專利名稱：熱管傳熱效能檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法及裝置，尤其是涉及一種熱管傳熱效能檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
熱管作為一種傳熱裝置，其是在導(dǎo)熱性能良好的金屬殼體內(nèi)裝入適量工作流體并低壓密封，利用工作流體在殼體內(nèi)作氣液兩相間轉(zhuǎn)化時(shí)而吸收或放出大量熱的原理進(jìn)行工作。工作流體通常選用汽化熱高、流動(dòng)性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、沸點(diǎn)較低的液態(tài)物質(zhì)，如水、酒精等。當(dāng)熱管一端與熱源接觸吸收熱量時(shí)，其內(nèi)的工作流體受熱蒸發(fā)并吸收大量的汽化熱，形成的氣體快速擴(kuò)散至熱管的另一端進(jìn)行冷卻而放出熱量，冷卻后再次形成液體并沿殼體內(nèi)壁回流，如此反復(fù)循環(huán)即可將熱源產(chǎn)生的熱量從熱管一端傳遞至另一端而散發(fā)出去。為加速冷卻后液體的回流速度，通常在殼體內(nèi)壁上還設(shè)置有溝槽或絲網(wǎng)等毛細(xì)結(jié)構(gòu)，在毛細(xì)結(jié)構(gòu)的毛細(xì)吸附力作用下，大大加速冷卻液體的回流速度。由于熱管具有工作流體循環(huán)速度快，傳熱效率高等特點(diǎn)，因此其在發(fā)熱量越來越大的電子散熱領(lǐng)域得到廣泛而大量的應(yīng)用。
為了確保熱管運(yùn)用時(shí)能正常工作及充分發(fā)揮其傳熱性能，使用前針對(duì)熱管的傳熱效能進(jìn)行測(cè)試就變得非常重要。
一般，快速檢驗(yàn)熱管效能的方法是直接將熱管的一端(蒸發(fā)端)放到熱水中，經(jīng)過一定時(shí)間后，取出所述熱管，以手感應(yīng)所述熱管的另一端(冷凝端)的溫度是否與蒸發(fā)端的溫度相接近。若手感所述兩溫度接近，則說明所述熱管傳熱效能佳，反之，則說明所述熱管傳熱效能差。但是，所述方法由于是以人手作為感溫工具，以各人的比較后感覺直接作為熱管傳熱效能好壞的判斷依據(jù)，存在較大誤差。
目前，較為常用的一種測(cè)量熱管傳熱效能的方法是通過測(cè)量熱管的最大傳熱量來表征。所述方法使用類似電子元件發(fā)熱的加熱裝置和用于冷凝熱管的冷卻裝置，其中加熱裝置設(shè)在熱管一端對(duì)熱管進(jìn)行加熱，而冷卻裝置設(shè)在熱管另一端對(duì)熱管進(jìn)行冷卻，從而使熱管處在正常的運(yùn)行狀態(tài)，然后通過提高加熱裝置的加熱量至熱管內(nèi)的工作流體全部蒸發(fā)，此時(shí)加熱裝置的加熱量即為熱管的最大熱傳量。
具體的，使用上述方法對(duì)熱管的最大熱傳量參數(shù)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將熱管的一端插入加熱塊的插孔中，冷卻裝置設(shè)置于熱管的另一端，此時(shí)插孔中的熱管與加熱源相隔一定距離，便于加熱源對(duì)熱管進(jìn)行均勻加熱，加熱過程中逐步加大加熱源的加熱量，每次增大加熱量之后應(yīng)保持一段時(shí)間至管內(nèi)達(dá)到熱平衡后再進(jìn)行下一次的增大加熱量的操作(以下相同)，直至熱管中部的熱電偶測(cè)試的溫度值(假設(shè)為T1)達(dá)到熱管內(nèi)工作流體的汽化溫度(假設(shè)為T0)，此時(shí)啟動(dòng)冷卻裝置開始工作；接著繼續(xù)逐漸加大加熱源的加熱量，并通過控制流過冷卻裝置的水流量固定T1的數(shù)值為T0，并隨時(shí)注意T1的數(shù)值是否出現(xiàn)明顯跳動(dòng)的情形，當(dāng)T1的數(shù)值出現(xiàn)突升點(diǎn)時(shí)，則證實(shí)熱管內(nèi)的工作流體全部蒸發(fā)，所述溫度突升點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的加熱源的加熱量即可認(rèn)為是熱管的最大熱傳量。
但是，所述方法雖然能夠較為準(zhǔn)確測(cè)知可表征熱管傳熱效能的最大傳熱量，但設(shè)備成本高，操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)。
