CN206892439U - 一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了本实用新型涉及一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置，属于显微镜加工领域。该装置包括立体水冷件，泵，散热器，风扇，光源和插座；立体水冷件的进水口与泵的出水口相连；立体水冷件的出水口与风冷散热器的进水口相连；风冷散热器的出水口与泵的进水口相连；风扇与风冷散热器相连；插座安装在立体水冷件的水冷板上；光源插入插座内；立体水冷件由一块水冷板加工成一侧开口的箱体，水冷板由三块板片相互叠加且通过扩散焊实现固定连接，其中位于中间的板片上切割有镂空的水流流道。该光源装置自带散热系统，能够用于作为放大倍数在两万倍及以上的显微镜的光源装置。

Description

一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置，属于显微镜加工领域。

背景技术

现有显微镜最高放大倍数约20000倍，光源功率30W，光源腔体内温度50度左右，如果继续提高放大倍数则在显微视野内光线弱，看不清显微物体，需要加大光源的功率，如果采用150W光源则在相同视野亮度的条件下显微效果可以达到100000倍，若显微倍数不变则视野内光强是原有的5倍，因此，想要制作更高放大倍数的显微镜，就必须使用更高功率的光源，但是越大功率的光源产生的温度越高、热量越大，随之而带来的是温度过高使得显微镜器件融化的问题(如在150W光源的条件下灯泡的表面温度可达到500度，腔体内温度1分钟内超过150度，30秒内部塑料器件开始融化)，因此，想要制作更高放大倍数的显微镜，就需要解决显微镜散热的问题，如果在灯泡周围使用隔热材料会由于热量无法散出导致光源融化，因此此种方式不适用于显微镜，那么只能在显微镜中加入额外散热装置，同时由于显微镜的体积受限，散热装置既要满足体积不能过大，又要满足快速散热、且散热效率较好。

现有技术解决高温散热的问题一般有三种方法：

1、水冷方式

常规的水冷方式是平板形式，无法解决空间热量传递问题。拼接的立体结构存在热量泄露及散热不均匀问题，且空间体积较大无法安装在腔体内。

2、风冷方式

采用风冷方式可以将热量带到腔体外如在家用投影仪中采用风冷散热，但风冷散热噪音大，会产生振动影响显微效果。根据对投影仪市场产品的调研，目前采用风冷方式的投影仪产品在工作1小时左右热平衡态表面温度普遍高于60度。此种方式不能快速使得高倍显微镜瞬间产生的热量散出，效率较低，容易使得显微镜由于散热慢导致高温融化器件的问题。

3、采用隔热材料

采用隔热材料阻热的方式多用于保温行业，隔绝热源与外部的热交换。在本案例中如果采用隔热材料方式会在使用过程中时灯泡表面温度持续升高一直达到玻璃熔点灯泡内部产生高压容易发生灯泡爆炸等危害。

因此采用水冷散热的方式较为契合显微镜的实际情况。平面散热效率较低，空间散热可以大大提升散热效率，可以达到快速散热的目的，因此，空间散热较为符合显微镜散热的实际情况。

目前，现有水冷板主要分为：

1)压管式：是将金属水管与换热板片挤压联接，板片厚度约10mm；

2)埋管式：是金属水管埋于换热板片内部靠钎焊联接，板片厚度约10mm；

3)搅拌摩擦焊式，是于金属板中铣削出流道，后将流道盖板通过搅拌摩擦焊的方式焊接，板片厚度约8mm；

上述类型的水冷板由于现有加工水冷板的工艺使得水冷板的厚度比较厚，存在由于板片过厚而不能够实现折弯或者折弯工艺难度比较大，进而很难加工成非平面的空间散热结构。因此在需要非平面的散热结构时，现有技术中通常采用多个平面的水冷板拼接组成，这种方式存在的弊端：在每个平面板片的流道联接处需要用接管的方式实现两块板的流道的连通，连接管道外部没有散热部件包裹，且结构复杂不易施工，组成的形状也受限，即：只能是多个平板的拼接形成的形状。通常接管的类型有焊接、卡套联接等，主要存在如下缺点：1、各板片厚度大导致整体体积大，且板片厚度直接导致板片平面面积大，无法做成小型组件；2、连接处存在漏热点。在板片连接处由于管路较粗导致管路转弯半径较大，在连接时会在两板片之间存在漏热点，存在空隙处有热量泄露等问题，影响换热效率；3、连接处占用体积大，无论焊接或卡套接头在连接过程中都必须留有加工空间，制约板片内流道的密度。使板片中热分布不均匀。

