專利名稱：熱管量測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于熱傳導(dǎo)領(lǐng)域，特別涉及一種熱管量測裝置。
背景技術(shù)：
近年來，電子技術(shù)迅速發(fā)展，電子器件的高頻、高速以及集成電路的密集及微型化，使得單位面積電子器件發(fā)熱量劇增。而熱管技術(shù)以其高效、緊湊及靈活可靠等特點，適合解決當(dāng)前電子器件因性能提升所衍生的散熱問題，逐漸成為當(dāng)前電子器件的主流散熱方式。
熱管通常為一中空密封管體，包括管殼、緊靠管殼內(nèi)壁的毛細吸液芯以及密封在管殼內(nèi)的工作流體，其一端為蒸發(fā)端(受熱端)，另一端為冷凝端(冷卻端)，根據(jù)應(yīng)用需要可在蒸發(fā)端與冷凝端之間布置絕緣段。工作時，熱管在蒸發(fā)端藉由內(nèi)部工作流體相變化吸收潛熱，并透過蒸汽流迅速地將熱量輸送到遠離熱源區(qū)的冷凝端，從而造成前后兩端溫差小，又達到快速傳送大量熱能的目的。冷凝后的熱管通過毛細吸液芯的毛細作用，將其輸送回蒸發(fā)端，然后熱管再次重復(fù)上述過程，達成熱管的散熱功能。然而，由于空間排布的限制，通常使熱管蒸發(fā)端變平，如應(yīng)用于一膝上型計算機的熱管，其原始直徑為6毫米，然而為了使其與熱源等元件相適配，熱管蒸發(fā)端被壓縮成板狀，使得該端實際厚度為3毫米。通過對熱管上述處理，相應(yīng)會引發(fā)一問題，即熱管能否保持原先的熱傳性能，為解決該問題，有必要采用一可靠的量測裝置，來量測熱管的熱傳性能，以考量其實際熱傳工作效能。
現(xiàn)有技術(shù)提供一種板式熱管量測裝置，其包括兩相同的量測治具，每一量測治具包括一熱管插入口，分別與板式熱管蒸發(fā)端與冷凝端連接，其中該量測治具上在該熱管插入口兩側(cè)設(shè)有多個溝槽，從而形成多個具有彈性的薄壁，其中每一量測治具包括多個用以安裝熱電偶的孔道，這些孔道呈線性、等間距對稱排列在熱管插入口兩側(cè)。每一量測治具還包括至少一通孔，該通孔內(nèi)插入加熱棒或通入循環(huán)冷卻液體。該板式熱管量測裝置通過薄壁彈性變形吸收板式熱管由于加工而造成的尺寸誤差，但是，薄壁表面與板式熱管直接剛性接觸，兩接觸表面間必然存在微細間隙，導(dǎo)致該接觸面間存在相當(dāng)大的界面熱阻，使得熱管測量時熱傳效率低于其實際熱傳效率，從而影響該板式熱管量測裝置的準(zhǔn)確性和可靠性。
有鑒于此，提供一種具有高度準(zhǔn)確性和可靠性的熱管量測裝置實為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實施例說明一種具有高度準(zhǔn)確性和可靠性的熱管量測裝置。
為實現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種熱管量測裝置，其包括一加熱裝置，包括一加熱塊；以及一冷卻裝置，具有一插入口，用于接插待測熱管一端部；其中，所述加熱塊具有一凹槽，所述凹槽與待測熱管另一端部相連，所述凹槽內(nèi)壁表面設(shè)有一熱界面材料。
所述熱界面材料采用聚合物材料或相變材料，并可進一步填充導(dǎo)熱性顆粒。
所述聚合物材料選自下列材料硅橡膠、聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲醛或聚縮醛。
所述相變材料選自下列材料石蠟、聚烯烴、低分子量聚酯、低分子量環(huán)氧樹脂或低分子量丙烯酸。
