CN1470866A - 一种热测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种热测试装置，包括有：可控热敏元件、热式传感器、差压传感器、多通道A/D、D/A转换及控制装置、风扇模块，其中可控热敏元件模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板上，热式传感器和差压传感器采用插接方式布置在模拟单板上，且热式传感器和差压传感器装置在靠近可控热敏元件的位置，热式传感器和差压传感器的检测信号及可控热敏元件的控制信号通过模拟单板上的连接器与多通道A/D、D/A转换及控制装置连接。本发明由于采用多测点测试PCB板表面风速的不均匀性，减少了手持式设备的测量误差。既可逼真地模拟实际电子设备的散热状况，又可直接检测验证强化散热技术的散热效果。

Description

一种热测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种热测试装置及其测试方法，特别是一种风冷电子通讯设备内部流量的模拟热测试装置及其测试方法。

背景技术

随着电子通讯设备功耗的增加和结构体积的减小，散热越来越成为产品设计中的一个重要问题，热测试已成为产品设计验证中的一项重要内容，同时也是产品规格设计阶段一项重要指标，但在样机阶段有时由于产品功能的不完善，使设备的功耗不能达到最大水平，散热指标不能及时进行测试验证，在产品开发完成后进行测试验证往往需要更换风扇或更改结构，会引起噪声增加等问题，拖延产品开发周期。

在诸多散热指标中，风速指标是其中重要一种，目前测试风速所用到的风速测试仪有风球式、风标式、热式三种形式，其结构形式都是手持式单一探头，这三种结构形式的风速测试仪中，叶轮式风速计是利用叶轮转速检测来测定风速；热式风速计又可分为热膜式和热球式，但其工作原理都是采用气流的对流换热原理，通过检测传感器表面温度变化获得流过表面的气流流速；摆动风向标式风速计是利用风标的摆动幅度来测试风速的，主要应用于气象、农业中的风速测试。但这几种风速计都不能很好的满足电子通讯设备的内部流场模拟和分布测试。原因是电子通信设备多采用前装插拔面板形式，如图1所示，各印刷电路板的单板面板朝前地竖向插置在机槽内，这样如采用现有的测试仪就要把单板面板拆除，但拆除单板面板会引起风道内风量的流失，而在面板上加工测试工艺孔不仅需要单独加工，而且测试点比较单一，不能准确地测试该槽位中的风速场的分布情况，同时如果单板面板上布满连接器的时候，产品在运行中这种测试验证根本就不能进行。特别地现有的手持探头的风速测试仪不能够准确地测试需要的测试点的风速、风压等指标；不能够准确、全面的验证系统内的压力、风速分布是否符合设计要求；不能准确判断风扇的工作点是否合适。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种可多点测试印刷电路板(PCB板)表面的风速不均匀性、能实现安全的仿真测试，且测试精度高、稳定性好的风冷电子通讯设备内部流场的模拟热测试装置及其测试方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，一种热测试装置包括：

用于模拟发热元件产生热源的可控热敏元件；

用于检测温度和风速信号的热式传感器；

用于采集压力信号的差压传感器；

用于对多组温度信号、压力信号进行转换及对可控热敏元件和风扇块进行控制的多通道A/D、D/A转换及控制装置；

为模拟单板提供风源的风扇模块；

其中可控热敏元件模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板上，热式传感器和差压传感器采用插接方式布置在模拟单板上，且热式传感器和差压传感器装置在靠近可控热敏元件的位置，热式传感器和差压传感器的检测信号及可控热敏元件的控制信号通过模拟单板上的连接器与多通道A/D、D/A转换及控制装置连接，风扇模块装置在机槽内，其出风口朝向各模拟单板。

另一方面，通过上述测试装置进行的测试方法包括以下步骤：

1)、将可控热敏元件模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板上；

2)、将热式传感器和差压传感器采用插接方式布置在模拟单板上位于可控热敏元件附近的位置；

3)、将热式传感器和差压传感器的检测信号及可控热敏元件的控制信号连接到多通道A/D、D/A转换及控制装置；

4)、通过A/D、D/A转换及控制装置调节风扇模块的风速来控制模拟单板上的风的流量，并记录相关的温度，压力的数据；

5)、根据风的流量和记录的温度、压力的数据制作模拟单板上的流量和压力的特性曲线；

6)、根据制作的特性曲线为模拟单板选择合适的风扇作为散热器件。

由于本发明采用了上述的技术方案，所以具有如下的优点：

1、由于采用多测点测试PCB板表面的风速的不均匀性，可有效减少手持式设备的测量误差；

2、由于多个风速、风压、温度测点与功率可调模拟发热器件即可控热敏元件同时直接分布在PCB板上，所以既可逼真地模拟实际电子设备的散热状况，又可直接检测验证强化散热技术的散热效果；

