KR102170058B1 - Thermal dissipation characteristics sensing device - Google Patents

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김철생
박찬희
이준희
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전북대학교산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치는 광열원을 조사하는 열원부를 수용하는 진공의 열원 챔버, 대류 조건을 조절하기 위한 공기 분사구를 수용하는 대류 챔버, 직렬로 연결된 상기 열원 챔버 및 상기 대류 챔버 사이에 구비되는 투과판 및 상기 투과판 상에 배치되는 방열 부재의 방열특성을 측정하는 센서부를 포함한다. 본 발명에 다른 방열 특성 측정 장치에 의하면, 대류 조건, 고속 열원 제어가 가능하며, 다양한 형태의 신소재에 적용하여 방열 특성을 측정할 수 있다.The apparatus for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention is provided between a heat source chamber of vacuum accommodating a heat source unit irradiating a light source, a convection chamber accommodating an air injection port for adjusting convection conditions, the heat source chamber and the convection chamber connected in series. And a sensor unit for measuring heat dissipation characteristics of a heat dissipating member disposed on the transmissive plate. According to the apparatus for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention, it is possible to control convection conditions and high-speed heat sources, and may be applied to various types of new materials to measure heat dissipation characteristics.

Description

방열 특성 측정 장치{THERMAL DISSIPATION CHARACTERISTICS SENSING DEVICE}Heat dissipation characteristic measurement device {THERMAL DISSIPATION CHARACTERISTICS SENSING DEVICE}

본 발명은 방열 특성 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대류 조건, 고속 열원 제어가 가능하며, 다양한 형태의 신소재에 적용 가능한 방열 특성 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring heat dissipation characteristics, and more particularly, to a device for measuring heat dissipation characteristics that can control a convection condition and a high-speed heat source, and is applicable to various types of new materials.

전자장비, LED, 냉·난방기에 부속되는 방열 부재(히트싱크)의 활용도와 목적이 매우 다양해지고 있는 한편 최근 전자기기의 집적화, 고출력 장비의 증가, 웨어러블 장치의 출현에 따라 기존과 다른 형태의 방열소재의 수요가 급증하는 추세에 있다.While the use and purpose of heat dissipation members (heat sinks) attached to electronic equipment, LEDs, and air conditioners are becoming more diverse, heat dissipation in a different form than before due to the recent integration of electronic equipment, the increase in high-power equipment, and the emergence of wearable devices. The demand for materials is on the rise.

이 중 공랭식으로 열을 확산하는 방열부재(MCPCB 등)부터 대류 면적을 극대화시킨 방열핀, 케이스로 열을 전달하는 열전달패드, 표면에 형성된 미세홈, 방열 도료나 복사필름을 이용한 복사 방열재, 얇은 박막 형태의 대류·복사 방열 필름, 카본·나노(미세) 물질로 구성된 방열재를 비롯하여 유연성 등의 물리적 특징을 가지거나 코팅, 패터닝, 표면 처리 등 시행방법에 고유성이 있는 방열재 등 다양한 형태의 방열 소재가 활용되고 있다.Among them, from heat dissipation members (MCPCB, etc.) that diffuse heat by air cooling, heat dissipation fins that maximize convection area, heat transfer pads that transfer heat to the case, micro grooves formed on the surface, radiant heat dissipation materials using heat dissipation paint or radiation film, and thin films Various types of heat dissipation materials such as convection/radiation heat dissipation film in the form, heat dissipation material composed of carbon and nano (fine) materials, heat dissipation material having physical characteristics such as flexibility, or unique in implementation methods such as coating, patterning, and surface treatment Is being utilized.

그에 비해 방열 특성을 측정하는 방법은 명확한 기준이 없어, 자체적인 기준으로 방열 특성을 측정하거나 상대적으로 비교하는 방법이 주로 이용되었다. 하지만, 이러한 측정 기준은 수행 방법이나 환경에 따라 상이하고, 객관적 비교가 어렵다는 문제점이 있었다. 나아가 열전달 이론에 근거하여 개별 측정 소자를 이용해 실험적으로 측정하는 방법은 전문 지식을 가진 자가 매우 정밀한 장비를 활용하여 정교하여 측정해야 하므로 방열 산업 현장에서 곧바로 적용하기에 어렵다는 문제점이 있었다.In contrast, there is no clear standard for measuring heat dissipation characteristics, so a method of measuring or relatively comparing heat dissipation characteristics with its own standard was mainly used. However, such a measurement criterion differs according to the performance method or environment, and there is a problem that it is difficult to compare objectively. Furthermore, the method of experimentally measuring using individual measuring elements based on the heat transfer theory has a problem that it is difficult to apply directly in the heat dissipation industry because a person with expert knowledge needs to make elaborate measurements using very precise equipment.

또한, 기존의 공랭식 방열 측정법은 주로 평판이나 유체, 히트싱크 등을 대상으로 하기 때문에 매우 얇거나 입자적 특성 등의 다양한 특징을 가지는 신소재에 적용하기에 구조적 어려움이 있었다. In addition, since the conventional air-cooled heat dissipation measurement method mainly targets flat plates, fluids, heat sinks, etc., it has structural difficulties in applying it to new materials having various characteristics such as very thin or particulate characteristics.

한편, 대류·복사 열전달계수 또는 방출 열량을 구하는 방법 외에 부재의 열전도도를 구하는 방법도 다양하게 활용되고 있다. 대표적인 방법으로 핫 디스크(hot disk)를 이용하여 샘플 양단의 온도차를 측정하거나, LFA 등의 방법을 이용한 열확산계수 측정, 실제 핫 플레이트(hot plate)나 유체 열원 등과 접촉된 샘플의 온도 측정 등을 통해 열전도도(heat transfer coefficient), 열유속(heat flux), 열확산계수(thermal diffusion coefficient), 열저항(thermalresistance), 열원 및 방열재의 온도 등 다양한 지표를 얻을 수 있다.On the other hand, in addition to the method of obtaining the convective/radiative heat transfer coefficient or the amount of heat released, various methods of obtaining the thermal conductivity of the member are also used. A typical method is to measure the temperature difference between both ends of the sample using a hot disk, measure the thermal diffusion coefficient using a method such as LFA, and measure the temperature of the sample in contact with an actual hot plate or fluid heat source. Various indicators such as heat transfer coefficient, heat flux, thermal diffusion coefficient, thermal resistance, temperature of heat source and heat dissipating material can be obtained.