所述導(dǎo)熱性顆粒選自下列材料銅、鋁、銀、氧化鋁、氧化鋅、氮化鋁，氮化硼、石墨或納米碳材料。
所述加熱塊內(nèi)部開設(shè)有多個插槽，用于放置多個加熱棒。
所述加熱塊外壁纏繞有加熱線圈。
在所述加熱塊內(nèi)部開設(shè)有至少一孔洞，用于放置至少一溫度計或熱電偶。
所述至少一孔洞包括一由加熱塊外壁延伸至接觸到熱界面材料的孔洞，用于測量熱界面材料的溫度。
所述冷卻裝置采用一散熱裝置或一介質(zhì)致冷裝置。
所述散熱裝置包括散熱底座以及由該散熱底座表面向外延伸的多個散熱鰭片。
所述散熱底座與待測熱管相貼靠的表面開設(shè)有一孔道，用于插入溫度計或熱電偶。
所述介質(zhì)致冷裝置內(nèi)的致冷介質(zhì)采用水或液氮。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案的實施例中熱管量測裝置在加熱塊的凹槽內(nèi)壁表面設(shè)有熱界面材料，當(dāng)其進行實際測量時，加熱塊使熱界面材料受熱軟化，因而，即使熱管蒸發(fā)端表面微觀結(jié)構(gòu)及形狀不夠平整，通過熱界面材料即可填補凹槽內(nèi)壁與熱管接觸界面間的微小空隙，從而降低加熱塊與熱管的接觸界面間的熱阻，使得熱管量測裝置具有高度量測準(zhǔn)確性和可靠度，并適用于各種形狀和種類的熱管量測。

圖1是本技術(shù)方案的第一實施例的熱管量測裝置示意圖。
圖2是本技術(shù)方案的第二實施例的熱管量測裝置示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖對本技術(shù)方案作進一步詳細說明。
請參閱圖1，為本技術(shù)方案的第一實施例中熱管量測裝置示意圖，所述熱管量測裝置1包括一加熱裝置10，一冷卻裝置30，以及設(shè)在所述加熱裝置10與待測熱管20的熱接觸界面間的一熱界面材料40。所述待測熱管20可為一平板型熱管、單管型熱管或分離型(回路式)熱管，本實施例的待測熱管20采用一單管型熱管。
本實施例的加熱裝置10包括一金屬加熱塊12和多個加熱棒14，所述加熱塊12可采用立方形或圓柱形等形狀，其一端設(shè)有一凹槽16，與其相背的另一端設(shè)有多個插槽18。所述凹槽16與熱管20的一端基本上相互緊密配合，本實施例是用于測量熱管熱傳性能，因而該端即為蒸發(fā)端22。所述多個插槽18可對稱分布在加熱塊12內(nèi)，其內(nèi)對應(yīng)盛裝多個加熱棒14，同時多個加熱棒14與多個插槽18的內(nèi)壁相互緊密接觸，以提高加熱棒14的熱傳遞效率。另外，所述加熱塊12還設(shè)有至少一用于放置溫度計或熱電偶的孔洞19，本實施例采用四個成線性等間距排列的孔洞19，其中一孔洞19延伸至接觸到熱界面材料40，可用來測量熱界面材料40，從而可衡量熱管20蒸發(fā)端22的溫度；其它三個孔洞19位于凹槽16與插槽18之間，以測量出加熱塊12內(nèi)的溫度梯度。
所述冷卻裝置30采用介質(zhì)致冷裝置，其包括一致冷介質(zhì)槽31，該致冷介質(zhì)槽31具有輸入與輸出致冷介質(zhì)的進液口34與排液口36以及用于接入熱管20冷凝端24的插入口37，分別開設(shè)在致冷介質(zhì)槽31的槽壁上，所述致冷介質(zhì)槽31內(nèi)循環(huán)流通有致冷介質(zhì)33，以持續(xù)有效地冷卻熱管20的冷凝端24。其中所述致冷介質(zhì)33可選用水或液氮以及其它熱容較大的冷卻介質(zhì)。另外，該致冷介質(zhì)槽31的槽壁對應(yīng)在熱管20的冷凝端24位置設(shè)有溫度計或熱電偶的插入孔道38，用于測量熱管20的冷凝端24的溫度。
