CN204831321U - 一种惯导设备用半导体水循环冷却组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，包括冷板、半导体制冷片、冷端散热器、导流罩、风机和安装支架，冷板、半导体制冷片和冷端散热器通过连接螺钉依次连接，冷板与半导体制冷片的热端面贴合，半导体制冷片的冷端面与冷端散热器贴合，该冷端散热器的上端面对称安装两个安装支架，该冷端散热器的下部安装在导流罩内形成定向的入风口和出风口，导流罩的底部安装一组风机，该风机连接出风口。本冷却组件在很高的环境温度下也能为惯导设备中的惯性敏感元件提供一个稳定的、相对值较低的温度环境，从而保证元件在长期工作的情况下都能稳定的、可靠的发挥其性能，并保证设备整体精度性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及惯性导航设备的温控系统，尤其是一种惯导设备用半导体水循环冷却组件。
背景技术
惯导设备的输出精度在很大程度上受制于温度的影响，即温度场的均匀性和温度梯度的变化率对设备精度起着重要的影响。因此，在元件精度一定的情况下要想提高设备的输出精度，工程上都会对设备进行精密的温控设计。
传统的温控不附加其他的功率器件，仅仅依靠环境空气的对流和设备自身结构的传导以及辐射来进行控制。其对应用环境的温度提出很高的要求，即：要求提供一个变化带宽很窄的环境温度并且将控制温度点设在一个高点，以便达到控温的目的。传统风冷温控的弊端就是控制温度点的设定只能以最高的环境温度来定，这会导致设备启动时要求有一段不可忽视的加温时间；而且惯性元件工作时一直处于高温状态，这种状态对惯性元件和电子器件的寿命和可靠性带来了极其有害的影响。惯性元件的工作温度都有一个最大值，当应用环境的最高温度值持续升高，使惯性元件周围的温度大于要求工作温度上限时，器件超温而使设备处于不可控状态。
发明内容
本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种使设备在较高的环境温度范围内能够将核心敏感部件的工作温度控制在一个较低的、稳定的温度点下的惯导设备用半导体水循环冷却组件。
本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的：
一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：包括冷板、半导体制冷片、冷端散热器、导流罩、风机和安装支架，冷板、半导体制冷片和冷端散热器通过连接螺钉依次连接，冷板与半导体制冷片的热端面贴合，半导体制冷片的冷端面与冷端散热器贴合，该冷端散热器的上端面对称安装两个安装支架，该冷端散热器的下部安装在导流罩内形成定向的入风口和出风口，导流罩的底部安装一组风机，该风机连接出风口。
而且，所述冷板的内部制出用于冷却水流通的空腔，冷板上安装与空腔连通的进水管和出水管，该进水管和出水管分别连接水泵和水箱。
而且，所述的冷端散热器为翅片结构。
而且，所述的冷板与半导体制冷片之间开槽，该槽内安置铂电阻。
而且，所述的冷板与半导体制冷片之间，半导体制冷片和冷端散热器之间均涂抹一层导热硅脂层。
而且，所述的冷板、半导体制冷片和冷端散热器上制出安装孔，该安装孔内安装隔热套筒，连接螺钉安装在该隔热套筒内。
而且，半导体制冷片的制冷功率大于设备内所有元器件的总发热功率加上环境通过设备外壳进入到设备内部的功率之和，冷板的冷却功率大于或等于半导体制冷片的输入电功率和制冷功率之和。
而且，所述的安装支架与冷端散热器之间的螺钉安装处设置隔热垫片。
而且，所述导流罩的底部安装集水器。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本冷却组件的冷端散热器采用换热面积很大的翅片结构，并以风机进行空气搅拌，以增大冷端散热器与内部空气的换热量。冷端散热器外围由导流罩包覆，形成定向的入风口和出风口，防止热短路。
2、本冷却组件的冷板与半导体制冷片之间，半导体制冷片和冷端散热器之间均匀地涂抹少量导热硅脂，以增加导热性能。
3、本冷却组件的冷板与半导体制冷片之间开槽放置铂电阻，用来监测半导体制冷片热端的温度，当热端温度超过允许温度的最大值时切断半导体制冷片电源，同时冷板内循环水继续工作，防止温度过高而烧毁元件。
4、本冷却组件的冷板、半导体制冷片和冷端散热器通过连接螺钉连接，并在安装孔内装有隔热套筒，用以减少冷板与冷端散热器之间的热量交换，并防止半导体制冷片的冷端与热端出现热短路。
5、本冷却组件的风机的安装方式为抽风模式，即风机为风路的出风口，使风阻减小，更有利于风路的循环，避免冷端散热器局部温度过低出现冷凝现象。
6、本冷却组件的冷端散热器和安装支架在螺钉安装处加隔热垫片，以减少冷端散热器与设备外壳之间的热量交换，避免造成不必要的热量损失。
7、本冷却组件的隔热套筒和隔热垫片均采用导热率很低的塑胶材质制作，防止热短路。
8、本实用新型是一种设计科学、结构合理的惯导设备用半导体水循环冷却组件，本冷却组件采用多种不同的结构设计达到降低温度的目的，在很高的环境温度下也能为惯导设备中的惯性敏感元件提供一个稳定的、相对值较低的温度环境，从而保证元件在长期工作的情况下都能稳定的、可靠的发挥其性能，并保证设备整体精度性能。
附图说明
图1是本实用新型的主视图(局部剖视)；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的侧视图(局部剖视)。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本实用新型的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，包括冷板1、半导体制冷片2、冷端散热器3、导流罩4、风机6和安装支架10，冷板的内部制出用于冷却水流通的空腔，冷板上安装与空腔连通的进水管11和出水管12，该进水管和出水管分别连接水泵和水箱。冷端散热器为翅片结构。本实用新型要求半导体制冷片的制冷功率大于设备内所有元器件的总发热功率加上环境通过设备外壳进入到设备内部的功率之和，冷板的冷却功率大于或等于半导体制冷片的输入电功率和制冷功率之和。
