【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热管功率测试和激光应用的设备自动化控制领域，具体涉及一种应用激光热源的热管传热性能测试方法及控制系统。
技术介绍
1、热管是一款导热性能优异的两相换热元件，其导热系数可达1×104w/(m·k)以上。凭借其突出的换热性能、多元的结构、轻薄的设计和无需额外能源驱动等优势，热管及其组合件已成为当今以笔记本电脑为代表的3c产品首选的散热器件。随着计算机芯片技术的进步，芯片向着高算力、高集成化的方向发展，导致芯片的热流密度越来越大，这对热管的散热性能提出了更高的要求。为把控热管产品的出厂性能，热管出厂前均需要进行传热性能测试。常见的热管传热性能测试的热源是内嵌电加热棒的铜块，这种方式所提供的温升速率低，热管到达热稳定状态时间长，热响应速度慢，无法准确模拟热管的真实工况，从而无法获得热管性能准确的评估结果。
2、本专利技术克服上述热管传热性能测试过程中的传统内嵌电加热棒的铜块接触式加热的缺点，提供了一种应用激光热源的热管传热性能测试方法。将激光器发出并经过处理后的激光照射在受热体表面的待加热区域，激光辐照受热体从而对热管直接或间接产生的温升速率更快，能使热管在更短的时间内达到热稳定状态，从而提高检测效率。激光加热热管的加热方式能更加真实地模拟芯片的功率阶跃情况，从而模拟芯片工作过程中对热管的实际热作用，满足现有针对高热流密度芯片的换热器研发过程中试验验证的需要，该方法切实有效，经济性较好。此外，激光设备手动操作复杂，各模块互通性差，自动化程度低，维护成本高，对操作员专业知识要求高，针对此类问题，还提出了一种应用激
技术实现思路
1、本专利技术所为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，目的在于提供了一种应用激光热源的热管传热性能测试方法及控制系统。
2、为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，所述方法包括：
4、s1：装夹待测热管：使用专用工装夹具，夹紧并定位待测热管；
5、s2：布置测温点并启动温度数据采集：使用热电偶作为温度传感器安装于热管管壁，用以采集热管的温度数据；
6、s3：激光光束定位：依据设定的空间位置信息，移动装载有激光输出头的三轴直线模组，直至激光输出头输出的激光光束能够聚焦于受热面并能够准确照射待加热区域；
7、s4：激光器出光并加热热管：在相关加热参数设置完成之后，启动定时，激光器使能出光，输出设定功率大小的激光，定时结束后激光器禁能出光，停止输出激光；整个过程中温度采集模块工作，动态采集并实时输出温度数据；
8、s5：处理测试数据并生成报告：系统依据所采集的测试温度数据判定热管的传热性能合格与否，并自动生成测试报告；
9、s6：卸载已测试热管。
10、进一步，所述步骤s3激光光束定位，具体包括：
11、s31：输入工装夹具与激光输出头的相对位置信息；
12、s32：开启红光指示；
13、s33：移动z轴直线模组；
14、s34：判断光束焦平面与受热平面距离是否小于0.2mm，若是，则执行步骤s35，若否，则返回步骤s33；
15、s35：移动x，y轴直线模组；
16、s36：判断聚焦的光斑区域与待加热区域边距是否小于0.1mm，若是，则执行步骤s37，若否，则返回步骤s35；
17、s37：关闭红光指示；
18、其中，步骤s32中，开启红光指示的作用是，激光器输出人眼可见的低功率红色激光，便于人工观察输出的激光光束位置并判断激光光束的照射范围；
19、步骤s33中，确定z轴方向为受热平面的法线方向，输出的激光光束中心轴线与z轴平行，激光光束沿着z轴负方向垂直照射受热面；
20、步骤s34中，若光束焦平面与受热平面距离小于0.2mm，则确定激光光束准确聚焦于受热面，此时可以进行下一步操作；若光斑焦平面与受热平面距离大于0.2mm，则确定激光光束未准确聚焦于受热面，此时需要继续进行步骤s33直至步骤s34的判定为是为止；
21、步骤s35中，确定x轴方向为热管径向，y轴方向为热管的轴线方向，x、y、z三轴组成笛卡尔坐标系，xoy平面与受热平面重合；
22、步骤s36中，若聚焦的光斑区域与待加热区域边距小于0.1mm，则确定激光光束准确照射在热管的待加热位置，此时可进行下一步操作；若聚焦的光斑区域与待加热区域边距大于0.1mm，则确定激光光束未准确照射在热管的待加热位置，此时需要继续进行步骤s35直至步骤s36的判定为是为止。
23、进一步，述步骤s3激光光束定位中所述受热面指热管表面或热沉表面；
24、若待测热管为压扁型热管(2-1)且受热面为压扁型热管表面时，激光光束直接照射压扁型热管表面，通过辐射传热的方式直接加热压扁型热管(2-1)；
25、若待测热管为压扁型热管(2-1)且受热面为压扁型热管热沉(3-1)的表面时，压扁型热管热沉(3-1)与压扁型热管(2-1)紧密贴合，激光光束照射压扁型热管热沉(3-1)，通过辐射传热的方式加热压扁型热管热沉(3-1)，压扁型热管热沉(3-1)升温后通过热传导的方式间接加热压扁型热管(2-1)；
26、若待测热管为圆管(4-1)，则设计圆管热沉(4-2)并与圆管(4-1)紧密贴合，此时受热面为圆管热沉(4-2)，激光光束照射圆管热沉(4-2)，通过辐射传热的方式加热圆管热沉(4-2)，圆管热沉(4-2)升温后通过热传导的方式间接加热圆管(4-1)；