為降低熱傳界面熱阻，將熱界面材料40設(shè)置于凹槽16內(nèi)壁表面，當(dāng)凹槽16套裝熱管20時，凹槽16通過熱界面材料40與熱管20蒸發(fā)端22緊密接觸，使得加熱裝置10的熱量能快速有效傳遞到待測熱管20的蒸發(fā)端22，以降低熱傳界面熱阻，從而更準(zhǔn)確地量測熱管20的實際最大熱傳量及其熱傳效率等熱傳相關(guān)性能。
所述熱界面材料40可選用一聚合物材料或相變材料，聚合物材料可選用下列材料硅橡膠、聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲醛或聚縮醛。相變材料可選用下列材料石蠟、聚烯烴、低分子量聚酯、低分子量環(huán)氧樹脂或低分子量丙烯酸。優(yōu)選地，所述熱界面材料40還填充有導(dǎo)熱性顆粒，例如，銅、鋁、銀等金屬以及氧化鋁、氧化鋅、氮化鋁，氮化硼、石墨或納米碳材料等材料。本實施例采用一相變材料，如填充由碳納米管的石蠟，并可將其較多量地貼附在凹槽16內(nèi)壁表面，以確保凹槽16與熱管20的蒸發(fā)端22緊密接觸。
請參閱圖2，為本技術(shù)方案的第二實施例中熱管量測裝置1’示意圖，與熱管量測裝置1相同，熱管量測裝置1’包括一加熱裝置10’，一冷卻裝置30’，以及設(shè)在所述加熱裝置10’與待測熱管20’的熱接觸界面間的一熱界面材料40’。本實施例的待測熱管20’采用一平板型熱管。
所述加熱裝置10’包括一金屬加熱塊12’及一纏繞在所述加熱塊12’外壁的加熱線圈15，此時，加熱塊12’無須設(shè)置插槽，其它結(jié)構(gòu)則與第一實施例中加熱塊12結(jié)構(gòu)相同。也即，加熱裝置10’具有一凹槽16’以及四個成線性等間距排列的孔洞19’，其中一孔洞19’延伸至接觸到熱界面材料40’，其它三個孔洞19’位于凹槽16’與加熱塊12’外壁之間。
所述冷卻裝置30’采用一散熱裝置，包括一與熱管20’冷凝端24’緊密貼靠的散熱底座32以及由該散熱底座32表面向外延伸的多個散熱鰭片35。所述散熱底座32具有一插入口37’，用于接插待測熱管20’的冷凝端24’，并在所述散熱底座32與熱管20’冷凝端24’相貼靠的表面開設(shè)有溫度計或熱電偶的插入孔道38’，用于測量熱管20’的冷凝端24’的溫度。
熱界面材料40’選用一硅橡膠，并添加有納米碳材料，優(yōu)選為碳納米管，與熱界面材料40’一樣貼靠在凹槽16’的內(nèi)壁表面。
第一實施例及第二實施例為本技術(shù)方案的具體實施方式
，其中加熱裝置及冷卻裝置并不限于上述結(jié)構(gòu)，還可采用其它加熱方式及冷卻方式，如可使加熱塊自身具有加熱功能，從而無須附設(shè)加熱棒或加熱線圈。顯然地，在第一實施例中加熱棒式加熱裝置10也可用第二實施例的加熱線圈式加熱裝置10’替代，或者第一實施例中的介質(zhì)致冷裝置30也可用第二實施例的散熱裝置30’替代。
在熱管量測裝置1或1’的實際測量過程中，當(dāng)熱管20或20’達到熱穩(wěn)定時，可通過溫度計或熱電偶測出蒸發(fā)端22或22’的溫度以及在加熱塊12或12’中的溫度梯度，從而可計算出熱管20或20’最大傳熱量，同時也可測量出熱管20或20’不同位置點的溫度，此等溫度間具有溫差，將此溫差相對于加熱塊12或12’的總熱量作一關(guān)系曲線，通過該曲線，整個裝置不同位置點的熱阻即可計算出，從而可進一步對熱管的熱傳相關(guān)性能進行評估。
