TWI289665B - Detecting device for heat pipes - Google Patents

Description

1289665 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種細裝置，尤侧於-種檢測鮮性能的檢測裝置。 【先前技術】 熱管之基本構造係於密閉管材内壁襯以易吸收作動流體的多孔質毛細 結構層，而其中央的空間則為空胴狀態，並在抽真空的密閉管材内注入相當 於毛細結構層細孔總容積的作動流體，依吸收與散出熱量的相關位置可分i 蒸發段、冷凝段以及其間的絕熱段。

熱管的工作原理係當蒸發段吸收熱量使蘊含於毛細結構層中的液相作 動流體蒸發，並使蒸汽壓升高，而迅速將產生的高熱焓蒸汽流沿中央的通道 移往壓力低的冷凝段散出熱量，凝結液則藉毛細結構層的毛細力再度返回^ 發段吸收熱量，如此週而復始地藉由作動流體相變化過程中吸收與散出大量 潛熱的循環，進行連續性的熱傳輸，且由於作動流體在上述過程中的液相與 汽相共存，以致熱管可在溫度幾乎保持不變的狀況下扮演快速傳輸大量熱能 的超導體角色而廣為各種領域所應用。 由於熱管的性能測試主要著重在最大熱傳量(Qmax)以及由蒸發段至A 凝#又的溫度差(ΔΤ)兩項參數，因此在一給定的熱量傳輸狀況下可以藉由該严 度差而獲知其熱阻值，進而評估熱管的性能；當給定的熱量超過熱管的 熱傳里時’由於原正常熱篁傳輸機構遭到破壞而使熱阻值驟增，以致蒸發p 的溫度亦隨之驟升。 ' 習知技術中的一種熱管性能檢測方法係將熱管蒸發段插入被加熱之衡 溫液體中，待熱管溫度穩定後，藉由溫度感測器例如熱電偶、電阻溫度感測 器(RTD)等量測衡溫液體與熱管冷凝端之間的溫度差以評估熱管的性能； 唯’上述習知技術無法有效量測出熱管的最大熱傳量及熱阻，因此不能準確 反映出熱管的熱傳性能。 / 習知技術中另一種如第一圖所示的熱管性能檢測裝置，係以電熱絲1為 熱源纏繞在熱管2的蒸發段2a表面，同時以冷卻水套3為熱沉套設於冷凝段此

^面’藉由量測電熱絲i的電壓與電流可以給熱管2 一定的加熱功率，並同時 藉由調制冷卻水套3_4狀对溫來絲該加熱 ===树’喊崎大__ 段2b之恤度差财由設於歸2表_各溫度制器4得知。

1289665 唯，上述習知熱管性能檢測裝置仍有以下缺點： \的長度不易準確控制，是造成評估熱管性能變異的重要因素；且由於熱ΐ 的散失及溫度的量測均易受到測試環境的影響*產生變異；以及熱管和熱源 及熱儿的$合熱接财$有效鋪軸點，均础於精確評估鮮的性能， 又由於安裝與拆卸十分繁_卫，上述f知鮮性能檢·置僅適用於實驗 室規模的小量絲戦，完全無法賴量產製崎S的檢測要求。 為配合熱管量產製程的檢測要求，必需對數量魔大且形式多樣化的孰管 進行嚴格的品質把關；由於檢_—形式的量產錄即需要同時使用大量的 檢，機台’且該等檢測機台需長期而頻繁的重複使用；因此，除了機台本身 ，篁測準雜外，更必賴大量制齡敝裝變異及操作變異予以嚴格控 ^基於檢職置的接雜生產的良率编本，業轉必面臨檢= 時的準確性、便利性、快速性、-致性、重現性、與可靠性的多重挑戰；有 繁於此，有必要對目前的鮮檢赚置作大幅改進，從轉組裝與操作及元 件製造的模組錢計—賴人，以符合熱管量產製㈣檢測需求。 【發明内容】 本發明針對上述習知技術的缺點，提出-種熱管性能檢測裝置，特別 係適用於量產製㈣熱管性能檢測裝置，其主要包括-Ιϋ定部及一活動 部，該固定部穿設有供熱管熱量的發熱元件，該活動部可與固定部進行離 合，該固定部與活動部的相對表面之間設有至少—可容置熱管的量測容置 部及至少一使活動部與固定部離合時防止其相對位置偏離之凹凸定位機 構，該量測容置部中設有至少一溫度感測器。當活動部移向固定部時使量 測容置部的壁面與設置於其中的熱管管壁密合熱接觸以降低熱阻，反之， 1289665 當活動部移離固定部時可將完成檢測的熱管快速取出，並將另一待測熱管 、'、至歧’再藉由⑦置於固定部與活動部之間的凹凸定位機構，使 活動部移向或移_定部時均涵蓋在凹凸定位機構的深度範圍内 ，且活動 h、口疋雜騎輸合㈣，以確絲細咖定㈣械位置不致偏 從而確保量奪置部壁面與鮮t雜合紐觸；又藉由在量測容置 部壁面上設置的至少一支溫度感測器，當插入待測熱管時使其密貼於熱管 管壁上作為_熱管性_指標；具有上雜賴本發明熱管性能檢測裝 置係藉由模組化設計達到符合量產檢測需求，使所組裝與操作的熱管檢測 裝置具有良好的準確性、便利性、快速性、—致性、重現性、與可靠性等 多重優點。 本發明有如下優點： 本發明透雌祕設計使熱管性能檢職置符合量紐聰求，達到 在產線大量複製及使用該裝置時不論由何操作員組裝及測試，該等裝置所 里測的結果具有良好的一致性、重現性、及可靠性。 本發明另藉由設於活娜上的轉部，使其細定部進行線性運動， 促使活動部_定部之騎形成的量測容置部可和插人熱管的管壁密合熱 接觸以降鋪阻，並將完成檢獅鮮快速取出錢換，達職測的便利 性及快速性之功效。 本發明再藉由設於m定部與活動部上互相配合的凹凸定位機構，使活 動部的線性運動受到準確導引，避免長麵繁的使用而移位，進一步確保 檢測機台量測的結果具有良好的一致性與重現性。 【實施方式】 1289665 以下參照第二圖至第六圖，對本發明熱管性能檢測裝置予以進一步說 - 明。 ψ 第-圖為本發明熱官性能檢測裝置之第_實施例的—外觀立體圖，第 -=圖為第二圖的-立體分解圖。該檢測裝置主要包括—固定部2G及一活動 部30 <5其中： 固定部20為鎖固於-穩固平台例如測試桌或其他支撐機構的不動件， 軸導熱性良好的材質製成，該@定部2〇内部穿^有至少_發熱元件（圖 ^ 未示），例如電熱棒、電阻線圈、石英管、正溫度係數材料（PTC)等，並 藉由導線22〇和外部的功率供應器(圖未示)連接，該固定部2〇言史有容置發 熱凡件的容置孔(®未示），該發熱元件的壁面與容置·壁面賴，以提供 固定部20均勻的溫度分布且使發熱元件不致過熱；該固定部2〇表面設有 與熱管蒸發段管壁密合熱接觸的至少一加熱凹槽Μ，以便發熱元件所提供 的熱量可被熱管的蒸發段充分吸收；為達上述目的，本發明分別在活動部 3〇及固定部20之間設置互相匹配的凹凸定位機構，其中，在活動部％上 % 朝固定部20方向設置複數定位翼35，該定位翼35係由活動部3〇朝固定部 20上具有加熱凹槽24的平面方向延伸的板狀凸出物，並在固定部沈上具 有加熱凹槽24的平面上設置對應的複數定位槽25，當活動部邓朝固定部 20進行線性運動時，確保活動部3〇的定位翼％移向或移離固定部2〇時均 涵蓋在定位槽25的深度範圍内，且與固定部2〇的定位槽乃維持滑動密人 狀態，以確保活動部30與固定部20的相對位置不致偏離，從而確保固定 部20的加熱凹槽24壁面與熱管管壁密合熱接觸；並藉由在加熱凹槽％中 的壁面上設置可獨立運作且能自動密貼於熱管管壁的至少一支溫度咸測器 1289665 熱官性能的指標；為防止固·卻的熱量分流至穩 在固疋部2〇背面與穩固平台之間需設置-絕熱底板。 32，以便應於固定部2〇的加熱凹槽24位置設置相對應的定位凹槽 '•孔7㈣移向固定部2〇時形成至少-量測槽孔5〇，使設置於 ，、、a ^中的熱官f壁與槽孔壁面密合熱接觸以降低熱阻；為達上述目

伞P 〇具有疋位凹槽32的平面朝固定部上具有加熱凹槽^的 平面顺輪位翼35，其外形、尺寸及數量係配合_ %所設置的 25 ’使活動部3G翻定部2G移動時，活動部3G蚊位翼35 ^ …麵觸㈣綱％纖移離固定部 ^蓋在疋位槽25的深度範圍内’且與固定部2〇的定位槽25維持滑 動密合狀態，從而確保活動部3〇的定位凹槽32與固定部％的加熱凹槽Μ 賴成的量簡孔5Q飾雜管管麵合熱觸；紐-步顧熱管管壁 與里職孔5〇壁面密合熱接觸，可以採用至少一扣件或螺絲使活動部30 與固疋部2〇可拆卸及扣合，但為達到熱管量產製程的檢測需求以及在大量 裝時的準確德’本發明的實酬中制_種承載部10來貞責熱管性能 檢測裝=_結構及解定位’辑代上述麵平台及扣件或螺絲等傳 統的固疋與扣合方式’使峡部20成為鎖固於承載部10的不動件，並採 用月匕準碟進仃線性運動的轉部4G，使活動㈣藉由於承載部上 的驅動部4G她丨，_活動部3_定部20進行群運動之目的， 使=於里測槽孔5G中的熱管管_槽孔壁_合熱接觸以降低熱阻。該 -壁、，丨藉由在德凹槽32的壁面上設置可獨立運作且自動密貼於熱管 缺 ' 又感測器36，作為檢測熱管性能的指標；為方便檢測， 1289665 本發明將熱管插人制槽孔50的方向编接近操作者，膽發熱元件的導 線220以及溫度感測器26、36的感溫線伸出方向朝向遠離操作者。 另外’在實際應用中熱管蒸發段的吸熱面可能會經折弯與壓扁製程， 該量測槽孔50的尺寸與形狀係依據熱管蒸發段的吸熱面尺寸與形狀作匹 配’例如待測熱管的蒸發段為平板狀或扁平狀時，該固定部2〇與活動部％ 之相對表面不必形成容置錄_槽等結構，而直接由固定部2g與活動部

3〇之相對平面組成容置熱管的量測容置部，藉由該量測容置部的平面抵緊 該平板狀或餅狀錄的紐餅可，溫賴_騎置於該量測容置部 的平面上4本發财僅以最常使騎圓形管為例作說明。 承載部10包括-基體U (例如電磁吸盤、升降調整座、固定支擇座等)、 一與基體12鎖固的第-板14及兩端攻有螺紋的複數支揮桿15、以及與第 一板14呈-賴距並藉由複數支撐桿15狀於第―板14上的第二板μ。 該基體12的支撐減第—板14合㈣―’其上穿設有供發熱元件的導線 22〇及溫度感測器26的感温線綱導引出的開孔⑽及⑷，並該基㈣ 向下延伸設有固定腳跡該固定腳⑽之間形成供導線220及感溫料引 出或進行其他操作的空洞部122。該基體12、第一板14、第二板16及支撐 桿15組合形成-組立支架結構。其中，該基體12除具有將熱管性能_ 裝置穩固於職桌面外’並可搭配具有高度、角度_整機構以配合實際 熱管性能檢_需要，本發财僅關定支撐座為例料町實_ 明。該峡部20為翻於承載部1()第—板14上的不動件，為防止固定部 ㈣熱量紐糊1G的第一板14，在_ 2Q輪承載部1〇的 第一板14之間需設置一絕熱底板28，為確保於大量組裝時的準確定位，在 11 1289665 絕熱底板28上設有一與固定部20背面定位的防呆定位槽285，該絕熱底板 28對應第一板14上的開孔140及142的位置同樣設有導線22〇及感溫線伸 出的開孔280及282。 另外，前述基體I2與第-板W連接的方式適用於本實施例的垂直組 立應用，在實際使用巾可能使固定部20與活騎3〇更械水平或需作調 整角度的應用’因此該基體12可安裝於其他位置以配合實務需求。 驅動部40 (例如氣虹、油壓缸、步進馬達等）係固定於承載部ι〇的第

二板16上，通過-螺桿42穿過活動部驗34 (_部蓋板％上設有與螺 桿42結合的通孔及供感溫線伸出的出口 342)及承載部1〇第二板16與活 動部30固接’以便將活動部30與固定部2〇進行線性運動；本發明藉由設 於活動部3〇上的驅動部4〇導引，使活動部30朝固定部20進行線性運動， 其功能包括：⑴使活動部3〇移離_ % 待測熱管瞻段順糧湖槽孔料或將已織測響糊移離 置測槽孔50 ; (2)使活動部30移向固定部2〇 一短距離，以便對已插入量測 槽孔财的待珊蒸發段和固定部2〇及活動部％的凹槽Μ、&的壁 面密合熱接觸，從而降低蒸發段吸熱的接觸熱阻。上述藉由設於活動部30 上的驅動部4〇，使其與固定部2〇進行線性運動，達到檢測的準確性、便利 性及快速性之功效。 』干，注便利 另，在實際應用中亦可使活動部3〇與固定㈣的位置互且 可使驅動部40安裝於靠近固 、並且亦 则）；亦即可以w由Γ的位置（例如安裝於基體12的空洞部 疋部20朝原_㈣ 使原固 運動，亦可達到相同的效果；亦可以同時 12 1289665 在原/舌動30與原固定部2〇上分別裝設該驅動部4〇導引。 上述固定部20、活動部30與驅動部4〇的功能發揮係藉由該承載部10 的組震整合及解故，構成—種適聽量產做t的熱管性能檢測裝置。

第四圖U)為本發鳴紐紐膽置第二實施雕動部的一立體示 1 ’第四圖⑻為本發明熱管性能檢測裝置第二實施例峡部的一立體 不忍本實施例與第—實施例龍別在於，第-實施例触置於活動部 的⑽35亦可設置於固定部2〇上，而此時活動部3〇對應於固定部 20上蚊位翼25,的外形與尺寸亦需設置纽槽％，，使活動部％朝固定 部2〇移動時，固定部20的定位翼25,得以滑動嵌入活動部30的定位槽35, 的内面，亦可達到相同的準確定位效果。 立第五圖（a)為本發明熱管性能檢測裝置第三實施例活動部的一立㉟ 思圖’第五圖（b)為本發明熱管性能檢測裝置第三實施例固定部的 立體示意圖；本實施例與第—實施例_在於：在活動抑上朝 Z向設置嫩位㈣，蚊位柱现係由活動部％上具有定位响 32的平面朝峡㈣上獅熱咖的街__雖狀凸出物， 舌%从杨細槽24的平驗置上設置軸攸位孔跡I 活動㈣朝峡㈣進行線性運動時，確保活動㈣喊位柱3雜 或移離固定部2〇時均涵蓋在定位孔25〇的深度範圍内，且與固定㈣^ 定位孔25〇維持滑動密合狀態，以確保活動部％與固定部2〇的相胸 不致偏離，從峨寒30物哨32軸部㈣加執凹样^ 所構成的量_孔5〇壁面與錄管合熱接觸。 “、、日 第六圖為本個熱管性能檢驗置第四實施例活動部的—立體示 13 1289665 意圖，第六圖（b)為本發明熱管性能檢測裝置第四實施例固定部2〇的一 立體示意w ;本實補與第三實施_區別在於：第三實施_設置於活 P 30的疋位柱350亦可設置於固定部2〇上，而此時活動部對應於固 ’疋部2〇上的定位柱250,亦需設置定位孔350,，使活動部30朝固定部2〇移 ‘動時，固定部2〇的定位柱，得以滑動嵌入活動部30的定位孔350，的内 面’亦可達到相同的準確定位效果。 為達簡化加工及降低成本的需求，該絕熱底板28、活動部3〇、蓋板糾 % 可以採用一種易於成形且熱導性差的材料，例如塑膠' PE、他等藉由射 出衝壓、鑄造或以電木、鐵弗龍等藉由麵加工等成形方式製作，並與 ㈣-導熱性良好的金屬，如銅、鱗所製成的固定部如匹配，且可藉由 在加熱凹槽24壁面鍍銀、鎳等來防制因長期使用而使接觸面氧化，進而導 致熱傳效率降低的缺失。 、综上所述’本發明模組合設計使熱管性能檢測裝置符合量羞檢測需 求，為達上述需求本發明採取的技術手段包括：

高效率熱傳； 立藉由設於活卿上__，使其與目定部進行線性運動，促使活動 部與固㈣之騎軸的量職孔可緖人的鮮進行”輪觸而進行 藉由裝設於活動部與固定部上互相匹配的凹凸定位機構，使活動 線性運動制該凹狀域構之間的密合魏_確糾，避免 使用而移位，進峨本發縣置及其所量_結果具有良好轉確性、偉 繼、快速性一雜、重雜、及可雜等多重優點。 較之習知技術的獨轉確評估鮮雜，安额騎十分繁項費 1289665 工，以及僅適合實驗室的小量測試等缺點，實難以因應量產製程所需的檢 測要求；本創作已大幅改善習知技術的缺點，故不論就成本效益言、就產 w可罪度S、就量產應用言、就檢測效能言，本創作經模組化設計之熱管 性能檢測裝置明顯優於習知熱管性能檢測裝置，並同時適用於實驗室及量 產製程的各項熱管性能參數的量測。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。 惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專

利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變 化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖係習知熱管性能檢測裝置的結構示意圖。 第二圖係本發明熱管性能檢測裝置第一實施例之立體圖。 第三圖係第二圖之立體分解圖。 第四圖（a)係本發明熱管性能檢測裝置第二實施例活動部之一立體圖。 第四圖（b)係本發明熱管性能檢測裝置第二實施例固定部之一立體圖。 第五圖（a)係本發明熱管性能檢測裝置第三實施例活動部之一立體圖。 第五圖（b)係本發明熱管性能檢測裝置第三實施例固定部之一立體圖。 第六圖（a)係本發明熱管性能檢測裝置第四實施例活動部之一立體圖。 第六圖（b)係本發明熱管性能檢測裝置第四實施例固定部之一立體圖。 【主要元件符號說明】 承載部 1〇 基體 12 固定腳 12〇 空洞部 122

15 1289665

第一板 14 開孔 140、142、280、282 支撐桿 15 第二板 16 固定部 20 導線 220 加熱凹槽 24 定位槽 25、35， 定位翼 25,、35 定位孔 250、350， 定位柱 250,、350 溫度感測器 26、36 絕熱底板 28 防呆定位槽 285 活動部 30 定位凹槽 32 蓋板 34 感溫線出口 342 驅動部 40 螺桿 42 量測槽孔 50

(§) 16

Claims (1)

1289665 十、申請專利範圍： 1.一種熱管性能檢測裝置，包括一固定部及一活動部，該固定部設有至少一 發熱元件，該活動部可與固定部進行離合，該固定部與活動部的相對表 面之間設有至少一可容置熱管的量測容置部及至少一使活動部與固定部 離合時防止其相對位置偏離之凹凸定位機構，該量測容置部中設有至少 一溫度感測器。 2·如申請專利範圍第1項所述之熱管性能檢測裝置，其中該量測容置部藉由

固定部與活動部之相對平面組成，該量測容置部可容置平板狀或扁平狀 献營。 4pr 3·如申請專利範圍第}項所述之熱管性能檢測裝置，其中該量測容置部為一 量測槽孔。 4·如申請專利範圍第3項所述之熱管性能檢測裝置，其中該量測槽孔包含設 於固定部朝向活動部表面的加熱凹槽。 5·如申請專利範圍第4項所述之熱管性能檢測裝置，其中該溫度感測器設定 於該固定部的加熱凹槽内。 6·如申請專利範圍帛4項所述之熱管性能檢纖置，其中該量職孔還包含 ’舌動部在其對應於固定部的加熱凹槽位置設置相對應的定位凹槽。 7·如申請專概圍帛6項所述之熱管性能檢赚置，其巾該温度感測器設定 於該活動部定位凹槽内。 如申”月專利|&圍第！項所述之熱管性能檢測裝置，其中該凹凸定位機構係 於活動部上朝固^部方向設置至少位柱，該定位柱係由活動部的平 面朝固疋部延伸的柱狀凸出物，並在固定部對應定位柱設有相匹配的至 17 I289665 少一定位孔。 、 範圍第1項所述之熱管性能檢測裝置，其中該凹凸定位機構係 於固定部上朝活動部方向設置至少一定位柱，該定位柱係由固定部的平 動^伸的柱狀凸丨物’並在活動部對應定位柱設有相匹配的至 少一定位孔。 10·如申4專概賴述之鮮性能制裝置，其巾該凹凸粒機構

、糸於活動社翻定部方向設置至少—定位翼，該定位翼係由活動部的 、’面朝口>^卩延伸的板狀凸出物，並在固定部上對應定位翼設有相匹配 的定位槽。 11·如申睛專纖圍第2項所述之鮮性能檢職置，其巾該凹凸定位機構 係於固定部上朝活動部方向設置至少一定位翼，該定位翼係由固定部的 平面朝活動部延伸的板狀凸出物，並在活動部上對應定位翼設有相匹配 的定位槽。 12·如申請翻細第1項所述之熱管性能檢職置，其巾該檢測裝置還包 括一測試桌或其他支撐機構等穩固平台，供固定部固定於其上。 13·如申請專利範圍第12項所述之熱管性能檢測裝置，其中該檢測裝置還包 括至少一扣件或螺絲等夾緊裝置使活動部與固定部可拆卸及扣合。 14·如申請專利範圍第1項所述之熱管性能檢測裝置，其中該檢測裝置還包 括一負責檢測裝置的整體結構及定位的承載部。 15·如申請專利範圍第14項所述之熱管性能檢測裝置，其中該承載部還包括 供平台鎖固之一基體，該基體為電磁吸盤或升降調整座或固定支樓座。 16·如申請專利範圍第14項所述之熱管性能檢測裝置，其中該檢測裝置還包 18 1289665 使活動部蝴固定部進 括—驅動部’固定於承載部上並與活動部連接， 行線性移動。 I7·如申請專利範圍第Μ項所述之熱管性能檢測裝置，其中該承載部勺括 岭部鎖㈣-板繼ϋ—罐蝴縣核桿 -板的第二板，該JU定部與第—板之間設有絕熱底板。 18. 如申請專利範圍第17項所述之熱管性能檢測裝置，其中該驅動部固定於 第一板上並穿過第二板藉由一螺桿與活動部連接。

19. 如申請專纖圍第14項所述之熱管性能檢纖置，其中該檢測裝置還包 括-驅動部’固定於承載部上並與固定部連接，使峡部相對活動部進 20. 如申凊專利範圍第14項所述之熱管性能檢測裝置，其中該承載部包括供 活動部_之第-板及與第—板呈一定間距並藉由複數支揮桿固定於第 一板的第二板。 21. 如申請專_第2G項所述之錄性能檢測裝置，其中該驅動部固定於 第板上並穿過第二板藉由一螺桿與該固定部連接。 16或19項所述之熱管性能檢測裝置，其中該驅動部 為氣缸或油壓缸或步進馬達。 Μ.如申請專利範圍第17項所述之熱管性能檢測裝置，其中該活動部、絕熱 底板為由-種易於成型且熱導性差的材料製成。 如申明專利賴第23項所述之熱管性能檢測裝置，其中該材料及製成方 法為以塑膠、PE、侧等藉_、_、鑄造或以電木、鐵弗龍等藉 由機械加工等成形方式製作。 19 1289665 25·如申請專利範圍第i項所述之熱管性能檢測裝置，其中顧定部的發熱 元件為電熱棒、電阻線圈、石英管或正溫度係數材料（pTc)，並藉由導 線和外部的功率供應器連接。 6·^請專利軸第25項所述之熱管性能檢測裝置，其中該固定部為由 鋼、轉導熱性能好的金屬製成，該量測容置部壁 松Μ - 螺等防氧化

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