27、所述受热平面指受热面的表平面；待加热区域指受热面上所需加热的范围区域。
28、进一步，所述步骤s4激光器出光并加热热管，具体步骤包括：
29、s41：输入加热功率、加热时间；
30、s42：定时开始，激光器使能出光；
31、s43：输出实时温度测试数据；
32、s44：定时结束，激光器禁能出光；
33、其中，步骤s41中，在系统中设定加热功率、加热时间加热信息后，系统将设定的设置信息转换为相关电信号，以配置激光器的相关功能；
34、步骤s42中，向激光器输入使能信号，并使用程序定时。
35、进一步，所述步骤s5处理测试数据并生成报告，具体流程为：
36、若热管蒸发、冷凝两端温差δt小于3℃，说明待测热管符合性能测试要求，生成热管传热性能测试合格报告；若蒸发、冷凝两端温差δt大于3℃，热管不符合性能测试要求，生成热管传热性能测试不合格报告。
37、一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，所述系统用于执行上述任一所述的方法，所述系统包括：
38、上位机：用于与用户交互，处理用户下达的控制指令后下发给下属模块，接收各模块反馈的运行数据；
39、运动控制器模块：用于接收上位机发出的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求书1所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤S3激光光束定位，具体包括：
3.根据权利要求书2所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤S3激光光束定位中所述受热面指热管表面或热沉表面；
4.根据权利要求书1所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤S4激光器出光并加热热管，具体步骤包括：
5.根据权利要求书1所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤S5处理测试数据并生成报告，具体流程为：
6.一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所述系统用于执行权利要求1-5中任一所述的方法，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所述上位机预设有人机交互软件，能够实现激光器出光控制、三轴直线模组运动控制、气动执行器件运动控制、温度测量、冷却系统控制和热管合格性判断
8.根据权利要求6所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所述运动控制器模块包括运动控制器即主站和IO拓展模块即从站两部分，主站与从站之间通过CAN总线连接，实现数据交换和信息流通；
9.根据权利要求6所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所述激光模块包括激光器和激光输出头；
10.根据权利要求9所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所述激光器产生激光，产生的激光传输至激光输出头，处理为输出的激光光束并垂直照射在受热面，通过辐射传热直接或通过热传导传热间接加热热管，受热体接收的热功率为Qi,t；其中输出的激光光束功率大小计算如式(1)所示：
...【技术特征摘要】
1.一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求书1所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤s3激光光束定位，具体包括：
3.根据权利要求书2所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤s3激光光束定位中所述受热面指热管表面或热沉表面；
4.根据权利要求书1所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤s4激光器出光并加热热管，具体步骤包括：
5.根据权利要求书1所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试方法，其特征在于，所述步骤s5处理测试数据并生成报告，具体流程为：
6.一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所述系统用于执行权利要求1-5中任一所述的方法，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种应用激光热源的热管传热性能测试控制系统，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，刘苑喆，杨帆，李彦暤，王洋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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