하지만, 이러한 측정 기술들 역시 대류 환경 모사가 어렵거나, 복사 방열이 무시되거나 소재의 변형, 크기에 따른 측정 오류(측정 불가 상황 포함), 측정 환경의 제어가 어렵다는 문제가 있었고, 열원과 측정부의 열분포(열확산)가 불균일할 수 있으며, 다공성 물질의 경우 공극에 의한 오차가 발생하며, 열원의 잔류 열원에 의한 영향의 방열재의 특성에 간섭할 수 있다.However, these measurement technologies also have problems in that it is difficult to simulate a convective environment, or radiative heat dissipation is neglected, or measurement errors according to material deformation and size (including measurement impossible situations), and control of the measurement environment are difficult. (Heat diffusion) may be non-uniform, and in the case of a porous material, an error may occur due to voids, and the effect of the residual heat source of the heat source may interfere with the characteristics of the heat dissipating material.

최근 신소재 방열재에 관한 연구 문헌에서는 방열 특성에 대한 다양한 측정 방법을 제시하였으나 섬유형 방열재의 경우 단일 선에 대해 측정하거나 입자형 방열 소재(그래핀, 카본 코팅 등)의 경우 각 입자의 특성을 제시하는 등 실제 사용 환경이 고려되지 않은 측정 기술로 평가되었다. 실제 사용 환경에서의 특징은 주로 실제 발열원(hot plate, IC chip 등)을 사용하여 그 방열 효과를 제시하였으나 이러한 결과는 다양한 환경에서 일관된 비교가 어렵기에 객관적 측정 기술에 대한 연구개발이 요구된다.In recent research literature on new material heat dissipation materials, various measurement methods for heat dissipation properties have been suggested, but in the case of fibrous heat dissipation materials, measurement of a single line or the characteristics of each particle in the case of particulate heat dissipation materials (graphene, carbon coating, etc.) It was evaluated as a measurement technology that did not take into account the actual use environment. The characteristics in the actual use environment mainly use actual heat sources (hot plate, IC chip, etc.) to present the heat dissipation effect, but these results are difficult to consistently compare in various environments, so research and development on objective measurement technology is required.

대한민국 등록특허공보 제10-1337225B1호 (2013.11.29. 공고)Korean Patent Publication No. 10-1337225B1 (announced on November 29, 2013)

본 발명은 상술한 기술적 요구를 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대류 조건, 고속 열원 제어가 가능하며, 다양한 형태의 신소재에 적용 가능한 방열 특성 측정 장치를 제공함에 있다.The present invention has been conceived in view of the above technical requirements, and an object of the present invention is to provide a heat dissipation characteristic measuring apparatus capable of controlling a convection condition and a high-speed heat source, and applicable to various types of new materials.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치는 광열원을 조사하는 열원부를 수용하는 진공의 열원 챔버; 대류 조건을 조절하기 위한 공기 분사구를 수용하는 대류 챔버; 직렬로 연결된 상기 열원 챔버 및 상기 대류 챔버 사이에 구비되는 투과판; 및 상기 투과판 상에 배치되는 방열 부재의 방열특성을 측정하는 센서부;를 포함한다. The heat dissipation characteristic measuring apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises: a heat source chamber of a vacuum accommodating a heat source portion for irradiating a light heat source; A convection chamber accommodating an air injection port for adjusting convection conditions; A transmission plate provided between the heat source chamber and the convection chamber connected in series; And a sensor unit for measuring heat dissipation characteristics of the heat dissipation member disposed on the transmission plate.

그리고, 상기 방열 부재의 하부에 배치되는 금속 또는 비금속 소재의 매개체; 및 상기 매개체의 상면 및 하면의 온도차를 감지하여 승온 과정에서의 열유속(heat flux)를 측정하는 써모 커플;을 더 포함할 수 있다. And, a medium of a metal or non-metal material disposed under the heat radiation member; And a thermocouple for measuring a heat flux during a temperature increase process by sensing a temperature difference between the upper and lower surfaces of the medium.

또한, 상기 방열 부재 및 상기 매개체의 측면에 배치되어 열전달을 차단하는 단열재;를 더 포함할 수 있다. In addition, the heat dissipation member and the heat insulating material is disposed on the side of the medium to block heat transfer; may further include.

그리고, 상기 매개체의 하면은 광을 흡수를 촉진하는 광흡수 코팅이 이루어지고, 상기 단열재의 하면은 광의 반사를 도모하는 광반사 코팅이 이루어질 수 있다.In addition, the lower surface of the medium may be formed with a light-absorbing coating for promoting light absorption, and the lower surface of the insulating material may be formed with a light-reflective coating for reflecting light.

또한, 상기 대류 챔버의 내부에 수용되되, 상기 매개체 및 방열 부재 위에 배치되어 복사 방열이 이루어지도록 하는 진공 챔버;를 더 포함할 수 있다. In addition, a vacuum chamber accommodated in the convection chamber and disposed on the medium and the heat dissipating member to perform radiant heat radiation may further include.

그리고, 상기 대류 챔버는 상기 공기 분사구의 일단이 삽입되는 곡선형 가이드홈;을 더 포함하고, 상기 공기 분사구의 일단이 상기 곡선형 가이드홈을 따라 이동함으로써 상기 방열 부재에 가해지는 공기의 방향이 변화할 수 있다. In addition, the convection chamber further includes a curved guide groove into which one end of the air injection port is inserted, and the direction of the air applied to the heat dissipating member is changed by moving one end of the air injection port along the curved guide groove. can do.

또한, 상기 투과판과 상기 열원부 사이에 배치되어 상기 열원부로부터 생성된 광의 이동 방향을 제어하는 렌즈부;를 더 포함할 수 있다.In addition, a lens unit disposed between the transmission plate and the heat source unit to control a moving direction of light generated from the heat source unit may further include.

그리고, 상기 센서부는 온도계, 습도계, 열화상 카메라 및 풍향계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In addition, the sensor unit may include at least one of a thermometer, a hygrometer, a thermal imaging camera, and a wind vane.

또한, 상기 대류 챔버는 챔버 내 기압 및 습도를 조절하기 위한 공조부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the convection chamber may further include an air conditioning unit for controlling atmospheric pressure and humidity in the chamber.

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치에 의하면, 대류 조건, 고속 열원 제어가 가능하며, 다양한 형태의 신소재에 적용하여 방열 특성을 측정할 수 있다.According to the apparatus for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention, it is possible to control convection conditions and high-speed heat sources, and to measure heat dissipation characteristics by applying to various types of new materials.

