CN213456748U - 测温组件及导热性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测温组件及导热性能测试装置，涉及导热测试技术领域，解决了测试设备测量硅脂导热能力时等待时间久、测试效率低的技术问题。该测温组件包括测温本体和用于与待测件接触的传热部，测温本体上存在有装配部，传热部上存在配合部位，装配部与配合部位连接能将传热部连接于测温本体上以测量待测件传递至传热部的温度，且装配部与配合部位分离能将传热部从测温本体上脱离。本实用新型用于材料的导热性能测试，当测完一待测件后，可先将传热部从测温本体上脱离，安装另一新的传热部重新测量，节约时间，可在测试过程中等上一传热部降温、清理，可实现连续测量，减少了等待传热部降温的时间，提高了测试效率。

Description

测温组件及导热性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及导热测试技术领域，尤其是涉及一种测温组件及导热性能测试装置。

背景技术

目前，散热硅脂在各行业有较大的应用。因此其导热性能备受关注，导热性能与产品需求相关。

现在散热硅脂导热性能测试比较频繁，在实际工作中本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

(1)现有的导热性能测试设备体积较大，难以根据不同物态、不同形状等的物体进行测量，适用范围窄。

(2)现有的设备，当测完一组后，需要等仪器降温，然后清理测试物体，才能开始下一组测试，否则影响实验结果，因此测量硅脂的导热能力操作步骤比较麻烦，需要等待的时间长、需要时间久、测试效率低，以至于耽误实验测试进度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供测温组件及导热性能测试装置，以解决现有技术中存在的现有测试设备测量硅脂导热能力时等待时间久、测试效率低的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的测温组件，包括测温本体和用于与待测件接触的传热部，其中：

所述测温本体上存在有装配部，所述传热部上存在配合部位，所述装配部与所述配合部位连接能将所述传热部连接于所述测温本体上以测量所述待测件传递至所述传热部的温度，且所述装配部与所述配合部位分离能将所述传热部从所述测温本体上脱离。

优选的，所述装配部为一定位部件，所述定位部件插入至所述配合部位内形成的配合结构能将所述传热部固定于所述测温本体上，且所述定位部件从所述配合部位内拉出能将所述传热部从所述测温本体上脱离。

优选的，所述装配部为一定位棒，所述配合部位为在所述传热部上开设的与所述定位部件相匹配的孔或槽。

优选的，所述测温本体包括有与所述传热部接触的第一感温包，所述第一感温包在所述测温本体上的位置可调节，且调节所述第一感温包的位置能改变其与所述传热部上用于与待测件接触的传热面之间的距离。

优选的，所述测温本体上布置有多个放置位，所述第一感温包能插入至所述放置位内与所述传热部连接，且通过选择用于固定所述第一感温包的所述放置位能调节所述第一感温包与所述传热面的距离。

优选的，所述测温本体包括第一保温套，其中：所述保温套罩设于所述传热部的外围，且所述装配部穿过所述第一保温套和所述配合部位并将两者固定连接。

本实用新型还提供了一种导热性能测试装置，包括用于对待测件加热的加热组件以及上述测温组件，所述测温组件与所述加热组件共同夹持待测件，且所述测温组件与所述加热组件之间的距离可调节。

优选的，所述导热性能测试装置还包括有杆体和旋动部，其中：所述旋动部螺纹连接于所述杆体上并同时承托套设在所述杆体上的所述测温组件，通过旋转所述旋动部能带动所述测温组件在所述杆体上移动。

优选的，所述加热组件包括加热部、导热部和与所述导热部连接的第二感温包，其中：

所述加热部与所述导热部连接用于对所述导热部加热，所述导热部与所述待测件接触，所述第二感温包连接有控制组件，且所述控制组件与所述加热部电连接用于根据所述第二感温包传递的温度信号控制所述加热部的加热温度。