因此，若想攻破提高显微镜放大倍数的难题，首要解决的就是显微镜的光源散热问题。

实用新型内容

为解决现有技术中制作较高倍数如两万倍显微镜的光源散热问题。本实用新型提供了一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置，采用的技术方案是：

一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置，该装置包括立体水冷件1，泵2，散热器3，风扇4，光源5和插座6；

其中：所述立体水冷件1的进水口与泵2的出水口相连；所述立体水冷件1的出水口与风冷散热器3的进水口相连；所述风冷散热器3的出水口与泵2的进水口相连；所述风冷散热器3的外部设有风扇4；所述插座6安装在立体水冷件1的水冷板上；所述光源5插入插座6内；

所述立体水冷件1由一块水冷板加工成一侧开口的箱体，其中水冷板由三块板片相互叠加且通过扩散焊实现固定连接，其中位于中间的板片上切割有镂空的水流流道，位于两侧的板片中任意一个板片上设置有与水流流道的进水端和出水端对应的进水口和出水口；

所述水冷板的厚度为2.3mm-3mm。

进一步地，所述光源5功率为100W-150W。

进一步地，所述光源5为卤素灯。

进一步地，所述光源5为24V、150W卤素灯。

进一步地，所述水冷板的厚度为2.3mm-2.5mm。

进一步地，所述镂空的水流流道是通过线切割或者激光切割或者等离子切割形成的。

本实用新型超薄水冷板中各组件的材质可以是铝，铜，不锈钢等常见金属。

本实用新型有益效果：

本实用新型克服了现有技术偏见：现有的立体结构的水冷装置是由多块平面的水冷板拼接组装而成，在每个平面板片的流道联接处需要用接管的方式实现两块板的流道的连通。本申请虽然为立体结构，但没有采用现有的立体水冷装置的设计思路，去研究多块水冷板的拼接技术，而是由一块水冷板加工成立体形状。

现有技术中水冷板的板片厚度约8mm-10mm，该厚度的板片使得板片难以实现弯折，很难加工成一体成型结构的水冷装置，上述问题是本领域技术人员一直无法突破的技术瓶颈，本实用新型通过加工一种超薄水冷板，进而加工成立体水冷件，最后组装成立体散热装置，本实用新型水冷板大大降低了板片的厚度，该水冷板的厚度可低达2.3mm-3mm，能够实现弯折进而加工成一侧开口的箱体结构，用于显微镜光源的散热，本实用新型的装置突破了现有技术瓶颈，填补了现有技术中未有一体加工成型的立体水冷装置构成散热装置的空白，取得了预料不到的技术效果。

本实用新型的光源装置，自带一套散热装置，能够用于高倍数如两万倍及以上放大倍数的显微镜。填补了现有技术的空白，突破了现有技术的瓶颈。

现有技术中立体水冷件通常采用多个平面水冷板拼接组成，这种方式存在的弊端：在每个平面板片的流道联接处需要用接管的方式实现两块板的流道的连通，连接管道外部没有散热部件包裹，且结构复杂不易施工，组成的形状也受限，即：只能是多个平板的拼接形成的形状，并且现有拼接而成的立体水冷结构存在：1、板片厚度过大导致整体体积大，无法做成小型组件；2、连接处存在漏热点，空隙处有热量泄露影响换热效率；3、连接处占用体积大，无论焊接或卡套接头在连接过程中都必须留有加工空间，制约板片内流道的密度，使板片中热分布不均匀等诸多问题，而本实用新型的散热装置能够克服上述全部缺点。

由于显微镜尺寸较小，光源体积更小，因此，为光源散热就需要满足体积较小的要求，又要满足快速散热、且散热效率较好的要求，本实用新型将一块水冷板加工成立体形状，可以根据光源大小加工成任意大小的一侧开口的箱体结构，正好能够克服上述提高显微镜倍数后遇到的散热问题，攻克了制备超高倍数显微镜无法解决散热的难题。本实用新型在降低板片厚度的同时减小了装置的体积和重量，还能够在不降低冷却效果的前提下，极大的降低了换热器的重量，提升了系统的综合性能，在拐点处/弯折处不存在泄漏点，不会因存在热量泄露点局部散热不均匀。

本实用新型装置更加贴合光源，减少辐射散热达到最佳散热效果，可以在传播途径上直接中断发热元件对于系统的加热作用，最大限度的吸热发热元件产生的无效热量，降低发热元件对于整个系统的热影响。