도 1은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 두 챔버에 수용된 내부 구성을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 제1 측정 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 제2 측정 방법을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치에 있어 열유속 측정을 수행하기 위한 구성을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치의 측정 신뢰도를 향상시키기 위한 코팅 방법을 도시한다.
도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 구현례를 도시한다.
도 10a 내지 10f는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)에 의하여 측정된 다양한 측정값을 나타내는 그래프이다.
1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention.
2 shows another embodiment of an apparatus for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention.
3 shows another embodiment of the device for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention.
4 is an enlarged view of an internal configuration accommodated in two chambers of the apparatus for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention.
5 shows a first measurement method of the device for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention.
6 shows a second measurement method of the device for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention.
7 shows a configuration for performing heat flux measurement in the heat dissipation characteristic measuring apparatus according to the present invention.
8 shows a coating method for improving measurement reliability of the device for measuring heat dissipation properties according to the present invention.
9A and 9B show examples of implementation of the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention.
10A to 10F are graphs showing various measurement values measured by the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, of course, these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be a second element, a second element, or a second section within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "made of" a referenced component, step, operation and/or element is one or more of the other elements, steps, operations and/or elements. It does not exclude presence or addition.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 대류 챔버(110), 열원 챔버(120)로 구성된다.1 is a schematic diagram of a heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention includes a convection chamber 110 and a heat source chamber 120.

대류 챔버(110)는 적절한 복사/대류 열전달이 진행되도록 제어되고, 열원 챔버(120)는 열전달 매개체에 의한 잔류열에 따른 영향을 최소화하도록 제어된다.The convection chamber 110 is controlled so that proper radiative/convective heat transfer proceeds, and the heat source chamber 120 is controlled to minimize the effect of residual heat caused by the heat transfer medium.

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 대류 챔버(110)와 열원 챔버(120)로 분리됨으로써 열전달을 철저히 통제할 수 있다. 구체적으로, 기존의 측정 시스템은 금속 또는 공기 등을 열전달 매개체로 하여, 해당 매개체에 잔류된 열이 지속적으로 방출되므로, 일정한 열량이 공급되고 평형 상태(steady state)에서의 온도 분포를 구할 수는 있으나 냉각/가열, 반복 열하중, 매개체 대비 열전도도가 높은 물질 등 다양한 조건에서 활용하기에는 매우 제한적이었다. 반면, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 광열원을 조사하여 매개체 없이 직접적인 가열을 수행하므로 균일하고 정확하게 열량을 공급할 수 있으며, 광열원을 차단하는 것으로 빠른 열전달 제어가 가능하다.The heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention is separated into a convection chamber 110 and a heat source chamber 120 to thoroughly control heat transfer. Specifically, the existing measurement system uses metal or air as a heat transfer medium, and since the heat remaining in the medium is continuously released, a constant amount of heat is supplied and the temperature distribution in a steady state can be obtained. It was very limited to be used in various conditions such as cooling/heating, repeated thermal loads, and materials with high thermal conductivity compared to media. On the other hand, since the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention performs direct heating without a medium by irradiating a light heat source, it is possible to uniformly and accurately supply heat amount, and fast heat transfer control is possible by blocking the light heat source.

열원 챔버(120)는 정확한 열량 제어를 위하여 진공 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 열원 챔버(120)에는 일정한 진공 상태를 유지시키기 위한 진공 펌프(도 9a 및 9b의 도면번호 125)를 구비할 수 있다.It is preferable that the heat source chamber 120 is maintained in a vacuum state for accurate heat control. To this end, the heat source chamber 120 may be provided with a vacuum pump (reference numeral 125 in FIGS. 9A and 9B) for maintaining a constant vacuum state.

열원 챔버(120)는 광열원을 조사하기 위한 광열원부(160)를 포함하며, 광열원부(160)는 레이저나 할로겐 램프의 광열원 조사가 가능한 장치로 구현될 수 있다.The heat source chamber 120 includes a light heat source unit 160 for irradiating a light heat source, and the light heat source unit 160 may be implemented as a device capable of irradiating a light heat source with a laser or a halogen lamp.

대류 챔버(110)는 방열 부재의 하면에 배치되는 매개체의 열용량 등을 측정하기 위하여 진공으로 구현될 수 있으나, 진공이 아니어도 무방하다. 대류 챔버(110)는 대류 조건을 조절하기 위한 공기 분사구(115)를 수용한다. 대류 조건의 모사는 대류 세기, 대류 방향, 레이놀즈 수, 온·습도, 가스 성분비 등이 적절하게 통제되어야 한다. 공기 분사구(115)는 주입공기의 온·습도가 제어된 상태에서 공기 압축기로 주입되며, 주입된 공기 압축기의 압력 및 풍량을 레귤레이터 등으로 조절하여 공기 분사구(115)를 통하여 분사시킨다. The convection chamber 110 may be implemented as a vacuum in order to measure the heat capacity of a medium disposed on the lower surface of the heat dissipating member, but it may not be a vacuum. The convection chamber 110 accommodates an air injection port 115 for adjusting convection conditions. For simulation of convection conditions, convection intensity, convection direction, Reynolds number, temperature/humidity, gas component ratio, etc. must be properly controlled. The air injection port 115 is injected into the air compressor while the temperature and humidity of the injected air are controlled, and the injected air is injected through the air injection port 115 by controlling the pressure and air volume of the air compressor using a regulator or the like.

공기 분사구(115)는 기본적으로 방열 부재를 향하여 공기를 분사하도록 배치된다. 즉, 공기 분사구(115)는 기본적으로 방열 부재의 배치면에 대하여 수직인 방향으로 배치된다. The air injection port 115 is basically arranged to inject air toward the heat dissipating member. That is, the air injection port 115 is basically disposed in a direction perpendicular to the arrangement surface of the heat dissipating member.

공기 분사구(115)의 일단은 원주 형상의 가이드홀(P)을 따라서 이동 가능하게 구비된다. 이에 따라, 공기 분사구(115)의 분사 방향과 방열 부재 사이의 각도는 변화될 수 있다. 방열 부재의 배치면에 대하여 수직으로 배치된 상태에서 공기 분사구(115)는 공기를 방열 부재에 대하여 수직인 방향으로 송출하지만 공기 분사구(115)가 가이드홀(P)을 따라 이동하면 방열 부재의 배치면에 대하여 각도가 변화하므로 방열 부재에 대한 공기의 송출 각도가 변화하게 된다.One end of the air injection port 115 is provided to be movable along the cylindrical guide hole P. Accordingly, the angle between the injection direction of the air injection port 115 and the heat dissipation member may be changed. In the state where the heat dissipating member is disposed vertically with respect to the mounting surface, the air injection port 115 sends air in a direction perpendicular to the heat dissipating member. However, when the air injection port 115 moves along the guide hole P, the heat dissipating member is disposed. Since the angle with respect to the surface changes, the angle of air delivery to the heat dissipating member changes.

