TWM249053U - Heat generating device - Google Patents

Description

M249053 創作說明（υ 【新型所屬之技術領域】

流補償j 及一種熱流產生裝置，特別係指一種I >功能之熱流產生裝 種具有熱 [先蚵技術】 材料過程中，特別係導熱材料'經常需要對 中，需要稍V: ? 量。在電子設備散熱器之設气ΐ f 之導熱f數成為設計成功之關鍵。 熱材料 目岫測量材料之導熱係數主要使用一 法之測量方法，該方法將待測樣品置於一埶源：：度梯度 Q = K 氺 ΔΤ/ΔΧ ^ · ::言:算出材料之導熱係數。其中’ ΔΤ代表待測樣品兩 之度差，即熱源與低溫熱沉之間的溫度梯产， 、 ;則 里侍到’△ X代表形成該溫度梯度之間的距離，及待、、則樣σ 沿熱流方向之長度，為已知參數；Q代表熱源流過待|則樣品 品之熱流’通常假設熱源本身產生之熱流全部流過待測樣 品；Κ代表導熱係數，將前面已知或測量得到之數值帶入 上述導熱方程式，即可求出。該方法較為簡單，易操作_， 易實現，所以被廣泛使用。 理想狀態下，熱源之所有熱量應通過待測樣品傳遞至 低溫熱沉，實際中之一種做法係在熱源周圍加以熱隔離， 僅留一面讓熱流通過，稱之為熱流輸出面，以此認定熱流 全部由未隔熱之熱流輸出面通過，當該熱流輸出面與待測

M249053 五、創作說明（2) 樣品緊密接觸後，則可假設熱源所有之熱量全部流過待測 樣品。但是，實際上由於隔熱材料，如氧化銘陶瓷，隔熱 性能有限，不可避免總會有一部份熱流從其他方向散發， 此時，流過待測樣品之熱流並不等於熱源本身產生之熱量 ，從而導致導熱係數K之誤差。 【内容】 本創作之目的在於提供一種熱流產生裝置，該熱流產 生裝置可精確地輸出一預定的已知大小的熱流。 本創作熱流產生裝置包括熱流發生區、熱流補償區及 熱流補償電路，該熱流發生區與熱流補償區係一體之結構|丨 ，該熱流發生區之材料的導熱性能高於該熱流補償區之材 料的導熱性能，該熱流發生區設有與外界相通之熱流輸出 面及被熱流補償區覆蓋之非熱流輸出面，該熱流發生區内 -預埋一可通電產生預定的已知大小的熱流之加熱器，該熱 流補償電路用於控制該熱流補償區之發熱量，使該熱流發 生區與熱流補償區在其分界面附近之溫度達到平衡。 本創作熱流產生裝置的熱流發生區與熱流補償區合成 一體，不需要熱隔離裝置，使系統得以簡化；另外，熱流 產生區與熱流補償區採用不同之導熱材料’兩區之分界面 熱阻較高，因此溫差會較高，溫差信號容易檢測，熱流補Ο 償精度南。 【實施方式】 下面結合附圖對本創作熱流產生裝置作進一步之詳細 描述。

第6頁 M249053 五、創作說明（3) " "" '-- 晴麥閱第一圖，本創作熱流產生裝置呈一單一結構體 ’包括兩個區域，即熱流發生區1 〇及包圍該熱流發生區玉〇 之熱流補償區2 0。 該熱流發生區1 0由高熱導材料製成，呈一六面體，但 不局限於六面體。該六面體其中一面為熱流輸出面12，其 與外界相通，其餘五面為非熱流輪出面‘（圖未標號），被 熱流補償區20覆蓋。該熱流發生區10内預埋一加熱器14， 在本實施例中該加熱器1 4為一熱電阻，由一定電流源驅動 ，以產生一預設的已知大小的熱流q。該熱流Q計算如下：