优选的，所述加热组件还包括有第二保温套，所述第二保温套罩设于所述导热部的外围，所述第二感温包固定于所述第二保温套上且其在所述第二保温套上的位置可调节。

优选的，所述加热部为棒状，所述导热部上存在有安装位，所述加热部穿过所述第二保温套伸入所述安装位内能实现与所述导热部的连接，且所述加热部从所述安装位内拉出能实现与所述导热部分离。

本实用新型提供的测温组件及导热性能测试装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：通过装配部与传热部上的配合部位配合能将传热部连接于测温本体上，测量待测件传递至传热部上的温度，且装配部与传热部上配合部位的分离能将传热部从测温本体上脱离，当测完一待测件后，可先将传热部从测温本体上脱离，安装另一新的传热部重新测量，节约时间，可在测试过程中等上一传热部降温、清理，可实现连续测量，减少了等待传热部降温的时间，提高了测试效率。上述导热性能测试装置由于具备该测温组件，故同样具有减少等待时间、提高测试效率优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型导热性能测试装置的立体结构示意图；

图2是导热性能测试装置的侧视图；

图3是导热性能测试装置的正视图；

图4是图3中B-B的剖面图，图中示出了测温组件与加热组价的装配结构；

图中11、传热部；111、配合部位；12、装配部；13、第一感温包；14、放置位；15、第一保温套；21、导热部；22、加热部；23、第二感温包；24、容纳位；25、第二保温套；26、安装位；3、旋动部；4、杆体；41、滑槽；5、滑道；6、电控箱；61、显示屏。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

参见图1-图4所示，本实施例提供了一种测温组件，用于导热性能测试装置中与加热组件共同夹持待侧件，该测温组件包括测温本体和用于与待测件接触的传热部11，其中：

测温本体上存在有装配部12，传热部11上存在配合部位111，装配部12与配合部位111连接能将传热部11连接于测温本体上以测量待测件传递至传热部11的温度，且装配部12与配合部位111分离能将传热部11从测温本体上脱离。

本实施例中的测温组件，通过装配部12与传热部11上的配合部位111配合能将传热部11连接于测温本体上，测量待测件传递至传热部11上的温度，且装配部12与传热部11上配合部位111的分离能将传热部11从测温本体上脱离，当测完一待测件后，可先将传热部11从测温本体上脱离，安装另一新的传热部11重新测量，节约时间，可在测试过程中等上一传热部11降温、清理，可实现连续测量，减少了等待传热部11降温的时间，提高了测试效率。

上述传热部11为棒状结构，应选用导热性能良好的金属棒，金属材质优选为紫铜、铍铜等铜材质。由于传热棒与待测件接触后能够与其发生热传递，因此在从测温本体上脱离传热棒时，最好不与传热部11发生接触。考虑到上述问题，作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，本实施例中装配部12为一定位部件，定位部件插入至配合部位111内形成的配合结构能将传热部11固定于测温本体上，且定位部件从配合部位111内拉出能将传热部11从测温本体上脱离。

需要将传热部11固定连接在测温本体上时，将装配部12(定位部件)插入至传热部11上的配合部位111；当需要将测试完成的传热部11从测温本体上拆卸时，将装配部12(定位部件)从配合部位111内拉出。整个过程无需接触传热部11，防止传热部11温度过高对操作者造成伤害。且固定结构稳定，可保证测试的顺利进行。

作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，本实施例中的装配部12为一定位棒，配合部位111为在传热部上开设的与定位部件相匹配的孔或槽。

通过定位棒插入孔或槽内可实现传热部11在测温本体上的固定，当需要拆卸定位部件(装配部12)时，将棒状的定位部件(装配部12)拉出即可，使用方便、操作简单。

为了实现对传热部11温度的测量，作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，测温本体包括有与传热部11接触的第一感温包13，该第一感温包13可为温度传感器，用于检测待测件的表面传递至传热部11上的温度；第一感温包13在测温本体上的位置可调节，且调节第一感温包13的位置能改变其与传热部11上用于与待测件接触的传热面之间的距离。