공기 분사구(115)는 공기의 분사각을 조절하면서 압축기, 레귤레이터 등에 의하여 분사 세기, 온도, 습도 등이 조절된 공기를 송출하게 된다. The air injection port 115 transmits air whose injection intensity, temperature, humidity, etc. are controlled by a compressor or a regulator while controlling the injection angle of the air.

도 1에 도시된 바와 같이, 대류 챔버(110)와 열원 챔버(120)는 내부에 수용 공간을 갖는 육면체 형상을 취할 수 있으나 이와 다른 형상으로 이루어져도 무방하다. 대류 챔버(110)와 열원 챔버(120)는 직렬로 연결되며, 그 사이에 투과판(170)이 구비된다. 즉, 두 챔버 사이는 투과판(170)에 의하여 차단된다. 투과판(170)은 투과율이 매우 높은 소재(예: 유리)로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, the convection chamber 110 and the heat source chamber 120 may take a hexahedral shape having an accommodation space therein, but may have different shapes. The convection chamber 110 and the heat source chamber 120 are connected in series, and a transmission plate 170 is provided therebetween. That is, between the two chambers is blocked by the transmission plate 170. The transmission plate 170 may be made of a material (eg, glass) having a very high transmittance.

투과판(170)의 상면에는 방열 소재(HS)가 배치된다. 즉, 방열 소재(HS)의 상부는 대류 조건을 모사하기 위한 대류 챔버(110)의 내부에 속하게 되고, 투과판(170)의 하부는 열광원을 생성하는 열광원부(160)가 구비된 열원 챔버(120)의 내부에 속하게 된다.A heat radiation material HS is disposed on the upper surface of the transmission plate 170. That is, the upper part of the heat dissipation material HS belongs to the inside of the convection chamber 110 for simulating the convective condition, and the lower part of the transmission plate 170 is a heat source chamber provided with a heat light source unit 160 for generating a heat light source. It belongs to the inside of 120.

한편, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 투과판(170) 상에 배치되는 방열 부재(HS)의 방열 특성을 측정하기 위한 각종 센서부가 구비될 수 있고, 센서부에 의하여 센싱된 센싱 정보를 분석하는 분석부(미도시), 분석된 정보를 표시하는 디스플레이(미도시) 등이 더 포함될 수 있다. 센서부는 온도계, 습도계, 열화상 카메라 및 풍향계 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 그 외 방열 특성 측정에 필요한 각종 센싱 장치를 포함할 수 있다.On the other hand, the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention may be provided with various sensor units for measuring the heat dissipation characteristics of the heat dissipation member (HS) disposed on the transmission plate 170, sensing sensed by the sensor unit An analysis unit (not shown) for analyzing information, a display (not shown) for displaying the analyzed information, and the like may be further included. The sensor unit may include at least one of a thermometer, a hygrometer, a thermal imaging camera, and a wind vane, and may include various sensing devices necessary for measuring heat dissipation characteristics.

도 2는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 다른 실시예를 도시하며, 도 3은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 또 다른 실시예를 도시한다.FIG. 2 shows another embodiment of the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention, and FIG. 3 shows another embodiment of the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 투과판(170)과 열원부(160) 사이에 렌즈부(150)가 배치된다. 렌즈부(150)는 열원부(160)에서 생성되어 공급되는 광열원의 이동 방향을 가이드하는 기능을 갖는다.As shown in FIG. 2, in the apparatus 100 for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention, the lens unit 150 is disposed between the transmission plate 170 and the heat source unit 160. The lens unit 150 has a function of guiding a moving direction of a light heat source generated and supplied from the heat source unit 160.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 대류 챔버(110)의 상면(방열 부재(HS)가 배치된 면에 대향하는 면)에는 열화상 카메라(140)가 배치될 수 있다. 열화상 카메라(140)는 방열 부재(HS)의 방열 특성을 측정하기 위하여 병열 부재(HS)의 온도 변화를 시각적으로 측정한다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, a thermal imaging camera 140 may be disposed on an upper surface of the convection chamber 110 (a surface facing the surface on which the heat dissipating member HS is disposed). The thermal imaging camera 140 visually measures the temperature change of the parallel member HS in order to measure the heat dissipation characteristics of the heat dissipation member HS.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 대류 챔버(110)의 측벽에 챔버 내 기압 및 습도를 조절하기 위한 공조부(130)를 더 포함할 수 있다. 공조부(130)는 내부 공기의 배출이나 외부 공기의 유입을 위한 팬(fan)이나 개폐 가능한 윈도우(window) 등으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the apparatus 100 for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention may further include an air conditioning unit 130 for controlling atmospheric pressure and humidity in the chamber on the sidewall of the convection chamber 110. The air conditioning unit 130 may be configured with a fan for exhausting internal air or introducing external air, or a window that can be opened or closed.

도 4는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 두 챔버에 수용된 내부 구성을 확대한 도면이다.4 is an enlarged view of the internal configuration accommodated in two chambers of the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention.

열원 챔버(120)의 상면(대류 챔버(110)와 인접 혹은 접촉하는 면)에는 소정 크기의 홀(hole)(H)이 형성되어 있고, 홀(H)에는 투과판(170)이 배치된다. 그 위에 방열 부재(HS)가 배치되며, 열원 챔버(120)에서 생성된 광열원에 의한 온도 변화를 대류 챔버(110)의 대류 조건을 조절하면서 측정함으로써 방열 특성을 알아낼 수 있다. A hole H having a predetermined size is formed on an upper surface of the heat source chamber 120 (a surface adjacent to or in contact with the convection chamber 110), and a transmission plate 170 is disposed in the hole H. A heat dissipation member HS is disposed thereon, and heat dissipation characteristics may be determined by measuring a temperature change due to the light heat source generated in the heat source chamber 120 while adjusting the convection condition of the convection chamber 110.

한편, 방열 부재(HS)는 투과판(170) 위에 장착되며, 노출될 일정 면적을 제외하고는 단열재(HI)로 차단된다. 단열재(HI)는 실린더형 아크릴 소재를 사용하여 일정 영역만을 대기 중에 노출시킨다. Meanwhile, the heat dissipation member HS is mounted on the transmission plate 170 and is blocked by an insulating material HI except for a certain area to be exposed. The heat insulating material HI uses a cylindrical acrylic material and exposes only a certain area to the atmosphere.