Q = aI2R

其中，I代表電源提供的流過熱電阻的定電流值，R 表熱電阻之電阻值，a代表熱電阻之電能轉熱能之 數。 相對于熱流發生區10之高熱導材料’熱流補償區2〇由 較低熱導材料製成，但仍是熱良導體。熱流補償區2〇對庳 熱流發生區1 〇之非熱流輸出面各預埋一加熱器22，本實^ 例中該加熱器2 2為一熱電阻，通電後可產生一定量之熱流 。違熱流補償區2 0與該熱流發生區1 〇之間形成一分界面1 6 。由於該熱流發生區〗〇與熱流補償區2 〇採用不同之導熱材 料’ ¥兩者結合時’在分界面1 6不可避免地會產生空隙， 從而在該分界面16形成較高之介面熱卩且。 欲使熱流發生區1 〇的熱流q全部自熱流輸出面丨2輸出 ，則需保證熱流Q不會從非熱流輸出面散失。本創作之方 案是利用熱流補償區20對從非熱流輸出面散失之熱流進行 M249053 五、創作說明（4) 補償，從而在等效上保證該五個非熱流輸出面i 4均沒有熱 流散失。 本創作利用的原理是前面提到之導熱方程式 Q = K 氺 ΔΤ/ ΔΧ 、當兩點之間溫差ΔΤ為零，即兩點溫度相等時，流過之 熱流為0 ’表示無熱流流過。本創作中，如果保證非熱流 輸出面與對應之熱流補顿區2 〇靠近非熱流輸出面的區域之 溫度相等，即熱流發生區1〇與熱流補償區2〇在該分界面Η 附近之溫度相等，則該熱流發生區1〇與該熱流補償區2〇之 間無熱流流過，等效上，該熱流發生區丨〇產生之熱流Q將 全部從熱流輸出面1 2輸出。 熱流發生區1 0及熱流補償區2 〇在分界面丨6附近對應每 一非熱流輸出面埋設一對溫度感測器丨6a、〗6b。這樣，本 創作共設有五對溫度感測器16a、16b。每一對溫度感測器 1 6a、1 6b與一熱流補償電路相連，可檢測熱流發生區丨〇及 …、流補償區2 0在分界面1 6附近之溫度信號τ 、τ 。 請參閱第二圖，本創作熱流補償電要包二兩個溫 度檢測電路及一個溫度反饋補償電路。首先，該兩溫度檢 ?電路分別檢測對應之溫度信號了旧、了咖（實際上是電壓 L #u )，將該兩溫度信號7^63、TUb輸入該溫度反饋補償電 路中，該溫度反饋補償電路在比較該兩溫度信號後Τ1^、 ，當兩溫度信號Tiea、Tieb不相等時，輪出一控制信8號， 以改變熱流補償區20的熱電阻之驅動電流，從而調節該熱 流補償區20之發熱i，使熱流發生區1〇及熱流補償區⑼在

M249053 五、創作說明（5) 如别所述，當該兩温度相 對應、之非熱流輸出面沒有 分界面1 6附近之溫度達到平衡 等時，表示該兩區無熱流通過 熱流散失。 具 置，因 有熱散 自該熱 作 源。將 度梯度 ，本創 用於任 綜 利申請 热悉本 或變化

ΓΟ /ML 此可保 失。在 流輸出 為本創 待測樣 法，即 作並不 何需要 上所述 〇惟， 案技藝 ’皆應 感測器 證該熱 等效上 面1 2流 作的一 品貼附 很容易 局限於 提供一 ，本創 以上所 之人士 涵蓋於 1 6 a、1 流發生 ，該熱 出。 例應用 於熱流 地計算 測量材 預設的 作符合 述者僅 ，在爰 以下之 6 b與熱流補償電路也如前述設 區1 0在任何非熱流輸出面上沒 流發生區1 〇產生之熱流Q全部 ’係作為測量熱傳導係數之熱 輸出面1 2 ’根據前面提到之溫 出熱傳導係數。需要說明的是 料之熱傳導係數，本創作可應 已知大小的熱流的場合。 新型專利要件，爰依法提出專 為本創作之較佳實施例，舉凡 依本創作精神所作之等效修飾 申請專利範圍内。

M249053 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第- -圖係本 創 作 敎 N 流產生 裝置 之 剖 面 示意圖 〇 第二 二圖係本 創 作 熱 流產生 裝置 之 孰 流 補償電 路工作 程。 元件代表符號 簡 單 說 明】 熱流 發生區 10 熱 流 輸 出 面 12 力σ熱 器 14 、 、22 分 界 面 16 溫度 感測器 1 6a 16b 孰 Φ 流 補 償 區 20 Φ

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Claims (1)

1. M249053 六、申請專利範圍 1 · 一熱流產生裝置，包括： 熱流發生區，其内預埋一可通電產生預定的已知 熱流的加熱器，該熱流發生區設有埶户鈐 小的 ^ k | …、Μ輸出面及非埶 流輸出面； … 熱流補償區，係與該熱流發生區呈一體之姓 ， 〜、、、口稱，並覆苗 於該熱流發生區之非熱流輸出面，該埶、、ώ^ 次热机補償區之材 料的導熱性能低於該熱流發生區之材料的導熱性^ . 及 …、l 7 熱流補償電路，係用於控制該熱流補償區之發熱量， 該熱流發生區與熱流補償區在其分界面附近之溫产達至 平衡。 2·如申請專利範圍第〗項所述之熱流產生裝置，其中該熱 流發生區之加熱器係一熱電阻，該熱電阻受一定電流源 驅動。 3 ·如申睛專利範圍第1項所述之熱流產生裝置，其中該熱 流發生區及熱流補償區在其分界面附近埋設有溫度感測 器。 4·如申請專利範圍第1項所述之熱流產生裝置，其中該熱 流補償區埋設有熱電阻，該熱流補償電路藉由檢測該溫 度感測器之溫度信號，輸出控制信號調節該熱電阻之發 執量。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之熱流產生裝置，其中該熱 流發生區為六面體，其具有一熱流輸出面及五個非熱流 輸出面。