一种均温板传热性能测试工装及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种均温板传热性能测试工装及测试方法，该测试工装包括测试夹具、上冷板、下冷板、风机组件、发热电阻、第一热电偶和第二热电偶，测试夹具包括第一夹具部件和第二夹具部件，被测均温板固定于第一夹具部件和第二夹具部件之间，上冷板和下冷板分别固定设置于第一夹具部件与第二夹具部件的顶部和底部，风机组件固定设置于上冷板，发热电阻安装于被测均温板的中心位置，第一热电偶固定于发热电阻的中心位置，第二热电偶固定于测试夹具的肋条中间位置。本申请通过设计一种适用于电子设备中增材制造的结构功能一体化均温板测试的装置，使得均温板能够在高功耗、高热流密度工况下工作，以达到在液冷、风冷条件下进行测试的目的。的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种均温板传热性能测试工装及测试方法


[0001]本专利技术涉及电子设备热管理
，尤其涉及到一种均温板传热性能测试工装及测试方法。

技术介绍

[0002]随着技术的快速发展，电子设备/电子模块/电子器件/电池等设备的热耗和热流密度逐步上升。为了有效地控制热源和热沉之间的传热温差，发展出了多种强化传热的材料或方法。这些材料或方法的核心目的是大幅提高传热结构的表征导热系数，以降低高热耗、高热流密度条件下的结构传热温差。
[0003]循环相变换热技术是一种液相工质在热端吸收热量蒸发成为气相工质，在冷端受冷释放热量凝结成为液态工质，液态工质最终通过毛细结构或者重力回流至热端，实现热端和冷端之间热量的快速扩散和传递。均温板利用低压相变换热技术，由密封壳体、附着在壳体上的毛细层以及工质组成。液态工质在发热部位受热汽化，气体迅速扩张到整个腔体，气体在冷却部位液化，液体再通过毛细吸液芯回到发热部位。如此循环，实现热量的传递。毛细吸液芯的结构是均温板的核心技术之一。吸液芯的结构形式通常有沟槽式、丝网式、粉末烧结式等，上述形式的共同特点是吸液芯结构设计受制于生产工艺，难以实现更加高的传热能力。使用增材制造工艺生产的吸液芯可以实现更高的传热能力，可以用于较普通均温板更高热耗和更大热流密度的电子设备/电子模块/电子器件/电池冷却系统中。
[0004]均温板的性能可以用表征导热系数来表示，该数值呈现出了均温板的实际热传导能力。均温板在完成生产之后，需要进行热测试以获取表征导热系数。对于普通均温板，一般采取在其中部加载热源、在均温板两端或背面加载冷源，并获取热源温升的方式进行检测。对于增材制造均温板，由于其传热能力更高，上述测试方法难以评判出均温板在高热耗工况下的优势，需要采用一种新的热性能测试装置，以对增材制造均温板的传热特性进行测试。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种均温板传热性能测试工装，旨在解决目前均温板传热性能测试方法对增材制造的均温板不适用的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种均温板传热性能测试工装，包括：
[0007]测试夹具，所述测试夹具包括相对设置的第一夹具部件和第二夹具部件，所述第一夹具部件和第二夹具部件外部设有楔形锁紧条，被测均温板固定于所述第一夹具部件和所述第二夹具部件之间；
[0008]上冷板和下冷板，所述上冷板和所述下冷板分别固定设置于所述第一夹具部件与所述第二夹具部件的顶部和底部；
[0009]风机组件，所述风机组件固定设置于所述上冷板；
[0010]发热电阻、第一热电偶和第二热电偶，所述发热电阻安装于被测均温板的中心位
置，所述第一热电偶固定于所述发热电阻的中心位置，所述第二热电偶固定于所述测试夹具的肋条中间位置。
[0011]可选的，所述上冷板和所述下冷板分别设有冷却液流道和风道。
[0012]可选的，所述风机组件包括风机罩和设置于所述风机罩的风机。
[0013]可选的，所述上冷板与所述下冷板螺装于所述测试夹具。
[0014]可选的，所述风机组件螺装于所述上冷板。
[0015]可选的，所述工装还包括热源压块，所述热源压块与被测均温板螺纹连接，对所述发热电阻进行固定。
[0016]此外，为了实现上述目的，本申请还提供一种均温板传热性能测试方法，用于如上所述的均温板传热性能测试工装，所述方法包括：
[0017]S1：使用楔形锁紧条，将装好发热电阻和第一热电偶的被测均温板安装在测试夹具中，并将第二热电偶固定在测试夹具肋条中间位置；
[0018]S2：打开液冷系统，向测试夹具供液；