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 열원부(160)를 통해 방열 부재(HS)에 직접 열을 인가하여 방열 특성을 측정하는 방법과 방열 부재가 부착된 매개체에 열을 인가하여 방열 특성을 측정하는 방법을 이용할 수 있다.The heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention includes a method of measuring heat dissipation characteristics by directly applying heat to the heat dissipating member HS through the heat source unit 160 and applying heat to a medium to which the heat dissipating member is attached to You can use a method of measuring.

도 5는 열원부(160)를 통해 방열 부재(HS)에 직접 열을 인가하여 방열 특성을 측정하는 방법을 도시하며, 도 6은 방열 부재가 부착된 매개체에 열을 인가하여 방열 특성을 측정하는 방법을 도시한다.5 shows a method of measuring heat dissipation characteristics by directly applying heat to the heat dissipating member HS through the heat source unit 160, and FIG. 6 is a method for measuring heat dissipation characteristics by applying heat to a medium to which the heat dissipating member is attached. Shows how.

도 5에 도시된 바와 같이, 방열 부재(HS)는 직접 투과판(170) 위에 놓이게 되고, 방열 부재(HS)의 측면(둘레)에 단열재(HI)가 구비된다. 방열 부재(HS)는 열원부(160)로부터 공급된 광열원을 직접적으로 받아 온도 변화가 이루어진다. 이때, 단열재(HI)가 방열 부재(HS)의 주위를 감싸고 있기 때문에 방열 부재(HS)에 직접적으로 닿는 광열원만이 방열 부재(HS)의 온도 변화를 일으키는 데 사용되므로 더욱 정밀한 측정이 가능하다.As shown in FIG. 5, the heat dissipation member HS is directly placed on the transmission plate 170, and a heat insulator HI is provided on the side (periphery) of the heat dissipation member HS. The heat dissipation member HS directly receives the light heat source supplied from the heat source unit 160 and changes in temperature. At this time, since the heat insulating material HI surrounds the heat dissipating member HS, only the light heat source directly contacting the heat dissipating member HS is used to cause a temperature change of the heat dissipating member HS, and thus more precise measurement is possible.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 방열 부재(HS)는 매개체(185)와 접촉, 접착 혹은 부착된 상태에서 광열원이 공급될 수 있다. 더욱 구체적으로, 방열 부재(HS)의 하면(하부)에는 매개체(185)가 접촉, 접착 혹은 부착될 수 있다. 또한, 방열 부재(HS) 및 매개체(185)의 측면(둘레)에는 열전달을 차단하기 위하여 단열재(HI)가 배치될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, a light heat source may be supplied to the heat dissipating member HS in a state in which it is in contact with, adhered to, or attached to the medium 185. More specifically, the medium 185 may contact, adhere or be attached to the lower surface (lower) of the heat dissipation member HS. In addition, an insulating material HI may be disposed on the side (periphery) of the heat dissipating member HS and the medium 185 to block heat transfer.

매개체(185)는 물리적 특성이 알려진 시편(금속 또는 비금속) 등을 사용할 수 있다. 방열 특성 측정의 대상인 방열 부재(HS)가 실제로 사용하려는 대상 물질(물건)을 매개체(185)로 사용함으로써 실제 사용 조건과 유사한 형태로 다양한 측정을 할 수 있게 된다. As the medium 185, a specimen (metal or non-metal) of which physical properties are known may be used. By using the target material (object) that the heat dissipation member HS, which is the target of the heat dissipation characteristic measurement, as the medium 185, it is possible to perform various measurements in a form similar to the actual use condition.

매개체(185)의 양단의 온도 측정을 통하여 승온 과정 동안 열유속(heat flux) 측정이 가능해진다. 다시 말해, 방열 부재(HS)가 접촉하는 매개체(185)의 상면과 열원부(160)를 향하는 매개체(185)의 하면 사이의 온도 변화를 측정하여 열유속을 측정할 수 있게 된다.Through the temperature measurement at both ends of the medium 185, heat flux can be measured during the heating process. In other words, it is possible to measure the heat flux by measuring a temperature change between the upper surface of the medium 185 that the heat dissipating member HS contacts and the lower surface of the medium 185 facing the heat source unit 160.

도 7은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)에 있어 열유속 측정을 수행하기 위한 구성을 도시한다. 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 방열 부재(HS)가 접촉하는 매개체(185)의 상면과 열원부(160)를 향하는 매개체(185)의 하면 사이의 온도차(온도변화)는 매개체(185)의 상면과 매개체(185)의 하면에 연결된 써모 커플(thermocouple)(180)을 포함한다.7 shows a configuration for performing heat flux measurement in the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention. In the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention, the temperature difference (temperature change) between the upper surface of the medium 185 in contact with the heat dissipation member HS and the lower surface of the medium 185 facing the heat source 160 is a medium ( It includes a thermocouple 180 connected to the upper surface of 185 and the lower surface of the medium 185.

매개체(185)와 방열 부재(HS) 간의 열계면 접착은 측정 결과에 영향을 미칠 수 있으므로, 방열 부재(HS)가 실제로 사용되는 형태와 동일 혹은 유사한 방법으로 접착되는 것이 바람직하다. 또한, 매개체(185)에 방열 부재(HS)를 부착하는 경우 각 부재의 열전도도보다 높은 열전도도의 접착계면(Thermal Interface)을 형성하는 것이 바람직하다. Since the thermal interface adhesion between the medium 185 and the heat dissipation member HS may affect the measurement result, it is preferable that the heat dissipation member HS is adhered in the same or similar manner as the form actually used. In addition, when attaching the heat dissipating member HS to the medium 185, it is preferable to form a thermal interface having a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of each member.

도 8은 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 측정 신뢰도를 향상시키기 위한 코팅 방법을 도시한다. 매개체(185)의 하면은 광을 흡수를 촉진하고 균일하게 광을 흡수할 수 있도록 광흡수 코팅(C1)이 이루어지고, 단열재(HI)의 하면은 광의 반사를 도모하는 광반사 코팅(C2)이 이루어지는 것이 바람직하다.8 shows a coating method for improving the measurement reliability of the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention. The lower surface of the medium 185 is formed with a light-absorbing coating (C1) to promote light absorption and uniformly absorb the light, and the lower surface of the insulating material (HI) has a light-reflective coating (C2) that promotes light reflection. It is preferably made.

