一种热阻分布连续可变的导热装置

本发明属于热工程，涉及一种热阻分布连续可变的导热装置。

背景技术：

0、技术背景

1、实际工程应用中随处可见热设计的身影，诸如手机、电脑、冰箱、汽车、灯具等等，均需要进行热设计来保障设备能正常工作或者提升产品性能。对于某些特定的应用，需要用到具有一定热阻分布的导热模块，例如激光反射镜在反射中间能量密度高的激光时，为降低镜面热畸变对光束质量的影响，对反射镜热变形提出了严苛的要求。根据热传导公式δt＝q*r，反射镜镜面某点处的轴向温升是此处吸收热量与此处轴向热阻的比值，因此，在中间区域具有更低的热阻而沿径向逐渐变大的热阻分布可以有效提升镜面不同位置处对应的轴向温差的一致性，从而有效的抑制镜面热变形。为获得可变热阻，张学骜等人提出了一种通过改变导热介质厚度的方式来改变热阻的方法(张学骜,郭晓晓,程书建,等.用于锂离子电池动态热管理的石墨烯气凝胶的制备方法及应用.cn202211265291.8[2024-02-12].)，其导热介质为石墨烯气凝胶，但其制作过程复杂，适用温度范围有限，工作温度为-35℃～60℃，且在工作过程中引起结构尺寸的变化。李子轩等人开发的一种用于蓄电池的热控结构(李子轩,赵益涛,刘嫣洁,等.一种热控结构以及包括该热控结构的蓄电池结构:cn202110393818.4[p].cn113140836a[2024-02-12].)，可根据电池自身的散热需求改变电池与外界的热阻，可实现自适应控温和传热。只是该结构只能适配于相变工质导热的热导腔，且需要额外的不凝气体储存腔。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种热阻分布连续可变的导热装置，在实现热阻分布连续可变的前提下，同时实现其结构的简单化。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种热阻分布连续可变的导热装置，包括热源端模块、导热端模块、示温模块以及连接固定用的固定螺丝；所述热源端模块由热源端底座和热源端填充物组合而成，在热源端底座四周有四个用于定位固定用的螺纹孔，同时，在热源端底座有一个引出导线用的沟槽；所述导热端模块由导热端底座和导热端填充物组合而成，在导热端底座四周有四个圆弧状通孔以及定位用的刻度线；所述示温模块由示温仪和热电偶组成，热电偶分布于热源端底座背部凹槽内不同位置处，通过导线与示温仪进行连接；通过四个固定螺丝将导热端模块固定于热源端模块上。

3、进一步地，所述的热源端底座和导热端底座导热率相对较高，二者相对侧均为凹槽状，分别与低导热率的热源端填充物和导热端填充物组合后形成完整的两个贴合平面，并通过热界面材料连接在一起。

4、进一步地，该装置的热阻分布与热源端模块和导热端模块凹槽的形状和尺寸有关，可针对预期的热阻分布对热源端底座和导热端底座进行设计；由于热量主要通过高导热率的热源端底座和导热端底座进行传递，故可通过旋转热源端模块和导热端模块之间的角度改变热源端底座和导热端底座的接触面积来调节热阻分布；为了降低导热装置整体热阻，应提高所述的热源端底座和导热端底座相对侧沟槽处肋片的导热率，同时为了降低相背侧平面处沿径向的热扩散，相背侧平面厚度应尽量薄，必要时选用导热率低的材料。

5、进一步地，所述的热源端底座和导热端底座凹槽之间肋片是不连续的，防止热量从肋片沿径向进行传导。

6、进一步地，可通过热电偶监测热源端底座不同区域的温度分布，从而根据反馈的温度分布来调节热源端模块和导热端模块之间旋转的角度以调节温度分布，热源端底座上的沟槽边缘可作为基准线，与该基准线重合的刻度表征热源端模块和导热端模块之间的夹角。

7、本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

8、(1)本发明所采用的热源端底座与导热端底座凹槽状设计可实现热阻分布渐变的效果，并且通过旋转导热端模块与热源端模块之间的角度可实现热阻渐变分布连续可变的功能。

9、(2)本发明通过热电偶对热源端底座不同区域温度进行测量，所测温度可作为反馈以指导旋转角度的调节。

10、(3)本发明采用旋转导热端底座改变其与热源端底座接触面积从而改变热阻的方式，具有结构简单、操作容易、成本低、适配性高等优点。

11、本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作如下进一步的说明。

12、图1是本发明的总体结构示意图。

技术特征：

1.一种热阻分布连续可变的导热装置，包括热源端模块(1)、导热端模块(2)、示温模块(3)以及连接固定用的固定螺丝(4)，其特征在于：热源端模块(1)由热源端底座(11)和热源端填充物(12)组合而成，在热源端底座(11)四周有定位固定用的螺纹孔(13)及导出引线用的沟槽(14)；所述导热端模块(2)由导热端底座(21)和导热端填充物(22)组合而成，在导热端底座(21)四周有圆弧状通孔(23)及刻度(24)；示温模块(3)由示温仪(31)和热电偶(32)组成，热电偶(32)分布于热源端底座(11)背部凹槽不同位置处，通过导线与示温仪(31)进行连接；通过固定螺丝(4)将导热端模块(2)固定于热源端模块(1)上。

2.根据权利要求1所述的热阻分布连续可变的导热装置，其特征在于：所述的热源端底座(11)和导热端底座(21)导热率较高，二者相对侧均为凹槽状，分别与低导热率的热源端填充物(12)和导热端填充物(22)组合后形成完整的两个贴合平面，并通过热界面材料连接在一起。

3.根据权利要求1所述的热阻分布连续可变的导热装置，其特征在于：该装置的热阻分布与热源端模块(1)和导热端模块(2)凹槽的形状和尺寸有关，可针对预期的热阻分布对热源端底座(11)和导热端底座(21)进行设计。

4.根据权利要求1所述的热阻分布连续可变的导热装置，其特征在于：所述的热源端底座(11)和导热端底座(21)凹槽之间肋片是不连续的。

5.根据权利要求1所述的热阻分布连续可变的导热装置，其特征在于：可通过热电偶监测热源端底座(11)不同区域的温度分布，从而根据反馈的温度分布来调节热源端模块(1)和导热端模块(2)之间旋转的角度以调节温度分布，热源端底座(1)上的沟槽(14)边缘可作为基准线，与该基准线重合的刻度(24)表征热源端模块(1)和导热端模块(2)之间的角度。

技术总结本发明公开了一种热阻分布连续可变的导热装置，包括热源模块、导热模块、示温模块以及定位用的固定螺丝，热源模块和导热模块相对侧均设计成凹槽状，且凹槽之间的肋片沿径向被窄的环形沟槽打断以阻止其沿径向进行热传导，并填充以低导热率的填充物形成平面，两平面通过热界面材料进行连接，从而实现热阻渐变分布，可以通过调整热源模块和导热模块之间的角度实现热源面和导热面之间的热阻分布连续可调。本发明可用于导热过程中要求热阻连续变化或者要求热阻分布可调的场合，其优点是结构简单，操作容易，成本低。技术研发人员：聂山钧,王乐,苏衍峰,钟文琦,潘贵明受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29