因此，提供一種成本低、操作簡(jiǎn)單的快速熱管效能的檢測(cè)方法及裝置實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實(shí)施例說明一種熱管傳熱效能的檢測(cè)裝置以及檢測(cè)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種熱管傳熱效能的檢測(cè)裝置，其包括一用于加熱一待測(cè)熱管的加熱器，兩分別用于感測(cè)所述待測(cè)熱管兩端溫度的感測(cè)部件，每個(gè)感測(cè)部件均包括至少一感溫件，每個(gè)感溫件分別包括一溫變材料。
以及，提供一種熱管傳熱效能檢測(cè)方法，其包括下述步驟將兩感測(cè)部件分別配置在一待測(cè)熱管的兩端，每個(gè)感測(cè)部件含有至少一感溫件，每個(gè)感溫件分別包括一溫變材料，用加熱器將待測(cè)熱管一端加熱，記錄所述感測(cè)部件的變色結(jié)果和變色時(shí)間，獲得對(duì)應(yīng)的溫度，計(jì)算獲得所述待測(cè)熱管的傳熱效能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本技術(shù)方案所提供的熱管傳熱效能的檢測(cè)裝置主要由兩具有溫變材料的感溫部件和一加熱器組成，省略現(xiàn)有技術(shù)中的熱管效能檢測(cè)裝置的冷卻設(shè)備，從而使得本技術(shù)方案之檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。另外，使用上述熱管傳熱效能的檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，是通過對(duì)比置于待測(cè)熱管兩端的感溫件的感溫變色結(jié)果和變色時(shí)間，計(jì)算獲得所述待測(cè)熱管的傳熱效能，無須現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量待測(cè)熱管最大熱傳量的操作，因而本技術(shù)方案之檢測(cè)方法步驟簡(jiǎn)單，易于操作。

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式熱管傳熱效能檢測(cè)裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施方式中熱管傳熱效能檢測(cè)方法的流程圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置的使用示意圖。
具體實(shí)施方式下面，結(jié)合附圖來說明本技術(shù)方案所提供的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置。
請(qǐng)參閱圖1和圖3，本發(fā)明的第一實(shí)施方式的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置1包括一用于加熱待測(cè)熱管2的加熱器3，用于感測(cè)所述待測(cè)熱管2一端溫度的第一感測(cè)部件11，用于感測(cè)所述待測(cè)熱管2另一端溫度的第二感測(cè)部件12。其中，第一感測(cè)部件11與第二感測(cè)部件12的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)均相同，分別包括第一感溫件111a、121a，第二感溫件111b、121b，第三感溫件111c、121c，且第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12的各感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c分別沿垂直于待測(cè)熱管2軸線方向排布。
所述加熱器3選用可溫控的加熱塊加熱裝置或水浴加熱裝置等其它溫度可控的加熱裝置。本實(shí)施方式中選用加熱塊加熱裝置。
感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c均包括一溫變材料(圖未示)，所述溫變材料是利用溫度的差異控制顏色改變的材料。所述溫變材料根據(jù)溫度不同大體分為低溫變色(10℃左右)、手感變色(30℃左右)、高溫變色(40℃、50℃、60℃、70℃、80℃)等材料；又可分為有色到無色、無色到有色系列，品種有消(發(fā))色紅、桃紅、金紅、玫紅、黃、金黃、藍(lán)、黑、灰、寶石藍(lán)、墨綠、草綠、孔雀綠等。本實(shí)施方式中，對(duì)位于第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12的感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c，分別設(shè)定其感溫件111a、121a在溫度達(dá)到75℃時(shí)有無色轉(zhuǎn)為綠色、感溫件111b、121b在溫部達(dá)到70℃時(shí)由無色轉(zhuǎn)為黃色、感溫件111c、121c在溫部達(dá)到65℃時(shí)由無色轉(zhuǎn)為藍(lán)色。
