[发明专利]热管性能检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是指一种热管性能检测装置。

背景技术

热管的基本构造是在密闭管材内壁衬以易吸收作动流体的多孔质毛细结构层，而其中央的空间则为空洞状态，并在抽真空的密闭管材内注入相当于毛细结构层细孔总容积的作动流体，依吸收与散出热量的相关位置可分为蒸发段、冷凝段以及其间的绝热段。

热管的工作原理是当蒸发段吸收热量使蕴含于毛细结构层中的液相作动流体蒸发，并使蒸汽压升高，而迅速将产生的高热焓蒸汽流沿中央的通道移往压力低的冷凝段散出热量，凝结液则借毛细结构层的毛细力再度返回蒸发段吸收热量，如此周而复始地通过作动流体相变化过程中吸收与散出大量潜热的循环，进行连续性的快速热传输，且由于作动流体在上述过程中的液相与汽相共存，以致热管可在温度几乎保持不变的状况下扮演快速传输热量的超导体角色而广为各种领域所应用。

由于热管的性能测试主要着重在最大热传量(Qmax)以及由蒸发段至冷凝段的温度差(ΔT)两项参数，因此在一给定的热量传输状况下可以通过该温度差而获知其热阻值，进而评估热管的性能；当给定的热量超过热管的最大热传量时，由于原正常的热传机制遭到破坏而使热阻值骤增，以致蒸发段的温度也随之骤升。

现有技术中的一种热管性能检测方法称为水浴法，是将热管蒸发段插入被加热的衡温液体中，待热管温度稳定后，通过温度传感器例如热电偶、电阻温度传感器(RTD)等量测衡温液体与热管冷凝端之间的温度差以评估热管的性能；然而，上述现有技术无法有效量测出热管的最大热传量及热阻，只能据以粗略地快速同步检验一批热管局限在既定的水浴条件下的热反应时间(thermal response)，或在这些热管中初步筛选出是否有某些热管因温差过大显示过差的传热功能，却无法据以判定其中任何一支热管的传热功能到底 有多好或多差，因此上述水浴法难以准确反映出热管的移热能力；事实上，不论量产热管的良率好坏，通常上述现有技术仅用于量产全检测前的筛除过程(screening process)，期能从庞大数量需全检测的热管中，先以快速的水浴法将俗称的死管或呆管(例如：因注液不正常、封口受损、真空度不正常、毛细结构氧化等原因，造成热管明显无法正常运作者)先行筛除，以利缩减随后需针对通过水浴法的热管再进行耗时且费工的热传性能全检测数量，达到降低检测成本的目的。

现有技术中的另一种如图1所示的热管性能检测装置，是以电热丝1为热源缠绕在热管2的蒸发段2a表面，同时以冷却水套3为热沉套设于冷凝段2b表面，通过调制加诸于电热丝1的电压及电流可以提供热管2一额定的加热功率，并同时通过调制冷却水套3的流量及入口水温来移除该加热功率，且借以控制热管2在绝热段2c的稳定操作温度，而热管2的最大热传量以及由蒸发段2a至冷凝段2b的平均温差则可由设于热管2表面的各温度传感器4得知。

然而，上述图1及其它现有热管性能检测装置普遍存在以下诸多缺点，均不利于精确评估热管的性能；包括：

(1)要达到热管和热源及热沉的密合热接触并同时准确量测到热管蒸发段及冷凝段的壁温，目前的检测装置难以兼顾；

(2)量产使用多台检测装置时上述要求更不易有效控制；

(3)快速全检时蒸发段及冷凝段的有效长度不易准确控制是造成评估热管性能变异的另一重要因素；

(4)热量的散失及温度的量测均易受到外在环境的影响而产生变异；

(5)安装与拆卸十分繁琐费工，使习知热管性能检测装置仅适用于实验室规模的小量热管测试，完全无法因应量产制程所需的检测要求；

(6)缺乏因应不同形式热管的热传性能检测的弹性，以致大幅增加量产检测的装置与人力成本，甚至延迟交货期。