一种基于气泡流的歧管微通道散热器温度测试方法

本发明涉及微通道散热领域，一种基于气泡流的歧管微通道散热器温度测试方法。

背景技术：

1、随着电子设备小型化、集成化的发展趋势其散热性能也提出越来越严格的要求，与常规冷却技术相比，微通道流动沸腾换热伴随着相变过程，能够有效利用工质的相变潜热，在增大换热量的同时保持工质的温度稳定，避免换热系统的温度过高。因此沸腾换热具有传热系数高、工质流速低、受热面温度均匀、能够消除局部热点等优点，被认为是解决高热流密度芯片散热问题的最有前途的方法之一。而歧管微通道是目前研究人员认为最有发展前途的微通道之一。在歧管微通道内工作温度的高低是判断一个散热器好坏的一个判断依据。对于芯片上歧管微通道内各个部位的温度准确测量对于芯片有效集成和保证芯片发挥正常功能有着重要的意义。

2、目前对于歧管微通道沸腾散热的研究中大多数研究人员通过仿真进行分析，而对于实验研究大多数人都是通过测量进出水口的温度求平均后默认为是冷却介质的平均温度，对于微通道内的壁温没有一个比较好的测量方法。传统的测试方法是在微通道中开孔连接热电偶进行测量，新开孔的引入会引起微通道内冷却介质的流道状态而引入新的误差。另外，新开孔会对原来的微通道造成不可逆的破坏。因此，发展一种精度高、测量方便、操作简单、对歧管微通道结构无破坏的微通道内壁温度测量方法。对于微型芯片集成等领域中的相关研究和应用有着非常重要的意义。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于气泡流的歧管微通道散热器温度测试方法，其具有精度高、测量方便、操作简单、对微通道结构不产生破坏等优点，在芯片领域有着巨大的应用潜力。

2、本发明采用如下技术方案：

3、①一种基于气泡流的歧管微通道散热器温度测试方法，包括如下步骤：①确定好陶瓷加热芯片的加热功率，将陶瓷加热片用导热硅脂黏附到歧管微通道的底部。向歧管微通道中注入冷却介质，在热传递的作用下，气泡开始在微通道的底部产生，同时气泡随着冷却介质的通入随着介质往出口移动形成气泡流。

4、②通过显微镜与高速相机相结合拍摄微通道不同位置处的气泡图像，通过微通道不同位置处的微气泡的图像，计算微气泡的体积及体积相对变化，获得不同位置处的体积相对变化。

5、③基于气体状态方程，利用气泡体积的相对变化，计算出微通道不同位置处由于气泡的产生而出现的热阻，再根据歧管微通道的热阻计算公式算出不同位置的热阻，最后根据热阻，芯片的热功耗算得歧管微通道对应部位得温度。

6、本发明和现有技术的比较，具有如下优点：①测量方便，操作简单。本发明只需要计算处所需时刻气泡的大小。通过气泡体积便可算得该时刻气泡在通道壁面上的热阻，之后通过计算可算出通道壁面的温度。

7、②对微通道结构无破坏，不需要复杂的电路，简单可靠，测试原理简单，具有较高的精度。

技术特征：

1.一种基于气泡流的歧管微通道散热器温度测试方法，其特征在于：包括如下步骤：①在室温环境下确定好陶瓷加热芯片的加热功率，将陶瓷加热片用导热硅脂黏附到歧管微通道的底部。向歧管微通道中注入冷却介质，在热传递的作用下，气泡开始在微通道的底部产生，同时气泡随着冷却介质的通入随着介质往出口移动形成气泡流；

2.根据权利要求1所示的基于气泡流的歧管微通道温度测试方法，其特征在于：所述沸腾程度为气泡流，气泡不在歧管微通道内造成堵塞，气泡的产生不影响微通道内冷却介质的温度。

3.根据权利要求1所示的基于气泡流的歧管微通道温度测试方法，其特征在于：所述歧管微通道为透光材料，或在不同位置开设有透光窗口，开设透光窗口的面积不影响歧管微通道内温度的变化。

4.据权利要求1所示的基于气泡流的歧管微通道温度测试方法，其特征在于：陶瓷加热芯片功率恒定，室温环境温度恒定，歧管微通道散热器热阻已知。

技术总结一种基于气泡流的歧管微通道散热器温度测试方法：在歧管微通道芯片加热实验中，当温度达到冷却介质的沸点时歧管微通道出现气泡形成气泡流。气泡的体积随着歧管微通道内温度的变化而变化；结合显微镜和高速相机拍摄通道内不同位置气泡图像，计算气泡体积相对变化，基于气体状态方程，计算出微通道不同位置由于气泡的产生而出现的热阻，再根据芯片的热功耗算得歧管微通道温度。本发明测量方便、精度高、对歧管微通道结构无破坏。技术研发人员：李春泉,苏乐,海洋,尚玉玲受保护的技术使用者：桂林电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17