3、由于风速、风压、温度传感器采用插拔式安装方式，可使本发明适用于不同尺寸的电路板设计的模拟要求。

总之，与现有的风速测试设备相比，本发明测试项更为全面、测量精度更高、能稳定可靠地适合于电子通讯设备内部的散热流场的模拟和测试。

附图说明

图1是现有电子通讯设备采用前装插拔面板的结构示意图；

图2是本发明的结构组成方框图；

图3是本发明装置在模拟单板上的结构示意图；

图4是本发明所述测试方法的流程图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明所述热测试装置包括：

用于模拟发热元件产生热源的可控热敏元件1；

用于检测温度和风速信号的热式传感器2；

用于采集压力信号的差压传感器3；

用于对多组温度信号、压力信号进行转换及对可控热敏元件1和风扇模块6进行控制的多通道A/D、D/A转换及控制装置5；

为模拟单板提供风源的风扇模块；

其中可控热敏元件1模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板7上，热式传感器2和差压传感器3采用插接方式布置在模拟单板7上，且热式传感器2和差压传感器3装置在靠近可控热敏元件1的位置，热式传感器2和差压传感器3的检测信号及可控热敏元件1的控制信号通过模拟单板7上的连接器4与多通道A/D、D/A转换及控制装置5连接，风扇模块6装置在机槽内，其出风口朝向各模拟单板7。其中上述A/D、D/A转换及控制装置5设有用于实现热敏控制的旋钮按钮52、用于实现通道选择的选择按键53、用于显示风速、风压、温度、风扇转速的显示屏51及用于给电路供电和为不同类型风扇模块6调速的电源转换模块。且所述电源转换模块设有至少一个以上档位的直流电压输出接口。本实施例中，电源采用220V交流供电，在转换和控制部分中设置的电源转换模块将其转换成DC48V、24V、12V和5V，用于给电路供电和适应不同类型风扇的调速，但是最多只提供6个风扇的控制，避免功率要求过高而使仪器体积过大。

本发明所述热测试装置的测试方法，包括以下步骤：

1)、将可控热敏元件1模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板7上；

2)、将热式传感器2和差压传感器3采用插接方式布置在模拟单板7上位于可控热敏元件1附近的位置；

3)、将热式传感器2和差压传感器3的检测信号及可控热敏元件1的控制信号连接到多通道A/D、D/A转换及控制装置5；

4)、通过A/D、D/A转换及控制装置5调节风扇模块6的风速来控制模拟单板7上的风的流量，并记录相关的温度、压力的数据；

5)、根据风的流量和记录的温度、压力的数据制作模拟单板7上的流量和压力的特性曲线；

6)、根据制作的特性曲线为模拟单板7选择合适的风扇作为散热器件。

Claims (4)

1、一种热测试装置，其特征在于包括：

用于模拟发热元件产生热源的可控热敏元件；

用于检测温度和风速信号的热式传感器；

用于采集压力信号的差压传感器；

用于对多组温度信号、压力信号进行转换及对可控热敏元件和风扇模块进行控制的多通道A/D、D/A转换及控制装置；

为模拟单板提供风源的风扇模块；

其中可控热敏元件模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板上，热式传感器和差压传感器采用插接方式布置在模拟单板上，且热式传感器和差压传感器装置在靠近可控热敏元件的位置，热式传感器和差压传感器的检测信号及可控热敏元件的控制信号通过模拟单板上的连接器与多通道A/D、D/A转换及控制装置连接，风扇模块装置在机槽内，其出风口朝向各模拟单板。

2、根据权利要求1所述的热测试装置，其特征在于上述A/D、D/A转换及控制装置设有用于实现热敏控制的旋钮按钮、用于实现通道选择的选择按键、用于显示风速、风压、温度、风扇转速的显示屏及用于给电路供电和为不同类型风扇模块调速的电源转换模块。

3、根据权利要求2所述的热测试装置，其特征在于上述电源转换模块设有6个档位的直流电压输出接口。

4、如权利要求1所述热测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、将可控热敏元件模拟通讯设备典型电路板上的布局安装在模拟单板上；

2)、将热式传感器和差压传感器采用插接方式布置在模拟单板上位于可控热敏元件附近的位置；

3)、将热式传感器和差压传感器的检测信号及可控热敏元件的控制信号连接到多通道A/D、D/A转换及控制装置；

4)、通过A/D、D/A转换及控制装置调节风扇模块的风速来控制模拟单板上的风的流量，并记录相关的温度、压力的数据；

5)、根据风的流量和记录的温度、压力的数据制作模拟单板上的流量和压力的特性曲线；

6)、根据制作的特性曲线为模拟单板选择合适的风扇作为散热器件。

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