本实用新型提供的带有立体散热装置的光源装置为本领域开辟了一种全新的产品，为显微镜光源提供了一个新的发展趋势。

附图说明

图1为本发明所述光源装置的结构示意图；

(1，立体水冷件；2，泵；3，风冷散热器；4，风扇；5，光源；6，插座；7，显微镜底座)。图2为本发明所述立体水件中水冷板平面展开图的爆炸示意图。

图3为本发明所述立体水冷件的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

结合图1-3说明本实施方式，本实施方式的一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置，该装置包括立体水冷件1，泵2，散热器3，风扇4，光源5和插座6；

其中：所述立体水冷件1的进水口与泵2的出水口相连；所述立体水冷件1的出水口与风冷散热器3的进水口相连；所述风冷散热器3的出水口与泵2的进水口相连；所述风冷散热器3的外部设有风扇4；所述插座6安装在立体水冷件1的水冷板上；所述光源5插入插座6内；

所述立体水冷件1由一块水冷板加工成一侧开口的箱体，其中水冷板由三块板片相互叠加且通过扩散焊实现固定连接，其中位于中间的板片上切割有镂空的水流流道，位于两侧的板片中任意一个板片上设置有与水流流道的进水端和出水端对应的进水口和出水口；

所述水冷板的厚度为2.3mm-3mm。

本发明所述光源装置置于显微镜底座7内，如图1所示。

本实施方式中的镂空的水流流道可以是通过线切割或者激光切割或等离子切割形成的，其中线切割更好，因为线切割方式尺寸精度较高，可高达0.02mm，切口表面不产生废屑，板片变形量小。

本实施方式中的光源可以选择功率为100W-150W的光源，使用该功率范围内的光源能够在较高倍数如两万倍的显微视野内光线适中，能够看清显微物体，也尽量减小对眼部的伤害。光源还可以选择卤素灯，较好的方式是选择24V、150W卤素灯作为光源，适合于用作在较高倍数如两万倍的显微镜的光源装置，显微视野内光线适中，能够看清显微物体，也减小对眼部的伤害。

本实施方式中的立体水冷件的水冷板的厚度为可以在2.3mm-3mm范围内任意取值，根据不同需求制备获得不同厚度的薄水冷板，如3mm、2.8mm、2.5mm、2.3mm，以上范围内的厚度就能实现弯折加工成一侧开口的箱体形状的立体水冷件。

本实施方式中的水流流道的形状和具体参数可以根据实际的使用需求而设计成任意形状。

本实施方式中立体水冷件的材质可以是铝，铜，不锈钢等常见金属。

本实施方式中水冷板板片的大小、形状等具体参数可以根据实际要加工成的立体装置的平面展开的尺寸而定。

本实施例方式中进水口和出水口的位置可以根据实际使用要求而定。

本实施方式的立体散热装置的工作原理是由泵将水从立体水冷件1的进水口泵入，在水流流道内流动，通过与周围空气热传递，在流动过程中将光源5产生的热量带走，水升温，从立体水冷件的出水口流出，进入散热器的进水口，经过散热器和风扇的作用将水降温，降温后的水从散热器的出水口流出，然后流入泵的进水口，泵再将水泵入立体水冷件，如此进行循环散热。

本实施方式的立体水冷件可以按照如下方法进行加工：按照所需尺寸(立体水冷件的平面展开尺寸)裁剪基板，在需要切割水流流道的板片上切割形成水流流道，然后将三块板片相互叠加放置，设有水流流道的板片位于中间，然后通过扩散焊接进行固定连接获得水冷板，然后将水冷板通过折弯压的方式加工成立体形状。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种适用于显微镜的带有散热功能的光源装置，其特征在于，包括立体水冷件(1)，泵(2)，风冷散热器(3)，风扇(4)，光源(5)和插座(6)；

其中：所述立体水冷件(1)的进水口与泵(2)的出水口相连；所述立体水冷件(1)的出水口与风冷散热器(3)的进水口相连；所述风冷散热器(3)的出水口与泵(2)的进水口相连；所述风冷散热器(3)的外部设有风扇(4)；所述插座(6)安装在立体水冷件(1)的水冷板上；所述光源(5)插入插座(6)内；

所述立体水冷件(1)由一块水冷板加工成一侧开口的箱体，其中水冷板由三块板片相互叠加且通过扩散焊实现固定连接，其中位于中间的板片上切割有镂空的水流流道，位于两侧的板片中任意一个板片上设置有与水流流道的进水端和出水端对应的进水口和出水口；

所述水冷板的厚度为2.3mm-3mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源(5)功率为100W-150W。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源(5)为卤素灯。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源(5)为24V、150W卤素灯。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水冷板的厚度为2.3mm-2.5mm。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述镂空的水流流道是通过线切割或者激光切割或者等离子切割形成的。