另外，對(duì)應(yīng)不同形態(tài)的溫變材料，感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c與待測(cè)熱管2的結(jié)合方式也不同。如所述溫變材料為粉末狀溫變材料時(shí)，則使用粘貼劑將帶有粉末狀溫變材料的感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c分別順序粘貼至熱管2的蒸發(fā)端21和冷凝端22；當(dāng)所述溫變材料選用油墨狀溫變材料時(shí)，則先通過膠印或柔印等方法將油墨狀溫變材料直接涂覆在一薄膜上，再用粘貼劑將帶有所述薄膜的感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c順序粘貼在熱管2的蒸發(fā)端21和冷凝端22；另外，當(dāng)所述溫變材料選用油墨狀溫變材料時(shí)，使用膠印或柔印等方法，直接將帶有油墨狀溫變材料的感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c順序涂覆在熱管2的蒸發(fā)端21和冷凝端22。本實(shí)施方式中選用油墨狀溫變材料，則先用膠印或柔印等方法將油墨狀溫變材料直接涂覆在一薄膜上，再用粘貼劑將帶有所述薄膜的感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c順序粘貼在熱管2的蒸發(fā)端21和冷凝端22。
優(yōu)選的，所述熱管傳熱效能檢測(cè)裝置1還包括用于分別與第一感測(cè)部件11、第二感測(cè)部件12感溫變色后對(duì)照比較的對(duì)照件13，對(duì)照件13包括多個(gè)區(qū)段131，各區(qū)段131分別標(biāo)有對(duì)應(yīng)的所述溫變材料在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)所顯示的顏色和預(yù)定溫度?？蛇x的，也可直接將溫度-顏色曲線圖作為對(duì)照件13使用。本實(shí)施方式中，按照從低溫到高溫的順序，分別設(shè)定對(duì)照件13的各區(qū)段131標(biāo)示為溫度40℃的區(qū)段131為消(發(fā))色紅、溫度45℃的區(qū)段131為桃紅、溫度50℃的區(qū)段131為金紅、溫度55℃的區(qū)段131為玫紅、溫度60℃的區(qū)段131為黑色、溫度65℃的區(qū)段131為藍(lán)色、溫度70℃的區(qū)段131為黃色、溫度75℃的區(qū)段131為綠色、溫度80℃的區(qū)段131為灰色。
請(qǐng)同時(shí)參見圖2和圖3，將第一實(shí)施方式中熱管傳熱效能檢測(cè)裝置1應(yīng)用于熱管傳熱效能檢測(cè)的具體方法如下。
步驟100，將第一感測(cè)部件11配置在一待測(cè)熱管2的一端，即蒸發(fā)端21，將第二感測(cè)部件12配置在該待測(cè)熱管2的另一端，即冷凝端22。第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12分別包含感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c。感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c分別包括溫變材料。由于本實(shí)施方式中選用油墨狀溫變材料，使用膠印或柔印等方法，將油墨狀溫變材料直接涂覆在一薄膜上而形成感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c，再用粘貼劑將所述感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c分別沿垂直于待測(cè)熱管2軸線方向順序粘貼在待測(cè)熱管2的蒸發(fā)端21和冷凝端22。
熱管2包括外表面形成有螺紋的管殼，形成在管殼內(nèi)的毛細(xì)吸液芯，以及浸潤(rùn)毛細(xì)吸液芯且密封在管殼內(nèi)的適量工作流體。熱管外形可以為直管、不同形狀的彎管及平板形。
步驟200，用加熱器3將待測(cè)熱管2蒸發(fā)端21加熱。
