[发明专利]一种热管性能综合量测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及热管传热性能检测，尤其涉及一种可以准确快速地量测不同长度、弯曲角度和倾斜角度热管的启动时间、最大传热功率和等温性能的综合量测装置和方法。

背景技术

热管作为一种高效传热元件，以其高效、紧凑及灵巧可靠等特点，其自从六十年代问世以来，在传热技术领域里的影响越来越大，在航天器的温度控制、电器和电子设备及器件的冷却、等温炉、标准黑体、太阳能利用以及工业余热回收等方面都有广泛的应用。

为了保证热管运行时的可靠性及充分发挥其传热性能，使用前针对热管的性能参数进行测试就变得尤为重要。热管的性能参数包括热管两端温差、启动时间、最大传功率及热阻等。准确快速地量测热管的最大传热功率等各项参数并据此选择合适的热管，是保证热管和电子元件正常散热的前提条件之一。随着科学技术水平的不断提高，热管研究和应用的领域也将不断拓宽。而热管性能量测设备必须更加准确、快速、方便，且对不同类型的热管具有更高的兼容性。

国内外现有热管性能量测设备较多。如启动时间量测装置、等温性能量测装置、最大传热功率和热阻量测装置等；也有专门为弯曲热管设计的量测装置和量测热管在不同倾斜角下性能(重力影响下的性能)的装置。然而，目前仍缺乏综合性的测试平台尤其缺少模拟热管在失重或微重力工作状态(热管倾斜角度调节)下各项传热性能的量测设备。

因此，有必要提供一种可以准确快速地量测不同长度、弯曲角度和倾斜角度热管的启动时间、最大传热功率和等温性能的综合量测装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于在于克服现有技术的缺点，提供一种可以准确快速地量测不同长度、弯曲角度和倾斜角度热管的启动时间、最大传热功率和等温性能的综合量测装置。

本发明的另一目的在于提供一种可以准确快速地量测不同长度、弯曲角度和倾斜角度热管的启动时间、最大传热功率和等温性能的综合量测方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种热管性能综合量测装置，该装置包括测试平台、加热装置、冷却装置、恒温水槽 和测温仪；该测试平台包括旋转及滑动装置、工作平台和支架；加热装置和冷却装置安装于测试平台上；该恒温水槽通过水管与冷却装置相连；该测温仪通过热电偶测温端与加热装置和冷却装置连接。

所述加热装置包括夹体和驱动装置，该夹体包括有两加热块、两保温块、弹簧、压板和导向装置，该两加热块上具有加热单元并设置有第一通道，该通道用于夹持待测微热管一端；该驱动装置为步进电机和双向丝杆副。该侧保温块中设置有行程开关。

所述冷却装置进一步包括有夹体和驱动装置，该夹体设置有小冷凝块、大冷凝块和导向装置，该两冷凝块上设置有第二通道，该通道用于夹持待测微热管另一端。

所述恒温水槽设有一水泵，该水泵通过水管与大冷凝块相连，用于驱动冷却水流经冷凝块以冷却待测微热管。

所述旋转及滑动装置用于安装加热装置和冷却装置，可在工作平台上旋转及沿直线滑动，实现对不同弯曲角度和长度热管进行量测。

所述工作平台可沿竖直平面旋转，实现对不同倾斜角度情况下热管性能的量测。

一种热管性能综合量测方法，该方法为：使用加热单元加热加热块至60℃～100℃，并保持这一温度不变，再将待测热管一端装夹在冷凝块上，然后加热装置夹紧待测热管另一端，同时测温仪开始采集热管各点温度数据并开始计时，当冷却端温度达到加热端温度50％～90％时所经过的时间记作热管50％～90％启动时间，同时完成等温性能测试；调节加热单元功率，由测温仪的温度数据可判断出该热管的最大传热功率和热阻等性能指标；调节滑动旋转装置在工作平台上的位置可以量测不同长度的热管；调节滑动旋转装置的旋转角可以量测不同弯曲角度的热管；调节工作平台沿竖直平面的倾斜角可以量测热管在不同倾斜角度下的性能。

与现有技术方法相比较，本发明具有以下优点：

(1)本发明可以通过同一装置实现了多种传统设备的功能：能对各种弯曲角度热管进行量测；能对不同长度的热管进行量测；能对热管启动时间、等温性能、最大传热功率和热阻等多种性能进行量测。

(2)本发明对热管的量测快速且准确。

(3)本发明装置结构简单、操作方便。

附图说明

图1是本发明装置的总体结构示意图；

图2是加热装置结构示意图；

图3是冷却装置结构示意图；

图4是工作平台及滑动旋转装置结构示意图；

图5是支架结构示意图；

图6是加热装置、冷却装置和测试平台安装结构示意图；