[0019]S3：将发热电阻接通直流电源，加热发热电阻并等待两处热电偶探测的温度数据稳定，记录数据；
[0020]S4：计算第一热电偶和第二热电偶的温差，通过温差来计算被测结构功能一体化均温板的表征导热系数λ
c
；其中，λ
c
＝q"
·
l
w
/ΔT，其中，q"是发热电阻的热流密度，l
w
是两处热电偶安装位置间的距离，ΔT是两处热电偶的温差。
[0021]本专利技术相比于现有点阵结构具有如下有益效果：
[0022]1)提高了测试效率
[0023]在传统的测试方法中，每次进行测试之前，需要将液冷管压装在被测均温板两侧。在本专利技术的方法中，每次测试只需要将被测均温板使用楔形锁紧条安装在测试夹具的肋条上，简单方便，测试效率高。
[0024]2)贴近了应用场景
[0025]在传统的测试方法中，液冷管与被测均温板直接接触，热通路极好，但与实际应用场景有一定差距。均温板在实际应用时，其冷端一般情况下并未直接与液冷管接触，而是通过锁紧条等传热路径传导到液冷管等热沉，因此均温板的冷端与最终热沉之间存在着传导热阻。在此情况下，如果使用传统测试方法将均温板与冷端直接相接触，会在测试过程中回避传导热阻的问题，导致测试效果与实际效果存在一定差距。在本专利技术的方法中，被测均温板通过楔形锁紧条的传热路径与测试夹具肋条相接触，再通过肋条传热至液冷管，完全模拟了实际应用的场景，其传导热阻与实际情况极为接近，可以在测试过程中更好地体现出被测均温板真实的传热特性。
[0026]3)丰富了热沉类型
[0027]在传统的测试方法中，通常只能使用液冷管作为被测均温板的热沉。在本专利技术的方法中，可以使用风机强迫空气作为热沉。在部分应用场景中，均热板不具备液冷资源，只能使用强迫空气作为热沉。此时，热源的传热路径为：热源
‑
均热板接触热源的面
‑
均热板接触冷却空气的面
‑
强迫空气，该路径与液冷条件有所区别：液冷条件下，均热板的传热性能主要体现在热源与测试夹具肋条的温差上；风冷条件下，均热板的传热性能主要体现在热源与均热板风冷散热面的温差上。因此，本专利技术的方法丰富了热沉的类型，从而可以更加全
面地测试出均温板的传热特性。
[0028]4)提高了测试的最大热耗和最大热流密度
[0029]在传统的测试方法中，由于需要使用相对简单的方式将液冷管压装在被测均温板上，一般使用较小通径的软管进行测试，因此供液流量较小，无法满足高热耗工况下的测试需求。在本专利技术的方法中，由于将金属液冷板与测试夹具进行了一体化设计，无需对冷却部分进行装夹，因此可以设计出适用于较高流量的低流阻液冷板，提高了被测均温板上热源的最大热耗和最大热流密度，从而更加适用于增材制造均温板的传热特性测试。
[0030]5)提高了测试系统的可靠性
[0031]在本专利技术的方法中，冷却部分已经预置于测试夹具中，测试系统简易性提高，在测试过程中无需对冷却系统的零部件进行操作，可靠性得以上升。
附图说明
[0032]图1是本专利技术均温板传热性能测试工装的整体示意图。
[0033]图2是上冷板的剖面示意图。
[0034]图3是被测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种均温板传热性能测试工装，其特征在于，包括：测试夹具，所述测试夹具包括相对设置的第一夹具部件和第二夹具部件，所述第一夹具部件和第二夹具部件外部设有楔形锁紧条，被测均温板(4)固定于所述第一夹具部件和所述第二夹具部件之间；上冷板(2)和下冷板(3)，所述上冷板(2)和所述下冷板(3)分别固定设置于所述第一夹具部件与所述第二夹具部件的顶部和底部；风机组件，所述风机组件固定设置于所述上冷板(2)；发热电阻(8)、第一热电偶(10)和第二热电偶(11)，所述发热电阻安装于被测均温板(4)的中心位置，所述第一热电偶(10)固定于所述发热电阻(8)的中心位置，所述第二热电偶(11)固定于所述测试夹具的肋条中间位置。2.如权利要求1所述的均温板传热性能测试工装，其特征在于，所述上冷板(2)和所述下冷板(3)分别设有冷却液流道(6)和风道(7)。3.如权利要求1所述的均温板传热性能测试工装，其特征在于，所述风机组件包括风机罩(1)和设置于所述风机罩(1)的风机(5)。4.如权利要求1所述的均温板传热性能测试工装，其特征在于，所述上冷板(2)与所述下冷板(3)螺装于所述测试夹具。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁夏，熊长武，李俞先，陈明明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：