由于不同待测件的导热性能存在差异，当材料导热性能好的时候，可以将第一感温包13调节至距待测件较远位置处测温，测量时间长，相较于距离待测件较近位置处能够减小测量误差。反之，当材料导热性能差时，可将第一感温包13调节至距待测件较近位置处。

作为可选的实施方式，参见图3和图4所示，测温本体上布置有多个放置位14(图中有3个)，第一感温包13能插入至放置位14内与传热部11连接，且通过选择用于固定第一感温包13的放置位14能调节第一感温包13与传热面的距离。

如图4中，该放置位14为能够容纳第一感温包13的孔位，多个孔位沿传热部11的延伸方向间隔布置，通过将第一感温包13置于不同的放置位14内，能够调节第一感温包13与传热棒上传热面的距离。上述传热面为传热部11用于与待测件接触的一表面。

作为可选的实施方式，测温本体包括第一保温套15，其中：保温套罩设于传热部11的外围，且装配部12穿过第一保温套15和配合部位并将两者固定连接。当需要拆卸时，通过将装配部12(定位部件)从配合部位111内拉出可将第一保温套15、装配部12及传热部11三者的分离，方便操作，便于及时更换传热部11、装配部12。

上述第一保温部能够起到保温作用，防止传热部11的热量从周围传递和辐射出去，保证测试的准确性。第一保温套15可以选择多种材质，也可以选择多层，如硅酸铝纤维层、气凝胶保温层、外部支撑层等。

实施例2

参见图1-图4所示，本实施例提供了一种导热性能测试装置，包括用于对待测件加热的加热组件以及上述测温组件，测温组件与加热组件共同夹持待测件，且测温组件与加热部22之间的距离可调节。

上述加热组件与待测件的一表面接触，用于对待测件进行加热；测温组件与待测件的另一表面接触，用于测量待测件传递至传热部11既定位置处的温度，继而测试待测件的导热性能，其中，上述两表面为待测件上的相对表面。具体的，如本实施例中的测温组件与待测件的上表面接触，加热组件与待测件的下表面接触。

上述导热性能测试装置由于具备该测温组件，故同样具有减少等待时间、提高测试效率优点。同时该导热性能测试装置中的测温组件和加热组件中之间的距离可以根据待测件的不同进行调节，可以适应不同材料(不同厚度)导热系数的测试。

为了调节测温组件和加热组件之间的距离，作为可选的实施方式，参见图1-图4所示，导热性能测试装置还包括有杆体4和旋动部3，其中：旋动部3螺纹连接于杆体4上并同时承托套设在杆体4上的测温组件，通过旋转旋动部3能带动测温组件在杆体4上移动。

上述杆体4竖直设置，该结构实现了测温组件在竖直方向上可移动，以便于与加热组件配合共同夹持待测件。

上述旋动部3上存在有用于检测所述测温组件与加热组件之间距离的刻度尺，通过在杆体4上转动旋动部3，使测温组件与加热组件夹持待测件同时可读出待测件的厚度，方便计算绘制温度与时间变化曲线。具体的，该旋动部3可采用螺旋测距仪。

在测试时，对于膏状待测物，可通过调节旋动部3使距离保证设定的厚度一定，如0.2mm或0.5mm等，然后开始测量，测量比较准确；对于固体待测物，将待测件夹在测温组件和加热组件之间，具体的，待测件是夹持的传热部11和导热部21之间，记录待测件的厚度，再开始测量。

本实施例的杆体4不一定使用圆柱形，螺旋测距仪也可以改为电子测距，在此不做具体限定。

作为可选的实施方式，该导热性能测试装置还包括沿水平方向延伸的滑道5，杆体4的底部存在有与滑道5配合的滑槽41，滑槽41与滑道5的配合结构能使测温组件在水平方向上移动。

