一种可用于深低温、跨尺度的散热器实验装置

1.本发明属于实验和测试设备技术领域，具体涉及一种可用于深低温、跨尺度的散热器实验装置。


背景技术：

2.散热器可用于微尺度下器件的散热，也通常作为研究流体微尺度下流动的对象。市面上几乎没有涵盖不同尺度散热器的测试装置，因此，针对散热器的实验装置大多是依据需要而临时搭建，需要耗费大量时间。且在进行大批量实验时，往往需要拆装后更换待测散热器样件，而重复搭建装置且难以保证实验的一致性。同时，市面上也很少有比较完备的高温、低温等不同边界条件下的散热器实验装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种可用于深低温、跨尺度的散热器实验装置，解决了上述背景技术中的问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种可用于深低温、跨尺度的散热器实验装置，包括真空罩、进气组件和温度调节组件，所述进气组件和温度调节组件固定于真空罩内，所述进气组件内安装有待测散热器，所述待测散热器的翅片长度方向与进气组件内气体流动方向一致；所述进气组件在待测散热器的安装处设置开口，所述温度调节组件插接于所述开口并密封，所述待测散热器与温度调节组件导热连接。
5.在本发明一较佳实施例中，所述温度调节组件包括导热座，所述导热座连接有加热棒和低温液体管。
6.在本发明一较佳实施例中，所述导热座的上表面设有凸台，所述进气组件的开口为方形孔，所述凸台插接于方形孔内。
7.在本发明一较佳实施例中，所述凸台的顶部设有形体定位槽，所述待测散热器插接于形体定位槽内。
8.在本发明一较佳实施例中，所述进气组件包括散热器配合管，所述散热器配合管的两端依次螺纹连接有连接管和三通管。
9.在本发明一较佳实施例中，所述散热器配合管具有由两端向中部管径逐渐减小的结构，所述待测散热器设置于散热器配合管的中部。
10.在本发明一较佳实施例中，所述待测散热器与凸台间设有导热硅胶密封件，所述导热硅胶密封件将气体流经散热器配合管中部时的流道限制在待测散热器的翅片间。
11.在本发明一较佳实施例中，所述散热器配合管的中部设有温度传感器安装孔。
12.在本发明一较佳实施例中，所述导热座内设有贯穿孔，所述贯穿孔的开口处设有定位槽，所述低温液体管的端口处设有定位凸台，两根低温液体管分别插接于贯穿孔的两端形成低温液体流道。
13.在本发明一较佳实施例中，所述低温液体管的端口外周设有安装翼，两根低温液
体管的安装翼包围导热座外周并通过螺栓锁接。
14.在本发明一较佳实施例中，所述真空罩内设有底座，所述温度调节组件固定于底座，且二者间设有隔热板。
15.在本发明一较佳实施例中，所述真空罩内还设有夹紧装置，所述底座设置上底板，所述夹紧装置与上底板通过螺栓连接并将进气组件和温度调节组件固定。
16.在本发明一较佳实施例中，所述真空罩包括本体和上盖，所述上盖上设有起盖器，所述本体设有管道孔、真空泵连接孔和电线孔。
17.本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
18.1.本发明在进行不同结构参数的散热器实验时，每次只需取出真空罩上盖，打开上下夹紧装置的四个螺栓即可更换实验样件，在保证实验一致性的同时，节约时间；
19.2.本发明只需通过使用不同的低温液体、对加热棒功率的调整就可以实现在不同边界条件下对散热器的实验；
20.3.本发明适用于相同总体尺寸下的不同结构参数下的散热器样件，如流道宽度从20μm乃至常规尺寸的跨尺度散热器样件；
21.4.本发明应用时，只需在相应的位置安装流量计、压力传感器、温度传感器和真空泵，就能够在真空条件下测量散热器的出入口气体流量、压力和温度。
附图说明
22.图1为实施例中实验装置的结构爆炸示意图；
23.图2为实施例中实验装置的剖面结构示意图；
24.图3为实施例中实验装置的散热器配合管的结构示意图；
25.图4为实施例中实验装置的待测散热器的结构示意图；
26.图5为实施例中实验装置的温度调节装置的结构示意图；
27.图6为实施例中实验装置的低温液体管的结构示意图；
28.图7为实施例中实验装置的底座的结构示意图；
29.图8为实施例中实验装置的整体装配外形图。
30.图中附图标记：11、底座；12、上底板；13、(上下)夹紧装置；14、(底座)螺栓孔21、三通管；22、连接管；23、散热器配合管；24、方形孔；25、温度传感器安装孔；31、导热硅胶密封件；32、(方形孔)密封圈；33、低温液体管；34、导热座；35、隔热板；36、(低温液体流道)密封圈；37、形体定位槽；38、圆柱孔；39、定位槽；310、(温度调节装置)螺栓孔；311、定位凸台；312、(低温液体管)螺栓孔；41、(待测)散热器；51、(真空罩)上盖；52、(真空罩)本体；53、真空罩密封圈；54、起盖器；55、真空罩螺栓孔；56、真空泵连接孔；57、法兰盘螺栓孔；58、电线孔；59、下法兰盘；510、上法兰盘