구체적으로, 매개체(185)의 하면은 매개체(185)가 광을 효율적으로 흡수할 수 있도록 카본(carbon) 코팅이 이루어질 수 있다. 한편, 매개체(185)가 광 흡수를 이루는 영역 이외의 영역(단열재(HI)가 위치한 영역)은 표면 연마를 수행하거나, 반사재로 코팅함으로써 광 흡수율을 저감할 수 있다. 이러한 차단은 매개체(185)가 열원부(160)로부터 공급된 열에 의해서만 온도 변화가 이루어지고, 그 외 장소에서 열이 전달되는 것은 효과적으로 방지하기 위함이다.Specifically, the lower surface of the medium 185 may be coated with carbon so that the medium 185 can efficiently absorb light. On the other hand, areas other than the area where the medium 185 absorbs light (the area where the insulating material HI is located) may be subjected to surface polishing or coated with a reflective material to reduce light absorption. This blocking is to effectively prevent the medium 185 from changing the temperature only by the heat supplied from the heat source unit 160 and transferring heat from other places.

한편, 대류 챔버(110) 또한 진공으로 만들어, 측정물(매개체(185) 및/또는 방열 부재(HS))의 열용량 등을 측정할 수 있다. 측정물(매개체(185) 및/또는 방열 부재(HS))의 복사 열량을 측정하기 위해, 방출 면적을 제외한 영역은 반사재로 차단하고, 특정 면적에서만 복사 방열이 이루어지도록 하는 방식으로 측정물(매개체(185) 및/또는 방열 부재(HS))의 열용량을 측정할 수 있다. 이를 위하여, 대류 챔버(110)의 내부에 수용되되, 측정물(매개체(185) 및/또는 방열 부재(HS)) 위에 배치되어 복사 방열이 이루어지도록 하는 진공 챔버(미도시)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the convection chamber 110 is also made into a vacuum, and the heat capacity of the measurement object (the medium 185 and/or the heat dissipation member HS) can be measured. In order to measure the amount of radiant heat of the measurement object (the medium 185 and/or the heat dissipation member HS), the area excluding the emission area is blocked with a reflector, and the measurement object (medium The heat capacity of 185 and/or the heat dissipation member HS can be measured. To this end, a vacuum chamber (not shown) which is accommodated in the convection chamber 110 and is disposed on the measurement object (the medium 185 and/or the heat dissipation member HS) to perform radiant heat radiation may be further included. have.

매개체(185)에 의하여 방열 소재(HS)의 방열 특성을 확인할 수 있다면, 진공 챔버(미도시)를 통해서 측정물(매개체(185) 또는 방열 부재(HS), 혹은 매개체(185) 위에 부착된 방열 부재(HS))의 열용량을 확인할 수 있게 된다. 열전달 계산에 필요한 식별된 파라미터들을 대입하여 다양한 물성치를 계산하기 위하여 진공 챔버(미도시)를 통해 진공을 만들어 에너지 유출입을 차단한 것이다. 이때, 진공 챔버(미도시)의 내부는 반사율을 가진 소재로 도금하여, 복사 방출되는 열을 최소화하는 것이 바람직하다. 다만, 복사방열만 측정하고자 하는 경우에는 뷰팩터(view factor)를 고려하여, 진공 챔버 중 일부면(상부면의 일정 영역)은 방열 부재(HS)의 일정면적에서 방출된 복사열이 외부로 방출될 수 있도록 광투과성을 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.If the heat dissipation characteristics of the heat dissipation material HS can be confirmed by the medium 185, the measurement object (the medium 185 or the heat dissipation member HS, or the heat dissipation attached to the medium 185) through a vacuum chamber (not shown) It is possible to check the heat capacity of the member (HS). In order to calculate various physical properties by substituting the identified parameters required for heat transfer calculation, a vacuum is created through a vacuum chamber (not shown) to block energy inflow and outflow. In this case, it is desirable to minimize the heat radiated by plating the inside of the vacuum chamber (not shown) with a material having a reflectivity. However, in the case of measuring only radiant heat, the radiant heat emitted from a certain area of the heat dissipating member (HS) may be radiated to the outside by taking into account the view factor. It is preferable that it is made of a material having light transmittance.

도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 구현례를 도시한다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 대류 챔버(110) 및 열원 챔버(120)로 구성되며, 열원 챔버(120)의 내부에는 진공 상태를 유지하기 위한 진공 펌프(125)가 배치된다.9A and 9B show examples of implementation of the device 100 for measuring heat dissipation characteristics according to the present invention. 9A, the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention includes a convection chamber 110 and a heat source chamber 120, and a vacuum for maintaining a vacuum state inside the heat source chamber 120 A pump 125 is disposed.

한편, 대류 챔버(110)의 내부에는 대류 조건을 모사하기 위한 공기 분사구(115)가 설치되고, 공기 분사구(115)는 일단이 곡선형(원주형) 가이드홈에 삽입되어 고정되고, 공기 분사구(115)의 일단이 가이드홈을 따라 이동함으로써 방열 부재에 가해지는 공기의 방향이 변화하게 된다. Meanwhile, an air injection port 115 for simulating a convection condition is installed inside the convection chamber 110, and the air injection port 115 has one end inserted into and fixed to a curved (cylindrical) guide groove, and an air injection port ( As one end of 115) moves along the guide groove, the direction of air applied to the heat dissipating member is changed.

대류 조건의 모사는 대류 세기, 대류 방향, 레이놀즈 수, 온·습도, 가스 성분비 등이 적절하게 통제되어야 하는데, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 주입 공기의 온·습도를 제어된 상태로 공기 압축기를 통해 주입하며, 주입된 공기압축기의 압력 및 풍량을 레귤레이터 등으로 조절하여 공기 분사구(115)를 통하여 분사된다. 공기 분사구(115)의 위치는 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이 방열 부재 상단에서 조절이 가능하며, 방열 부재와의 특정 거리와 특정 각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 공기 분사구(115)에서 분사되어 방열 부재와 접촉한 공기가 측정 환경 온도에 영향을 미치는 것을 예방하기 위하여 공조부를 더 포함할 수 있다. 공조부는, 위에서 설명한 바와 같이, 내부 공기의 배출이나 외부 공기의 유입을 위한 팬(fan)이나 개폐 가능한 윈도우(window) 등으로 구성될 수 있다.In the simulation of convection conditions, convection intensity, convection direction, Reynolds number, temperature/humidity, gas component ratio, etc. should be appropriately controlled, and the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention controls the temperature/humidity of the injected air. The furnace is injected through an air compressor, and is injected through the air injection port 115 by adjusting the pressure and air volume of the injected air compressor with a regulator or the like. The position of the air injection port 115 can be adjusted at the top of the heat dissipating member as shown in FIGS. 9A and 9B, and is configured to adjust a specific distance and a specific angle with the heat dissipating member. An air conditioning unit may be further included to prevent the air injected from the air injection port 115 and in contact with the heat dissipating member from affecting the measured environmental temperature. As described above, the air conditioning unit may include a fan for exhausting internal air or introducing external air, or a window that can be opened or closed.