滑道5的横截面可以为椭圆、矩形等各种形状，方便滑动、减少摩擦、使用寿命长，另外，滑块一端为封闭式、滑道5与滑槽41为卡合结构，方便对位。

加热组件可固定设置，通过使测温组件在水平方向的滑道5上滑动，可实现测温组件与加热组件对正共同夹持待测件，当测试完成需要更换传热部11时，可通过在滑道5上移动测温组件，使测温组件从加热组件的上方移出，从传热棒的配合部位111内拉出装配部12，使传热部11从测温本体上脱出，更换另一新的传热部11。

作为可选的实施方式，参见图1-图4所示，加热组件包括加热部22、导热部21和与导热部21连接的第二感温包23，其中：

加热部22与导热部21连接用于对导热部21加热，导热部21与待测件接触，第二感温包23连接有控制组件，且控制组件与加热部22电连接用于根据第二感温包23传递的温度信号控制加热部22的加热温度。同时该控制组件与第一感温包13连接，用于接收第一感温包13传递的传热部11的温度信号。

如图1和图4所示，本实施例中的加热部22和导热部21均为棒状结构。控制组件可设置在位于加热组件下部的电控箱6内，控制组件包括控制器(单片机等)，可根据第二感温包23反馈的导热部21的温度信号，控制加热部22的功率，保证导热部21的温度恒定。同时可记录相应感温包温度随时间的变化趋势，方便测量待测件的导热性能，保证测试的准确度。

作为可选的实施方式，控制器还电连接有显示模块，用于对第一感温包13和第二感温包23传输的温度数据进行显示；优选的，控制器还连接有存储模块，用于对各个时间点的第一感温包和第二感温包输入的数据进行存储；还可设置计算模块，能导出存储模块内的相应数据导入公式直接计算出温度差值等，或者直接在显示模块上显示绘制的曲线等，该显示模块可以为显示屏61。上述结构可提高整个导热性能测试装置的自动化程度。

作为可选的实施方式，加热组件还包括有第二保温套25，第二保温套25罩设于导热部21的外围，第二感温包23固定于第二保温套25上且其在第二保温套25上的位置可调节。

第二保温套25的作用是防止导热部21的热量散失影响导热性能的测试。导热部21可以为导热棒，优选的同样可采用紫铜材料或铍铜材料等等，导热系数高，但在此不做具体限定；第二保温套25可以选择多种材质和多层，包证保温效果好、稳定性也好。温度升高，采用紫铜材质制成的导热棒会膨胀，多层结构的第二保温套25也可以与其相互配合，保持两者之间紧密结合。

上述第二感温包23与第一感温包13一致，同样为温度传感器。第二保温套25上存在有多个间隔布置的用于固定第二感温包23的容纳位24(图中有3个)，通过选择不同位置的容纳位24固定第二感温包23，可以根据待测件的导热性能大小调节第二感温包23的位置，对于导热性能好的待测件可将第二感温包23放置在距离待测件较远位置处，保证测试的准确性。

作为可选的实施方式，加热部22为棒状，导热部21上存在有安装位26，加热部22穿过第二保温套25伸入安装位26内能实现与导热部21的连接，且加热部22从安装位26内拉出能实现与导热部21分离。

本实施例中的导热部21同样在第二保温套25内可拆卸，上述结构通过加热部22穿过第二保温套25插入至导热部21的安装位26内实现第二保温套25、加热部22与导热部21的连接，且将加热部22从安装位26内拉出可将三者分离，方便操作，便于及时更换导热部21或加热部22。

本实施例中上方的传热部11和下方的导热部21横截面不仅可以为圆形，也可以为多边形，多边形方便定位，装配部12易于插如配合部位111内定位。

本实施例中的安装位26与实施例1中的配合部位111无需设置为同一方向，也可以在对面或者朝向多个方向。

本实施例中导热性能测试装置的原理是：根据Fourier传热方程式计算法：

其中：式中q为导热速率，w；A为导热面积，m²；T₁为传热部的测量温度，T₂为加热部的温度，n为待测件上垂直于导热面积方向上的传热距离，λ为导热系数，w/m·K。本实施例中，根据待测件上表面的热量等于传热部具有的热量(待测件上表面的热量传递至传热部上用于对传热部加热)，利用上述关系得出：

