本發(fā)明涉及一種寬溫?zé)峥匮b置，特別涉及通過光電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)監(jiān)控、監(jiān)測設(shè)備(氣體紅外檢漏儀、火花探測儀、攝像機(jī)等)在寬溫工況的熱力結(jié)構(gòu)設(shè)計，屬于通用電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

眾所周知，電子設(shè)備對工作環(huán)境的溫度要求極為敏感，過高或者過低的環(huán)境溫度都會影響電子設(shè)備的正常工作，甚至?xí)p壞電子設(shè)備。目前，針對電子設(shè)備加熱或者散熱最常用的方式是散熱片散熱、熱絲加熱、風(fēng)扇強(qiáng)制對流制冷、液冷等一種或幾種的組合。但是，在大多數(shù)應(yīng)用場合，對設(shè)備的成本、結(jié)構(gòu)、體積等方面都有要求，甚至某些特殊場合(比如爆炸性環(huán)境)要求不能額外增加能量，這樣的話，上述的幾種方式就難以滿足現(xiàn)場要求。因此，研發(fā)一種無額外熱負(fù)荷，可靠性高，無安全隱患，可以抵御大空間環(huán)境高低溫對電子設(shè)備影響，能保證電子設(shè)備正常工作的寬溫?zé)峥匮b置具有現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種寬溫?zé)峥匮b置，在滿足數(shù)據(jù)采集電子設(shè)備的本質(zhì)安全技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種非強(qiáng)制調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部溫度，以使芯片等電子元器件能夠正常工作。

本發(fā)明提出的寬溫?zé)峥匮b置，包括外殼體、內(nèi)殼體、相變導(dǎo)熱墊、導(dǎo)熱塊、復(fù)合有機(jī)相變材料盒、熱二極管和散熱片；所述的內(nèi)殼體、相變導(dǎo)熱墊、導(dǎo)熱塊、復(fù)合有機(jī)相變材料盒和熱二極管置于外殼體內(nèi)；所述的內(nèi)殼體置于外殼體內(nèi)上部，外殼體與內(nèi)殼體之間設(shè)有絕熱層，內(nèi)殼體一側(cè)的邊框上設(shè)有玻璃視窗，玻璃視窗伸出外殼體，待保護(hù)電子設(shè)備置于內(nèi)殼體內(nèi)，待保護(hù)電子設(shè)備與內(nèi)殼體之間通過導(dǎo)熱帶實(shí)現(xiàn)熱傳遞；所述的導(dǎo)熱塊置于內(nèi)殼體下部，導(dǎo)熱塊與內(nèi)殼體下部外壁之間設(shè)有相變導(dǎo)熱墊，導(dǎo)熱塊的上工作面與相變導(dǎo)熱墊相貼合，導(dǎo)熱塊的下工作面分別與所述的復(fù)合有機(jī)相變材料盒和熱二極管的熱端相連接，復(fù)合有機(jī)相變材料盒內(nèi)設(shè)有復(fù)合有機(jī)相變材料，熱二極管的冷凝端安裝有散熱片，散熱片外設(shè)有護(hù)罩。

本發(fā)明提出寬溫?zé)峥匮b置，其優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明的寬溫?zé)峥匮b置將相變材料和傳熱技術(shù)相結(jié)合，可以動態(tài)調(diào)節(jié)溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于所保護(hù)的電子設(shè)備的工作溫度時，可以由內(nèi)而外進(jìn)行單向散熱；當(dāng)環(huán)境溫度高于所保護(hù)的電子設(shè)備的工作溫度時，可以先將內(nèi)部熱量存儲于相變材料中，當(dāng)環(huán)境溫度低的時候，再將存儲的熱量釋放出去。從而可以保證所保護(hù)的電子設(shè)備在-40℃～60℃大空間環(huán)境中正常工作。本發(fā)明裝置典型應(yīng)用于爆炸性環(huán)境，在爆炸性環(huán)境中不宜采用軸流風(fēng)扇和熱絲等強(qiáng)制性熱控措施，因在故障情況下，可能產(chǎn)生安全隱患。而本發(fā)明的寬溫?zé)峥匮b置，無額外熱負(fù)荷，可靠性高，無安全隱患，可以抵御大空間環(huán)境高低溫對電子設(shè)備的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的寬溫?zé)峥匮b置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1是外殼體，2是絕熱層，3是內(nèi)殼體，4是玻璃視窗，5是導(dǎo)熱帶，6是相變導(dǎo)熱墊，7是導(dǎo)熱塊，8是復(fù)合有機(jī)相變材料盒，9是復(fù)合有機(jī)相變材料，10是熱二極管，11是散熱片，12是護(hù)罩，13是待保護(hù)電子設(shè)備。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的寬溫?zé)峥匮b置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括外殼體1、內(nèi)殼體3、相變導(dǎo)熱墊6、導(dǎo)熱塊7、復(fù)合有機(jī)相變材料盒8、熱二極管10和散熱片11。所述的內(nèi)殼體3、相變導(dǎo)熱墊6、導(dǎo)熱塊7、復(fù)合有機(jī)相變材料盒8和熱二極管10置于外殼體1內(nèi)。內(nèi)殼體3置于外殼體內(nèi)上部，外殼體1與內(nèi)殼體3之間設(shè)有絕熱層2，內(nèi)殼體3一側(cè)的邊框上設(shè)有玻璃視窗4，玻璃視窗4伸出外殼體1。待保護(hù)電子設(shè)備13置于內(nèi)殼體3內(nèi)，待保護(hù)電子設(shè)備13與內(nèi)殼體3之間通過導(dǎo)熱帶5實(shí)現(xiàn)熱傳遞。導(dǎo)熱塊7置于內(nèi)殼體3下部，導(dǎo)熱塊7與內(nèi)殼體下部外壁之間設(shè)有相變導(dǎo)熱墊6，導(dǎo)熱塊7的上工作面與相變導(dǎo)熱墊6相貼合，導(dǎo)熱塊7的下工作面分別與所述的復(fù)合有機(jī)相變材料盒8和熱二極管10的熱端相連接，復(fù)合有機(jī)相變材料盒8內(nèi)設(shè)有復(fù)合有機(jī)相變材料9，熱二極管10的冷凝端安裝有散熱片11，散熱片11外設(shè)有護(hù)罩12。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明提出的寬溫?zé)峥匮b置的工作原理：