冷板、半导体制冷片和冷端散热器通过连接螺钉8依次连接，其具体结构为：在冷板、半导体制冷片和冷端散热器上制出安装孔，该安装孔内安装隔热套筒7，连接螺钉安装在该隔热套筒内。该隔热套筒采用导热率很低的塑胶材质制作，防止热短路。半导体制冷片在电流流经的过程中会具有放热和吸热的现象，即其在电流流经过程中可形成冷热两个端面，冷板与半导体制冷片的热端面贴合，半导体制冷片的冷端面与冷端散热器贴合。半导体制冷片的冷端和热端必须分别与冷端散热器和冷板充分接触，防止出现局部过冷或过热而引起的元件损坏现象。冷板与半导体制冷片之间开槽，该槽内安置铂电阻13。冷板与半导体制冷片之间，半导体制冷片和冷端散热器之间均涂抹一层导热硅脂层。
冷端散热器的上端面对称安装两个安装支架，在安装支架与冷端散热器之间的螺钉安装处设置隔热垫片9，该隔热垫片采用导热率很低的塑胶材质制作，防止热短路。冷端散热器的下部安装在导流罩内形成定向的入风口和出风口，导流罩的底部安装一组风机，该风机连接出风口，该风机的安装处均匀涂抹少许硅橡胶以防渗水。导流罩的底部安装集水器5，该集水器内放置干燥剂用以收集可能出现的冷凝水，要求定期检查并更换集水器内的干燥剂，以防止冷凝水过多而影响设备正常工作。
本实用新型的安装方法为：
首先，将风机和集水器安装在导流罩底部，再将导流罩通过螺钉两侧固定的方式安装在冷端散热器上。
然后，依次安装半导体制冷片和冷板，安装时要求将冷板和半导体制冷片、半导体制冷片和冷端散热器之间的接触面清洗干净，并均匀地涂抹少量导热硅脂，以增加导热性能，并在冷板和半导体制冷片接触面之间放置铂电阻，在安装孔处安装隔热套筒。
最后，将安装支架安装在冷端散热器上，安装时要求在冷端散热器和安装支架之间加装隔热垫片，以减少不必要的热量损失。整个制冷模块通过安装支架固定在设备外壳内部。
本实用新型的工作过程为：
工作时半导体制冷片冷端吸热，通过风机的搅拌作用，对设备腔内气体进行冷却，冷却水在冷板内循环流动，对半导体制冷片热端进行冷却，从而使设备内部温度能够低于外部环境温度。热量的传递路径如下：设备内部热源—>冷端散热器—>半导体制冷片冷端—>半导体制冷片热端—>冷板—>冷却水—>外部环境。
经对按此方法设计的实际装置的测试验证，本装置能够在外界环境为55℃的情况下将设备内部核心元件的工作温度降到40℃，并结合加热装置能将温度范围控制在±0.1℃范围内，满足惯导设备对温度控制的要求，能够为惯导设备精度输出提供良好的温度环境。
Claims (9)
1.一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：包括冷板、半导体制冷片、冷端散热器、导流罩、风机和安装支架，冷板、半导体制冷片和冷端散热器通过连接螺钉依次连接，冷板与半导体制冷片的热端面贴合，半导体制冷片的冷端面与冷端散热器贴合，该冷端散热器的上端面对称安装两个安装支架，该冷端散热器的下部安装在导流罩内形成定向的入风口和出风口，导流罩的底部安装一组风机，该风机连接出风口。
2.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述冷板的内部制出用于冷却水流通的空腔，冷板上安装与空腔连通的进水管和出水管，该进水管和出水管分别连接水泵和水箱。
3.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述的冷端散热器为翅片结构。
4.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述的冷板与半导体制冷片之间开槽，该槽内安置铂电阻。
5.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述的冷板与半导体制冷片之间，半导体制冷片和冷端散热器之间均涂抹一层导热硅脂层。
6.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述的冷板、半导体制冷片和冷端散热器上制出安装孔，该安装孔内安装隔热套筒，连接螺钉安装在该隔热套筒内。
7.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：半导体制冷片的制冷功率大于设备内所有元器件的总发热功率加上环境通过设备外壳进入到设备内部的功率之和，冷板的冷却功率大于或等于半导体制冷片的输入电功率和制冷功率之和。
8.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述的安装支架与冷端散热器之间的螺钉安装处设置隔热垫片。
9.根据权利要求1所述的一种惯导设备用半导体水循环冷却组件，其特征在于：所述导流罩的底部安装集水器。
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| CN201520361713.0U CN204831321U (zh) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | 一种惯导设备用半导体水循环冷却组件 |
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| CN108131862A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-08 | 湘潭大学 | 一种安全性能高的微型热电制冷器 |
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- 2015-05-29 CN CN201520361713.0U patent/CN204831321U/zh active Active
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