其中：ρ为传热部的密度，V为传热部的体积，C为传热部材质的比热容，T₁为传热部的温度，由于传热部可选用铜棒，因此，上述ρ为铜棒的密度，V为铜棒的体积，C铜的比热容，T₁可由第一感温包测量得出。通过各个时间点测量相应温度，绘制T₁-t变化曲线，可以求得λ。

测试过程中对待测件施加一定的热流量(加热组件)，测试样品的厚度和在测试组件和加热组件之间的温度差(第一感温包13第二感温包23处的温度差)，绘制温度时间曲线，计算得到待测件的导热系数。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种测温组件，其特征在于，包括测温本体和用于与待测件接触的传热部，其中：

所述测温本体上存在有装配部，所述传热部上存在配合部位，所述装配部与所述配合部位连接能将所述传热部连接于所述测温本体上以测量所述待测件传递至所述传热部的温度，且所述装配部与所述配合部位分离能将所述传热部从所述测温本体上脱离。

2.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述装配部为一定位部件，所述定位部件插入至所述配合部位内形成的配合结构能将所述传热部固定于所述测温本体上，且所述定位部件从所述配合部位内拉出能将所述传热部从所述测温本体上脱离。

3.根据权利要求2所述的测温组件，其特征在于，所述装配部为一定位棒，所述配合部位为在所述传热部上开设的与所述定位部件相匹配的孔或槽。

4.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述测温本体包括有与所述传热部接触的第一感温包，所述第一感温包在所述测温本体上的位置可调节，且调节所述第一感温包的位置能改变其与所述传热部上用于与待测件接触的传热面之间的距离。

5.根据权利要求4所述的测温组件，其特征在于，所述测温本体上布置有多个放置位，所述第一感温包能插入至所述放置位内与所述传热部连接，且通过选择用于固定所述第一感温包的所述放置位能调节所述第一感温包与所述传热面的距离。

6.根据权利要求1所述的测温组件，其特征在于，所述测温本体包括第一保温套，其中：所述保温套罩设于所述传热部的外围，且所述装配部穿过所述第一保温套和所述配合部位并将两者固定连接。

7.一种导热性能测试装置，其特征在于，包括用于对待测件加热的加热组件以及权利要求1-6任一项所述的测温组件，所述测温组件与所述加热组件共同夹持待测件，且所述测温组件与所述加热组件之间的距离可调节。

8.根据权利要求7所述的导热性能测试装置，其特征在于，所述导热性能测试装置还包括有杆体和旋动部，其中：所述旋动部螺纹连接于所述杆体上并同时承托套设在所述杆体上的所述测温组件，通过旋转所述旋动部能带动所述测温组件在所述杆体上移动。

9.根据权利要求7所述的导热性能测试装置，其特征在于，所述加热组件包括加热部、导热部和与所述导热部连接的第二感温包，其中：

所述加热部与所述导热部连接用于对所述导热部加热，所述导热部与所述待测件接触，所述第二感温包连接有控制组件，且所述控制组件与所述加热部电连接用于根据所述第二感温包传递的温度信号控制所述加热部的加热温度。

10.根据权利要求9所述的导热性能测试装置，其特征在于，所述加热组件还包括有第二保温套，所述第二保温套罩设于所述导热部的外围，所述第二感温包固定于所述第二保温套上且其在所述第二保温套上的位置可调节。

11.根据权利要求10所述的导热性能测试装置，其特征在于，所述加热部为棒状，所述导热部上存在有安装位，所述加热部穿过所述第二保温套伸入所述安装位内能实现与所述导热部的连接，且所述加热部从所述安装位内拉出能实现与所述导热部分离。

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