步驟300，記錄第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12的感溫件111a、111b、111c和121a、121b、121c的變色結(jié)果和變色時(shí)間，獲得相對(duì)應(yīng)的溫度，計(jì)算獲得待測(cè)熱管2的傳熱效能。記錄第一感測(cè)部件11的溫變材料的變色結(jié)果，得到對(duì)應(yīng)的溫度，并記下第二感測(cè)部件12的變色結(jié)果，得到變色時(shí)間和變色所對(duì)應(yīng)的溫度，以傳熱量除以變色時(shí)間即為熱管傳熱效率。性能優(yōu)良的熱管，會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)使第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12的顏色相一致，傳熱效能差的熱管，會(huì)用較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到上述效果，甚至無法使第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12的顏色相一致。從而，通過比較分析第一感測(cè)部件11和第二感測(cè)部件12的變色結(jié)果和變色時(shí)間，判斷出待測(cè)熱管2傳熱效能的優(yōu)劣。
具體地，設(shè)定加熱器3加熱溫度為70℃時(shí)，可以觀察到位于待測(cè)熱管2的蒸發(fā)端21的第一感測(cè)部件11中的感溫件111b呈現(xiàn)黃色，而所述第一感測(cè)部件11中的感溫件111a不變色，感溫件111c變?yōu)樗{(lán)色。同時(shí)，觀察位于待測(cè)熱管2的冷凝端22的第二感測(cè)部件12中的感溫件121的變色時(shí)間和變色結(jié)果，若第二感測(cè)部件12中的感溫件121b快速變?yōu)辄S色，并伴隨感溫件121c變?yōu)樗{(lán)色，則所述熱管傳熱效能優(yōu)良，若僅僅使感溫件121c變?yōu)樗{(lán)色，則所述熱管傳熱效能較差。
另外，在進(jìn)行步驟200之前，可通過下述方法檢驗(yàn)位于待測(cè)熱管2蒸發(fā)端21(冷凝端22)的感測(cè)部件11(12)的工作效能。
用加熱器3加熱設(shè)有第一感測(cè)部件11的待測(cè)熱管2的蒸發(fā)端21，加熱器3可通過計(jì)算機(jī)控制使加熱溫度達(dá)到預(yù)定溫度T0，待第一感測(cè)部件11中的溫變材料變色后，將此時(shí)第一感測(cè)部件11中的溫變材料的顏色與對(duì)照件13中的各區(qū)段131的顏色相對(duì)比，顏色相一致的區(qū)段131所對(duì)應(yīng)的溫度即為感溫件11所感測(cè)到的溫度T1。若T0＝T1，則說明感溫件11工作有效，可繼續(xù)下面步驟200；反之，若T0≠T1，則說明感溫件11工作失效，需重新進(jìn)行步驟100。
類似的，也可用上述方法檢驗(yàn)第二感測(cè)部件12的工作效能。
本發(fā)明所提供的第二實(shí)施方式的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置與上述第一實(shí)施方式的區(qū)別在于熱管傳熱效能檢測(cè)裝置包括用于加熱待測(cè)熱管的加熱器，用于感測(cè)所述待測(cè)熱管一端溫度的第一感測(cè)部件，用于感測(cè)所述待測(cè)熱管另一端溫度的第二感測(cè)部件。其中，第一感測(cè)部件包括一感溫件；第二感測(cè)部件包括一感溫件。所述第一感測(cè)部件的感溫件包括在預(yù)定溫度變色的溫變材料，第二感測(cè)部件的感溫件包括等于或小于所述預(yù)定溫度時(shí)變色的溫變材料。
將上述熱管傳熱效能檢測(cè)裝置應(yīng)用于熱管傳熱效能檢測(cè)的具體方法與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于設(shè)定加熱器加熱溫度為預(yù)定溫度時(shí)，可以觀察到位于待測(cè)熱管的第一感測(cè)部件的感溫件變色，得到對(duì)定的溫度，并記下第二感測(cè)部件中的感溫件的變色結(jié)果，得到變色時(shí)間和變色所對(duì)應(yīng)的溫度，以傳熱量除以變色時(shí)間即為熱管傳熱效率。
權(quán)利要求