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 정확한 열량 조사와 제어, 측정이 목적이므로 측정 위치와 센서 종류, 사용 방법에 따라 다양한 측정을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)의 구동을 컨트롤하는 컨트롤러는 특정한 열량을 지정시간동안 인가하여 온도 변화를 측정하는 '시간지정형' 방법, 특정한 열량으로 지정한 온도까지 도달하는 시간 변화를 측정하는 '온도지정형' 방법, 평형 상태(steady state)에서의 최대 온도/도달시간 등을 측정하는 방법, 일정 주기의 반복적 열하중시 온도시계열의 양상 및 물질의 변형을 평가하는 방법, 대류 조건에 따른 변화 등을 측정하는 방법이 있다.Since the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention aims to accurately investigate, control, and measure the amount of heat, various measurements may be performed according to a measurement location, a sensor type, and a method of use. The controller for controlling the driving of the heat dissipation characteristic measuring device 100 according to the present invention is a'time-specified' method of measuring a temperature change by applying a specific amount of heat for a specified time, and a change in time reaching a specified temperature with a specific amount of heat. 'Temperature-specific' method, a method of measuring the maximum temperature/reach time, etc. in a steady state, a method of evaluating the pattern of the temperature time series and the deformation of a substance during repetitive thermal loads of a certain period, according to convection conditions. There are ways to measure changes, etc.

도 10a 내지 10f는 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)에 의하여 측정된 다양한 측정값을 나타내는 그래프이다.10A to 10F are graphs showing various measurement values measured by the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention.

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)에서 대류 챔버(110)의 대류 모델은 아래의 3가지 모델이 있다. The convection model of the convection chamber 110 in the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention includes the following three models.

① 자연대류(Natural)① Natural convection

② 강제대류(Forced): 풍속, 풍량, 분사각, 온습도, 공기조성 조절② Forced: Adjusts wind speed, air volume, spray angle, temperature and humidity, and air composition

③ 진공(vacuum): 흡열량, 비열, 복사열량 측정③ Vacuum: measure the amount of heat absorbed, specific heat, and radiant heat

한편, 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)에서 온도 제어 방식은 아래의 3가지 제어 방식은 일례이고, 그 외 다양한 방식이 존재한다.Meanwhile, the temperature control method in the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention is an example of the following three control methods, and various other methods exist.

① 평형온도(Steady state): 일정량의 에너지를 지속적으로 조사하여 온도변화가 없는 평형상태에 도달하게 함. 이후 해당 온도에서 특성을 평가하거나 열원을 차단하여 냉각되는 양상을 평가함 ① Steady state: A certain amount of energy is continuously irradiated to reach an equilibrium state without temperature change. After that, the characteristics are evaluated at that temperature or the cooling pattern is evaluated by blocking the heat source.

② 온도지정방식(Temp): 특정 저온에서 특정 고온에 도달할 때까지 일정량의 에너지를 조사하여 소요시간 등을 측정함. 이후 해당 온도에서 특성을 평가하거나 열원을 차단하여 냉각되는 양상을 평가함② Temperature designation method (Temp): A certain amount of energy is irradiated from a certain low temperature to a certain high temperature and the required time is measured. After that, the characteristics are evaluated at that temperature or the cooling pattern is evaluated by blocking the heat source.

③ 시간지정방식(Time): 특정 저온에서, 일정시간동안 일정한 에너지를 조사하여 최고 온도 등을 측정함. 이후 해당 온도에서 특성을 평가하거나 열원을 차단하여 냉각되는 양상을 평가함③ Time setting method: At a specific low temperature, the maximum temperature is measured by irradiating constant energy for a certain period of time. After that, the characteristics are evaluated at that temperature or the cooling pattern is evaluated by blocking the heat source.

도 10a는 지정된 특정 고온에서 특정 저온에 이르기까지 온도차를 소요 시간으로 나누어 계산한 것으로, 대류 챔버(110)의 모델을 변화시키며 측정하여 생성된 그래프이다. FIG. 10A is a graph calculated by dividing a temperature difference from a specified specific high temperature to a specific low temperature by a required time, and measured by changing the model of the convection chamber 110.

도 10b는 써모커플(180)을 통하여 열전도도와 구조가 명확한 매개체(185)의 양단온도를 측정하여 매개체(185)를 관통하는 열유속(heat flux)를 측정한 그래프이다. 이때, 열유속을 통해 계산된 전도 열량(열전달량)은 대기중으로 방출된 열량과 같다.FIG. 10B is a graph in which heat flux passing through the medium 185 is measured by measuring the temperature at both ends of the medium 185 having a clear thermal conductivity and a structure through the thermocouple 180. At this time, the amount of heat conducted (heat transfer amount) calculated through the heat flux is the same as the amount of heat released into the atmosphere.

도 10c는 발열량을 측정한 그래프이다. 냉각과정에서 측정물(매개체(185) 및/또는 방열 부재(HS)) 양단의 온도차가 없기 때문에 열량(Q=mCΔt)의 계산식을 통해 측정하며, 질량(m)은 측정 가능한 값이고, Δt는 내부 온도 변화를 고려하여 구할 수 있다. 본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)는 한 면은 단열되었기 때문에 단열된 면과 대기중으로 노출된 면의 평균 온도를 사용할 수 있다. 또한, 비열(C)은 다른 열물성 시험법을 이용하여 구할 수 있다.10C is a graph measuring the calorific value. During the cooling process, since there is no temperature difference between both ends of the workpiece (medium 185 and/or heat dissipation member (HS)), it is measured through the calculation formula of the heat quantity (Q=mCΔt), and the mass (m) is a measurable value, and Δt is It can be calculated by considering the internal temperature change. Since one side of the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention is insulated, the average temperature of the insulated side and the side exposed to the atmosphere may be used. In addition, the specific heat (C) can be obtained using other thermal property test methods.