具体实施方式
31.需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.实施例
33.本实施例一种可用于深低温、跨尺度的散热器实验装置，包括真空罩、进气组件和温度调节组件，所述进气组件和温度调节组件固定于真空罩内。所述进气组件内安装有金属材料的待测散热器41，所述待测散热器41的翅片长度方向与进气组件内气体流动方向一致，使气体沿着通道方向送入散热器翅片间的通道中；所述进气组件在待测散热器41的安装处设置开口，所述温度调节组件插接于所述开口并密封，所述待测散热器41与温度调节组件导热连接。所述进气组件内通入氦气，当气体流经待测散热器41安装处时，气体由待测散热器41的翅片之间通过，通过使用本实验装置，能够减少实验的装配时间，在保证实验一致性的同时，节约实验的装配时间，同时，通过使用不同的低温液体、对加热棒功率的调整可以实现不同边界条件下对跨尺度散热器的实验。
34.所述温度调节组件包括导热座34，所述导热座34设有圆柱孔38，圆柱孔38用于连接加热棒。所述导热座34的上表面设有凸台，所述进气组件的开口为方形孔24，所述凸台插接于方形孔24内，二者间设有方形孔密封圈32便于密封。所述凸台的顶部设有形体定位槽37，所述待测散热器41插接于形体定位槽37内。所述导热座34内设有贯穿孔，所述贯穿孔的开口处设有定位槽39，所述低温液体管33的端口处设有定位凸台311，两根低温液体管33分别插接于贯穿孔的两端形成低温液体流道。所述低温液体管33的定位凸台内设置圆柱形螺纹管口，可连接低温液体罐，如液氮罐。所述低温液体管33的端口外周设有安装翼，两根低温液体管33的安装翼包围导热座34外周并通过螺栓穿入螺栓孔312内锁接，同时有密封圈36密封。通过控制加热棒的功率，低温液体的质量流量，以温度传感器监测散热器底面温度最终达到温度控制的目的。
35.所述进气组件包括散热器配合管23，所述散热器配合管23的两端依次螺纹连接有连接管22和三通管21，在左右形成对称结构，并且在管口都设置有螺纹可连接流量计和压力传感器，再通过使用生料带密封可达到良好的密封效果。所述散热器配合管23具有由两端向中部管径逐渐减小的结构，所述待测散热器41设置于散热器配合管23的中部。所述待测散热器41与凸台间设有导热硅胶密封件31，所述导热硅胶密封件31将气体流经散热器配合管23中部时的流道限制在待测散热器41的翅片间。所述散热器配合管23的中部设有温度传感器安装孔25，可通过安装温度传感器测量散热器出入口的温度和流道中的温度。
36.所述真空罩内设有底座11，所述温度调节组件固定于底座11，且二者间设有隔热板35，能够隔热减少散热损失。本实施例中，所述导热座34通过螺栓孔310、14锁接于底座11上。所述真空罩内还设有夹紧装置13，所述底座11设置上底板12，所述夹紧装置13与上底板12通过螺栓连接并将进气组件和温度调节组件固定。本实施例中，所述底座11包括上底板12、中间支撑板、下底板三部分，在上底板12设置有安装螺栓孔，上下夹紧装置13呈爪状，中间设置镂空部是为了便于温度传感器的通过，夹紧装置13与进气组件上表面顶抵并与底座11上底板12固定。
37.所述真空罩包括本体52和上盖51，上盖51设有真空罩螺栓孔55，且本体52和上盖51间设有真空罩密封圈53，所述上盖51上设有便于起盖的起盖器54，所述本体52设有管道孔、真空泵连接孔和电线孔。本实施例中，所述真空罩本体52四面分别设置有上下法兰盘59和510，所述法兰盘通过本体52设置的螺栓孔57固定于本体52，且法兰盘上留有o型密封件槽，从而达到对管道密封的目的。所述真空罩本体52下端设置有真空泵连接孔56和电线孔
58，真空泵连接孔56用于抽真空时连接真空泵，电线孔58用于安装航空插头的插座，插座另一头连接传感器的导线。
38.应用本实施例的实验装置工作时，首先在对应的位置安装真空泵、流量计、压力传感器和温度传感器以及入口处的高压氦气瓶和低温液体罐，如液氮罐，之后根据需要安装在管道中安装阀门，在实验开始前，先将真空罩抽真空，实验时通入氦气，同时可以通过温度调节组件来设置不同的散热器底面温度，氦气与散热器发生热交换作用，同时监测出入口的流量、压力和温度变化。
39.上述实施例中的实验装置工作时，通过改变低温液体如液氮、液氢和液氦可以得到不同的最低实验温度，通过改变加热棒的功率可以使得温度由低温向较高温度变化。本实验装置适用于相同总体尺寸下的不同结构参数下的散热器样件，如流道宽度从20μm乃至常规尺寸的跨尺度散热器实验。
40.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。