一般來說，電子設(shè)備或電子功率元件工作時表面溫度為40℃～50℃，并持續(xù)發(fā)熱，其它電子元件工作溫度為4℃～50℃，設(shè)計要求在大空間溫度范圍-40℃～60℃能正常工作。當(dāng)大空間溫度低于相變導(dǎo)熱墊6的相變溫度(33℃～35℃)時，相變導(dǎo)熱墊6與導(dǎo)熱塊7之間存在間隙，形成較大熱阻，關(guān)斷傳熱通道，待保護(hù)電子設(shè)備工作時產(chǎn)生熱量，維持內(nèi)殼體3內(nèi)部所需工作溫度，由絕熱層2與雙視窗玻璃4形成的隔熱圍護(hù)，使大空間環(huán)境的低溫不會干擾機(jī)芯13工作。而當(dāng)大空間溫度高于相變導(dǎo)熱墊6的相變溫度，且低于熱二極管10的截止溫度時，傳熱通道開啟，散熱片11通過自由對流擴(kuò)散傳熱。當(dāng)大空間溫度高于熱二極管10的截止溫度時，復(fù)合有機(jī)相變材料9儲熱，其熱周期為8小時或更長。以上工作過程是動態(tài)的。利用較低溫時段，復(fù)合有機(jī)相變材料9放熱。

本發(fā)明的寬溫?zé)峥匮b置的一個實(shí)施例中，所述的外殼體用于結(jié)構(gòu)支承和外部防熱圍護(hù)。所述的絕熱層系填裝導(dǎo)熱系數(shù)λ≤0.03W/m·K的絕熱材料所形成。其中的內(nèi)殼體用于安裝電子設(shè)備，內(nèi)殼體前端裝有雙層玻璃視窗，整個內(nèi)腔系密閉結(jié)構(gòu)，電子設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至內(nèi)壁面。其中的相變導(dǎo)熱墊的相變溫度為33℃～35℃，安裝于內(nèi)殼體外壁與導(dǎo)熱塊之間，通過相變時熱阻的改變，起熱開關(guān)作用。導(dǎo)熱塊對電子設(shè)備耗散功率所產(chǎn)生熱量進(jìn)行熱傳導(dǎo)。其中的復(fù)合有機(jī)相變材料盒內(nèi)置復(fù)合有機(jī)相變材料(相變溫度45℃～48℃，相變焓ΔHm≥195J/g，相對密度≥1.45)用于儲熱。熱二極管用于單向?qū)帷?/p>

外殼體1采用λ≤0.25W/m·K的材料(如防靜電ABS)制作，作為主結(jié)構(gòu)件和圍護(hù)，為上下層箱體構(gòu)造，上層安置內(nèi)殼體3，下層安置復(fù)合有機(jī)相變材料盒8和熱二極管10等。

本發(fā)明保護(hù)的電子設(shè)備用柔性導(dǎo)熱帶5連接在內(nèi)殼體3的內(nèi)壁上并傳熱至外壁。

本發(fā)明所述內(nèi)殼體3外壁連接相變導(dǎo)熱墊6，相變導(dǎo)熱墊6低于相變溫度時呈固態(tài)，與導(dǎo)熱塊7間形成間隙，產(chǎn)生較大熱阻，當(dāng)相變導(dǎo)熱墊6達(dá)到相變溫度時變軟呈融化狀態(tài)，完全填充間隙形成熱傳導(dǎo)。

本發(fā)明所述的導(dǎo)熱塊7與復(fù)合有機(jī)相變材料盒8和熱二極管10機(jī)械并聯(lián)，形成兩條傳熱途徑，當(dāng)溫度低于復(fù)合有機(jī)相變材料9相變溫度時，熱二極管10通過位于冷凝端的散熱片11對流傳熱，復(fù)合有機(jī)相變材料9不儲熱，反之，復(fù)合有機(jī)相變材料9儲熱。

本發(fā)明所述的復(fù)合有機(jī)相變材料9熱周期Tn≥8小時。

本發(fā)明所述的護(hù)罩12用高熱阻材料制成，外表面涂敷反射隔熱材料，作用為穩(wěn)定對流傳熱。