도 10d 및 10e는 최고 온도를 열평형 제어 방식과 및 시간 지정형 제어 방식을 통해 측정한 그래프이다. 일정량의 열에너지가 조사되었을 때 도달하는 최고온도(열평형에서는 평형온도)를 측정한다. 10D and 10E are graphs measuring the maximum temperature through a thermal balance control method and a time designation control method. The maximum temperature reached when a certain amount of thermal energy is irradiated (equilibrium temperature in thermal equilibrium) is measured.

도 10f는 고점 도달 시간을 온도 지정형 제어 방식을 통해 측정한 그래프이다. 고점 도달 시간은 열평형(steady state) 제어 방식으로도 측정 가능하며, 특정 고온에 도달할 때까지 일정량의 열에너지가 지속적으로 조사되었을 때의 시간 경과를 나타낸다.10F is a graph measuring the time to reach the high point through a temperature-designated control method. The time to reach the peak can also be measured by a steady state control method, and represents the time lapse when a certain amount of thermal energy is continuously irradiated until a certain high temperature is reached.

본 발명에 따른 방열 특성 측정 장치(100)에 의하면, 대류 조건, 고속 열원 제어가 가능하며, 다양한 형태의 신소재에 적용하여 방열 특성을 측정할 수 있다.According to the heat dissipation characteristic measuring apparatus 100 according to the present invention, it is possible to control convection conditions and a high-speed heat source, and it is possible to measure heat dissipation characteristics by applying to various types of new materials.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

100: 방열 특성 측정 장치
110: 대류 챔버
115: 공기 분사구
120: 열원 챔버
130: 공조부
140: 열화상 카메라
150: 렌즈부
160: 열원부
170: 투과부
180: 써모커플
185: 매개체
HS: 방열 부재
HI: 단열재
100: heat dissipation characteristic measuring device
110: convection chamber
115: air nozzle
120: heat source chamber
130: air conditioning department
140: thermal imager
150: lens unit
160: heat source
170: transmission part
180: thermocouple
185: medium
HS: heat dissipation member
HI: insulation

Claims (9)

광열원을 조사하는 열원부를 수용하는 진공의 열원 챔버;
상기 열원 챔버에 직렬로 연결되되 상기 열원 챔버의 공간과 분리되는 공간을 가지며, 대류 조건을 조절하기 위한 공기 분사구를 수용하는 대류 챔버;
상기 열원 챔버 및 상기 대류 챔버 사이에 형성되는 홀에 설치되어 상기 열원챔버 및 상기 대류 챔버의 양측 공간을 차단하며, 상면에 방열 부재가 배치되는 투과판; 및
상기 투과판 상에 배치되는 상기 방열 부재의 방열특성을 측정하는 센서부;를 포함하고,
상기 방열 부재의 하부에 배치되는 금속 또는 비금속 소재의 매개체;
상기 매개체의 상면 및 하면의 온도차를 감지하여 승온 과정에서의 열유속(heat flux)를 측정하는 써모 커플; 및
상기 투과판 위에 설치되되 상기 방열 부재 및 상기 매개체의 측면에 배치되어 열전달을 차단하는 실린더형 아크릴 소재의 단열재;를 더 포함하며,
상기 매개체의 하면은 광의 흡수를 촉진하는 카본 코팅제의 광흡수 코팅이 이루어지고, 상기 단열재의 하면은 표면 연마되거나 광의 반사를 도모하는 광반사 코팅이 이루어진 방열 특성 측정 장치.
A vacuum heat source chamber accommodating a heat source unit irradiating a light heat source;
A convection chamber connected in series to the heat source chamber, having a space separated from the space of the heat source chamber, and accommodating an air injection port for adjusting a convection condition;
A transmission plate installed in a hole formed between the heat source chamber and the convection chamber to block spaces on both sides of the heat source chamber and the convection chamber, and a heat dissipating member disposed on an upper surface thereof; And
Including; a sensor unit for measuring the heat radiation characteristics of the heat radiation member disposed on the transmission plate,
A medium of a metal or non-metal material disposed under the heat dissipating member;
A thermocouple for measuring a heat flux during a temperature raising process by sensing a temperature difference between the upper and lower surfaces of the medium; And
It is installed on the transmission plate and is disposed on the side of the heat dissipation member and the medium to block heat transfer, and a cylindrical acrylic heat insulating material; further includes,
An apparatus for measuring heat dissipation properties in which a lower surface of the medium is formed with a light-absorbing coating of a carbon coating agent for promoting absorption of light, and a lower surface of the insulating material is surface-polished or a light-reflective coating for reflecting light.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 대류 챔버의 내부에 수용되되, 상기 매개체 및 방열 부재 위에 배치되어 복사 방열이 이루어지도록 하는 진공 챔버;를 더 포함하는 방열 특성 측정 장치.
The method of claim 1,
The heat dissipation characteristic measuring apparatus further comprises a vacuum chamber accommodated in the convection chamber and disposed on the medium and the heat dissipation member so as to achieve radiant heat dissipation.
제1항에 있어서,
상기 대류 챔버는 상기 공기 분사구의 일단이 삽입되는 곡선형 가이드홈;을 더 포함하고, 상기 공기 분사구의 일단이 상기 곡선형 가이드홈을 따라 이동함으로써 상기 방열 부재에 가해지는 공기의 방향이 변화하는 방열 특성 측정 장치.
The method of claim 1,
The convection chamber further includes a curved guide groove into which one end of the air injection port is inserted, wherein one end of the air injection port moves along the curved guide groove so that the direction of air applied to the radiating member is changed. Characteristic measurement device.
제1항에 있어서,
상기 투과판과 상기 열원부 사이에 배치되어 상기 열원부로부터 생성된 광의 이동 방향을 제어하는 렌즈부;를 더 포함하는 방열 특성 측정 장치.
The method of claim 1,
A lens unit disposed between the transmission plate and the heat source unit to control a moving direction of the light generated from the heat source unit.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 온도계, 습도계, 열화상 카메라 및 풍향계 중 적어도 하나를 포함하는 방열 특성 측정 장치.
The method of claim 1,
The sensor unit heat dissipation characteristic measuring apparatus including at least one of a thermometer, a hygrometer, a thermal imaging camera, and a wind vane.
제1항에 있어서,
상기 대류 챔버는 챔버 내 기압 및 습도를 조절하기 위한 공조부;를 더 포함하는 방열 특성 측정 장치.
The method of claim 1,
The convection chamber further comprises an air conditioning unit for controlling atmospheric pressure and humidity in the chamber.
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