1.一種熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其包括一用于加熱一待測(cè)熱管的加熱器，其特征在于，所述熱管傳熱效能檢測(cè)裝置還包括兩分別用于感測(cè)所述待測(cè)熱管兩端溫度的感測(cè)部件，每個(gè)感測(cè)部件包括至少一感溫件，每個(gè)感溫件分別包括一溫變材料。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述加熱器選用可控溫加熱塊或可控溫水浴加熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于與所述感測(cè)部件感溫變色后對(duì)照比較的對(duì)照件。
4.如權(quán)利要求3所述的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述對(duì)照件分別包括多個(gè)區(qū)段，各區(qū)段分別標(biāo)有對(duì)應(yīng)所述溫變材料在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)所顯示的顏色和預(yù)定溫度。
5.如權(quán)利要求3所述的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述對(duì)照件為一溫度-顏色曲線圖。
6.如權(quán)利要求1所述的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述溫變材料包括有色到無色、無色到有色系列。
7.如權(quán)利要求6所述的熱管傳熱效能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述溫變材料顏色包括消色紅、桃紅、金紅、玫紅、黃、金黃、藍(lán)、黑、灰、寶石藍(lán)、墨綠、草綠或孔雀綠。
8.一種熱管傳熱效能檢測(cè)方法，其包括下述步驟將兩感測(cè)部件分別配置在一待測(cè)熱管的兩端，所述感測(cè)部件至少含有一感溫件，每個(gè)感溫件分別包括一溫變材料。用加熱器將所述待測(cè)熱管一端加熱，記錄所述感測(cè)部件的變色結(jié)果和變色時(shí)間，獲得相對(duì)應(yīng)的溫度，計(jì)算獲得所述待測(cè)熱管的傳熱效能。
9.如權(quán)利要求8所述的熱管傳熱效能檢測(cè)方法，其特征在于，在加熱所述待測(cè)熱管前，檢驗(yàn)感測(cè)部件的工作性能。
10.如權(quán)利要求9所述的熱管傳熱效能檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢驗(yàn)感測(cè)部件的工作性能的步驟，具體包括下述步驟提供一用于與所述感測(cè)部件感溫變色后對(duì)照比較的對(duì)照件，用加熱器將待測(cè)熱管加熱至一預(yù)定溫度，對(duì)比置于加熱器端的感測(cè)部件的顏色與對(duì)照件上所述預(yù)定溫度對(duì)應(yīng)顏色是否一致，若一致，則所述待測(cè)熱管性能優(yōu)良，若不一致，重新進(jìn)行將所述具有溫變材料的感測(cè)部件配置在一待測(cè)熱管的一端的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的熱管傳熱效能檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)照件包括多個(gè)區(qū)段，各區(qū)段分別標(biāo)有對(duì)應(yīng)所述溫變材料在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)所顯示的顏色和預(yù)定溫度。
12.如權(quán)利要求10所述的熱管傳熱效能檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)照件為一溫度-顏色曲線圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱管傳熱效能的檢測(cè)裝置，其包括一用于加熱待測(cè)熱管的加熱器，兩分別用于感測(cè)所述待測(cè)熱管兩端溫度的感測(cè)部件，每個(gè)感測(cè)部件包括至少一感溫件，每個(gè)感溫件分別包括一溫變材料。另外，本發(fā)明還涉及使用上述檢測(cè)裝置的待測(cè)熱管效能的檢測(cè)方法。本發(fā)明所提供的熱管傳熱效能的檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便快捷。
文檔編號(hào)G01N25/18GK1920544SQ20051003692
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者陳升熙, 黃全德 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司