线；所述蒸发端连接板(5-4)开有双槽口，可以调整压紧热管的位置；当蒸发端PU压块(5-5)压紧热管时，测温线布置于激光照射热管区域的正下方，与热管的下表面接触；
所述冷凝端PU压块(6-4)开有小孔，用以穿插测温线，当冷凝端PU压块(6-4)压紧热管时，测温线与热管的上表面接触。
9.一种权利要求1-8任一所述的基于激光加热的超薄热管功率测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先在激光冷水机(1-0-3)内加入冷却液，设定冷却液温度和流量，在恒温水箱(1-0-4)内加入纯水，设定纯水水温和流量，将热管放置于夹紧机构，开启工控机(1-9)，开启激光器(1-2)，设定各工位上热管的加热位置，设定各加热位置的激光功率大小和加热时间，工控机(1-9)将位置信息传输至运动控制器，运动控制器接收信息并控制直线模组(1-3)的电机运动，带动激光输出头(1-4)移动至指定加热位置，并移动至对焦平面位置，运动控制器控制气缸压紧热管，工控机(1-9)传输控制信号至激光器(1-2)，激光器(1-2)使能并输出一定功率的激光，激光通过输出光纤(1-5)传输至激光输出头(1-4)，由激光输出头(1-4)整形成为特定大小和能量分布的光束，整形后的光束垂直照射热管的蒸发端，以此方式加热热管，恒温水箱(1-0-4)里的冷却水通过冷凝端夹具(1-7)中的冷却水通道，对水冷块(6-3)进行冷却，水冷块(6-3)接触热管的冷凝端，冷却热管的冷凝端，夹紧机构内置有感温线，感温线电性连接温度采集卡，温度采集卡将所采集的信息通过USB传输至工控机(1-9)，工控机(1-9)安装有功率测试系统，读取并处理温度采集卡所反馈的温度信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211600101.3A CN115856011A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211600101.3A CN115856011A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115856011A true CN115856011A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85672543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211600101.3A Pending CN115856011A (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115856011A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117871607A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-12 | 华南理工大学 | 一种应用激光热源的热管传热性能测试方法及控制系统 |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202211600101.3A patent/CN115856011A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117871607A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-12 | 华南理工大学 | 一种应用激光热源的热管传热性能测试方法及控制系统 |
| CN117871607B (zh) * | 2024-03-04 | 2024-10-01 | 华南理工大学 | 一种应用激光热源的热管传热性能测试方法及控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111442835A (zh) | 激光芯片测试平台 | |
| CN115856011A (zh) | 一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法 | |
| KR101804710B1 (ko) | 열전소자의 발전 및 냉각효율 평가장치 | |
| CN202421371U (zh) | 一种可控热电模块冷热端温度的功率测试实验装置 | |
| CN109323657B (zh) | 一种测量光互连模块关键位置焊后对准偏移的方法 | |
| CN113686554A (zh) | 激光模块老化单元、老化设备及其老化方法 | |
| CN112964975A (zh) | 一种真空探针台 | |
| CN111687540B (zh) | 一种设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打标机 | |
| CN220690973U (zh) | 一种芯片三温在线试验装置 | |
| CN206945819U (zh) | 一种用于芯片频率响应特性的测试装置 | |
| CN114624095A (zh) | 一种光模块温度测试设备 | |
| US4865461A (en) | Apparatus for use in determining a thermal characteristic of a specimen | |
| CN211291947U (zh) | 一种激光透镜工作温度临界值的测量装置 | |
| CN214585841U (zh) | 一种真空探针台 | |
| CN102520742A (zh) | 用于检测机台的温度调控系统 | |
| CN211978114U (zh) | 激光芯片测试平台 | |
| CN206132816U (zh) | 微波功率放大模块快速测试工装 | |
| CN211402195U (zh) | 一种成像板检测装置 | |
| CN108088847A (zh) | 一种bga芯片焊接质量的快速检测装置 | |
| CN111487517A (zh) | 用于激光器bar条测试的微动加电装置 | |
| CN221056022U (zh) | 激光性能测试系统 | |
| CN217425600U (zh) | 一种激光芯片高低温测试设备 | |
| CN220708694U (zh) | 一种用于镜头测试的加热靶标装置 | |
| CN115876832A (zh) | 一种散热测试仪 | |
| CN223122652U (zh) | 一种原位液氮冷热台测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |