TWI781758B - 可調式模擬熱源測試平台 - Google Patents

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季懿棟
陳雪鋒
項品義
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英業達股份有限公司
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Abstract

一種可調式模擬熱源測試平台包含一隔熱底座、一電控式發熱模組、一冷卻模組以及一待測物溫度感測模組。隔熱底座係具有一固定槽。電控式發熱模組係設置於固定槽，熱連結於一待測物之一受熱面，並受控制地提供一可調式測試熱能，藉以調整模擬至少一在複數種工作條件下運作並發熱之工作元件。冷卻模組係熱連結於待測物之一散熱面，用以在運作時對待測物進行冷卻。待測物溫度感測模組係用以熱連結於散熱面，用以在電控式發熱模組穩定提供可調式測試熱能，且冷卻模組運作時，於散熱面測量一散熱面溫度。

Description

可調式模擬熱源測試平台
本發明係關於一種測試平台，尤其是指一種可調式模擬熱源測試平台。
隨著技術發展以及滿足需求與日俱增的使用者，各類CPU或伺服器用功能卡不斷推陳出新，其工作產生的熱量也明顯增長。為了確保使用者能安全使用這些CPU以及功能卡，充分的熱測試過程不可缺少。
其中，由於這類熱測試的部件通常產量少、價格極貴且生產週期長，因此採用假負載進行測試是一種常見的替代方案。然而，由於假負載所採用的材料及發熱方式較為簡單，往往無法承受較大的熱流密度，而且每種尺寸的假負載都需要開模後才能生產，增加了測試本身的成本與週期。
承上所述，真實尺寸的熱源熱流密度通常很大，極易損壞假熱源模組，且由於晶片的尺寸種類繁多，因此根據真實尺寸設置假熱源模組尺寸需要極高成本和較長的生產時間。此外，假熱源與測試模組通常為一對一的配置方式，在使用上極為不便。另一方面，現有的熱測試方式還需要額外安裝底座，導致整體的測試流程更為繁瑣與耗時。
有鑒於在先前技術中，為了確保電子零組件使用上的安全性，通常這些電子零組件都需要經過充分的熱測試，傳統的測試方式主要是針對每個電子零組件去生產尺寸相對應的假負載，因此往往會因為需要進行熱測試的電子零組件種類繁多，進而導致整體的測試週期拉長，且測試成本大幅提高，此外還有使用上不便的問題，非常的耗時費力，極為不便；緣此，本發明的主要目的在於提供一種可調式模擬熱源測試平台，可以提供可調式測試熱能來因應各種不同檢測需求的待測物，藉以簡化熱測試的步驟與降低測試成本。
本發明為解決先前技術之問題，所採用的必要技術手段是提供一種可調式模擬熱源測試平台，係應用於一待測物之熱傳導測試，待測物具有彼此相對之一受熱面與一散熱面，可調式模擬熱源測試平台包含一隔熱底座、一電控式發熱模組、一冷卻模組以及一待測物溫度感測模組。
隔熱底座係具有一固定槽。電控式發熱模組係設置於固定槽，熱連結於受熱面，並受控制地提供一可調式測試熱能，藉以調整模擬至少一在複數種工作條件下運作並發熱之工作元件。冷卻模組係熱連結於待測物之一散熱面，用以在運作時對待測物進行冷卻。待測物溫度感測模組係用以熱連結於散熱面，用以在電控式發熱模組穩定提供可調式測試熱能，且冷卻模組運作時，於散熱面測量一散熱面溫度。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，電控式發熱模組更包含一電熱組件以及一發熱模擬塊。電熱組件係可拆卸地固定於固定槽。發熱模擬塊係熱連結於電熱組件，並具有彼此相對之一第一導熱面與一第二導熱面，第一導熱面係熱連結於電熱組件，第二導熱面係熱連結於受熱面。
在另一較佳附屬技術手段中，電熱組件更包含一電熱件本體與二電力傳輸線，二電力傳輸線係分別電性連結於電熱件本體與一電源供應裝置，藉以使電熱件本體受電源供應裝置所輸出之電力控制而提供可調式測試熱能。
在另一較佳附屬技術手段中，隔熱底座更開設有二線槽，二線槽係分別連通於固定槽。
在另一較佳附屬技術手段中，可調式模擬熱源測試平台更包含一發熱塊溫度感測模組，發熱塊溫度感測模組係熱連結於第一導熱面與第二導熱面，用以量測第一導熱面與第二導熱面之溫差。此外，發熱塊溫度感測模組更包含一第一溫度感測件與一第二溫度感測件，第一導熱面更開設有一第一感測件容置槽，第二導熱面更開設有一第二感測件容置槽，第一感測件容置槽係用以容置第一溫度感測件，第二感測件容置槽係用以容置第二溫度感測件。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，隔熱底座更開設有複數個取物槽，取物槽係分別設置於固定槽之邊角，並分別連通於固定槽。
如上所述，本發明之可調式模擬熱源測試平台是利用電控式發熱模組來提供可調式測試熱能至待測物，並利用冷卻模組來對待測物進行冷卻散熱，然後再利用待測物溫度感測模組量測出待測物之散熱面溫度，藉此便能測得待測物的熱傳導能力。此外，本發明之電控式發熱模組還能因應各種待測物之尺寸大小進行簡易的調整，進而增進測試的效率，且還能同時對多個待測物進行測試，非常的便利與解省成本。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
請參閱第一圖至第三圖，第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台之立體示意圖；第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台之立體分解示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台另一視角之立體分解示意圖。
如第一圖至第三圖所示，一種可調式模擬熱源測試平台100包含一隔熱底座1、一電控式發熱模組2、一冷卻模組3、一待測物溫度感測模組4以及一發熱塊溫度感測模組5。
隔熱底座1開設有一固定槽11、四個取物槽12（圖中僅標示一個）以及二線槽13與14。四個取物槽12是分別設置於固定槽11之邊角，並分別連通於固定槽11。二線槽13與14是分別連通地設置於固定槽11之側邊。
電控式發熱模組2包含一電熱組件21以及一發熱模擬塊22。電熱組件21包含一電熱件本體211與二電力傳輸線212與213。電熱件本體211是可拆卸地固定於固定槽11，而二電力傳輸線212與213是分別電性連結於電熱件本體211與一電源供應裝置200，藉以使電熱件本體211受電源供應裝置200所輸出之電力控制而提供一可調式測試熱能。其中，二電力傳輸線212與213還分別對應地容置於二線槽13與14。此外，在本實施例中，電熱件本體211之材質為陶瓷，藉此可透過陶瓷的高電阻來產生熱能。
發熱模擬塊22具有彼此相對之一第一導熱面221與一第二導熱面222，且發熱模擬塊22在本實施例中例如為一銅塊。第一導熱面221是熱連結於電熱件本體211，並開設有一第一感測件容置槽2211。第二導熱面222是用以熱連結於一待測物300之一受熱面301，並開設有一第二感測件容置槽2221。其中，當電源供應裝置200透過二電力傳輸線212與213供電至電熱件本體211時，電熱件本體211會因為本身的電阻而發熱，進而提供可調式測試熱能至發熱模擬塊22，而發熱模擬塊22更將可調式測試熱能傳遞至待測物300，而待測物300在本實施例中例如為一封裝蓋。
此外，待測物300還具有一與受熱面301相對設置之散熱面302，而散熱面302在本實施例中開設有一感測器設置槽3021。
冷卻模組3包含一散熱器本體31、一流體入口32與一流體出口33。散熱器本體31是熱連結於待測物300之散熱面302，而流體入口32與流體出口33是分別設置於散熱器本體31上；在本實施例中，散熱器本體31實際上還設有一內部熱交換管路（圖未示），而流體入口32與流體出口33是更分別連通於內部熱交換管路之入口端與出口端，藉此可使冷卻流體經由流體入口32進入散熱器本體31內，進而與散熱器本體31進行熱交換，然後再由流體出口33流出，藉以對待測物300進行冷卻降溫。
待測物溫度感測模組4是配合地設置於感測器設置槽3021，藉以熱連結於散熱面302，用以在電控式發熱模組2穩定提供可調式測試熱能，且冷卻模組3運作時，於散熱面302測量出一散熱面溫度。
發熱塊溫度感測模組5包含一第一溫度感測件51與一第二溫度感測件52。第一溫度感測件51是容置於第一感測件容置槽2211，而第二溫度感測件52是容置於第二感測件容置槽2221；藉此，透過第一溫度感測件51與第二溫度感測件52之溫度量測，可以得知第一導熱面221與第二導熱面222之溫差。
綜上所述，本實施例之可調式模擬熱源測試平台100主要是利用電控式發熱模組2來提供可調式測試熱能至待測物300，並利用冷卻模組3來對待測物300進行冷卻散熱，然後再利用待測物溫度感測模組4量測出待測物300之散熱面溫度，藉此，透過可調式測試熱能與散熱面溫度即可得知待測物300的熱傳導能力；更進一步的，由於本實施例還設有第二溫度感測件52來量測第二導熱面222之溫度，配合待測物溫度感測模組4所量測出之散熱面溫度與待測物300本身的厚度，更可精準地計算出待測物300的熱傳導效率，藉以有效的模擬至少一在複數種工作條件下運作並發熱之工作元件。
此外，由於本實施例還設有第一溫度感測件51，因此使用者更可藉由第一溫度感測件51與第二溫度感測件52所計算出的溫差來調整電源供應裝置200的輸出功率，藉以精準地控制第二導熱面222之溫度，進而模擬至少一在複數種工作條件下運作並發熱之工作元件相對的也控制了受熱面301所接觸到的溫度。
請繼續參閱第四圖，第四圖係顯示本發明另一較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台之平面示意圖。如第一圖至第四圖所示，本發明之另一較佳實施例更提供了一種可調式模擬熱源測試平台100a，而可調式模擬熱源測試平台100a與上述之可調式模擬熱源測試平台100相似，其差異主要在於可調式模擬熱源測試平台100a是以一電控式發熱模組2a取代上述之電控式發熱模組2，且可調式模擬熱源測試平台100a更包含一冷卻模組3a、一待測物溫度感測模組4a以及一發熱塊溫度感測模組5a。
其中，電控式發熱模組2a與上述之電控式發熱模組2同樣包含有電熱組件21與發熱模擬塊22，但電控式發熱模組2a還包含有另一發熱模擬塊（圖未示），藉以熱連結另一待測物（圖未示）；此外，冷卻模組3a與冷卻模組3為結構相同尺寸不同的相似結構，冷卻模組3a同樣是用於熱連結於另一待測物，而待測物溫度感測模組4a是熱連結於另一待測物之散熱面（圖未示），用以在電控式發熱模組2a穩定提供可調式測試熱能，且冷卻模組3a運作時測量出一散熱面溫度。發熱塊溫度感測模組5a也是用於量測電控式發熱模組2a之另一發熱模擬塊之兩面溫差。由此可知，本發明之可調式模擬熱源測試平台100與100a可以利用相同的隔熱底座1與電熱組件21來提供熱能至一組以上的待測物300，並與冷卻模組3a以及發熱塊溫度感測模組5a配合使用，藉以量測出另一待測物之散熱面溫度。
由以上敘述可知，由於本發明之電控式發熱模組2是由電熱組件21提供可調式測試熱能，然後透過發熱模擬塊22將發熱模擬塊傳導至待測物300，因此當電熱組件21在放置發熱模擬塊22後還有其他空間時，還可以再放置另一待測物（圖未示），然後搭配另一組冷卻模組3a與發熱塊溫度感測模組5a，即可同時對兩組待測物300進行熱測試。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
100,100a:可調式模擬熱源測試平台 1:隔熱底座 11:固定槽 12:取物槽 13,14:線槽 2,2a:電控式發熱模組 21:電熱組件 211:電熱件本體 212,213:電力傳輸線 22:發熱模擬塊 221:第一導熱面 2211:第一感測件容置槽 222:第二導熱面 2221:第二感測件容置槽 3,3a:冷卻模組 31:散熱器本體 32:流體入口 33:流體出口 4,4a:待測物溫度感測模組 5,5a:發熱塊溫度感測模組 51:第一溫度感測件 52:第二溫度感測件 200:電源供應裝置 300:待測物 301:受熱面 302:散熱面 3021:感測器設置槽
第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台之立體示意圖； 第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台之立體分解示意圖； 第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台另一視角之立體分解示意圖；以及 第四圖係顯示本發明另一較佳實施例所提供之可調式模擬熱源測試平台之平面示意圖。
100:可調式模擬熱源測試平台
1:隔熱底座
11:固定槽
12:取物槽
13,14:線槽
2:電控式發熱模組
21:電熱組件
211:電熱件本體
212,213:電力傳輸線
22:發熱模擬塊
221:第一導熱面
222:第二導熱面
2221:第二感測件容置槽
3:冷卻模組
31:散熱器本體
32:流體入口
33:流體出口
4:待測物溫度感測模組
5:發熱塊溫度感測模組
51:第一溫度感測件
52:第二溫度感測件
300:待測物
301:受熱面
302:散熱面
3021:感測器設置槽

Claims (7)

  1. 一種可調式模擬熱源測試平台，係應用於一待測物之熱傳導測試，該待測物具有彼此相對之一受熱面與一散熱面，該可調式模擬熱源測試平台包含： 一隔熱底座，係具有一固定槽； 一電控式發熱模組，係設置於該固定槽，熱連結於該受熱面，並受控制地提供一可調式測試熱能，藉以調整模擬至少一在複數種工作條件下運作並發熱之工作元件； 一冷卻模組，係熱連結於該散熱面，用以在運作時對該待測物進行冷卻；以及 一待測物溫度感測模組，係用以熱連結於該散熱面，用以在該電控式發熱模組穩定提供該可調式測試熱能，且該冷卻模組運作時，於該散熱面測量一散熱面溫度。
  2. 如請求項1所述之可調式模擬熱源測試平台，其中，該電控式發熱模組更包含： 一電熱組件，係可拆卸地固定於該固定槽；以及 一發熱模擬塊，係熱連結於該電熱組件，並具有彼此相對之一第一導熱面與一第二導熱面，該第一導熱面係熱連結於該電熱組件，該第二導熱面係熱連結於該受熱面。
  3. 如請求項2所述之可調式模擬熱源測試平台，其中，該電熱組件更包含一電熱件本體與二電力傳輸線，該二電力傳輸線係分別電性連結於該電熱件本體與一電源供應裝置，藉以使該電熱件本體受該電源供應裝置所輸出之電力控制而提供該可調式測試熱能。
  4. 如請求項2所述之可調式模擬熱源測試平台，其中，該隔熱底座更開設有二線槽，該二線槽係分別連通於該固定槽，並用以容置該電熱組件之二電力傳輸線。
  5. 如請求項2所述之可調式模擬熱源測試平台，更包含一發熱塊溫度感測模組，該發熱塊溫度感測模組係熱連結於該第一導熱面與該第二導熱面，用以量測該第一導熱面與該第二導熱面之溫差。
  6. 如請求項5所述之可調式模擬熱源測試平台，其中，該發熱塊溫度感測模組更包含一第一溫度感測件與一第二溫度感測件，該第一導熱面更開設有一第一感測件容置槽，該第二導熱面更開設有一第二感測件容置槽，該第一感測件容置槽係用以容置該第一溫度感測件，該第二感測件容置槽係用以容置該第二溫度感測件。
  7. 如請求項1所述之可調式模擬熱源測試平台，其中，該隔熱底座更開設有複數個取物槽，該些取物槽係分別設置於該固定槽之邊角，並分別連通於該固定槽。
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