由于上述實施例的熱管量測裝置1、1’對應(yīng)在凹槽16、16’內(nèi)壁表面設(shè)有熱界面材料40、40’，當(dāng)其進行實際測量時，加熱塊12、12’使熱界面材料40、40’受熱軟化，因而，即使熱管20、20’蒸發(fā)端22、22’表面結(jié)構(gòu)及形狀不夠平整，通過熱界面材料40、40’仍可填補凹槽16、16’內(nèi)壁與熱管20、20’蒸發(fā)端22、22’間的微小空隙，從而降低加熱塊12、12’與熱管20、20’蒸發(fā)端22、22’間的熱阻，提高熱管20、20’的熱傳相關(guān)性能量測準(zhǔn)確性和可靠度。
權(quán)利要求
1.一種熱管量測裝置，其包括一加熱裝置，包括一加熱塊；以及一冷卻裝置，具有一插入口，用于接插待測熱管一端部；其特征在于所述加熱塊具有一凹槽，所述凹槽與待測熱管另一端部相連，所述凹槽內(nèi)壁表面設(shè)有一熱界面材料。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管量測裝置，其特征在于所述熱界面材料采用聚合物材料或相變材料。
3.如權(quán)利要求2所述的熱管量測裝置，其特征在于所述聚合物材料選自下列材料硅橡膠、聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲醛或聚縮醛。
4.如權(quán)利要求2所述的熱管量測裝置，其特征在于所述相變材料選自下列材料石蠟、聚烯烴、低分子量聚酯、低分子量環(huán)氧樹脂或低分子量丙烯酸。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的熱管量測裝置，其特征在于所述熱界面材料填充有導(dǎo)熱性顆粒。
6.如權(quán)利要求5所述的熱管量測裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱性顆粒選自下列材料銅、鋁、銀、氧化鋁、氧化鋅、氮化鋁，氮化硼、石墨或納米碳材料。
7.如權(quán)利要求1所述的熱管量測裝置，其特征在于所述加熱塊內(nèi)部開設(shè)有多個插槽，用于放置多個加熱棒。
8.如權(quán)利要求1所述的熱管量測裝置，其特征在于所述加熱塊外壁纏繞有加熱線圈。
9.如權(quán)利要求1所述的熱管量測裝置，其特征在于所述加熱塊內(nèi)部開設(shè)有至少一孔洞，用于放置至少一溫度計或熱電偶。
10.如權(quán)利要求9所述的熱管量測裝置，其特征在于所述至少一孔洞包括一由加熱塊外壁延伸至接觸到熱界面材料的孔洞，用于測量熱界面材料的溫度。
11.如權(quán)利要求1所述的熱管量測裝置，其特征在于所述冷卻裝置采用一散熱裝置或一介質(zhì)致冷裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的熱管量測裝置，其特征在于所述散熱裝置包括散熱底座以及由該散熱底座表面向外延伸的多個散熱鰭片。
13.如權(quán)利要求12所述的熱管量測裝置，其特征在于所述散熱底座與待測熱管相貼靠的表面開設(shè)有一孔道，用于插入溫度計或熱電偶。
14.如權(quán)利要求11所述的熱管量測裝置，其特征在于所述介質(zhì)致冷裝置內(nèi)的致冷介質(zhì)采用水或液氮。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱管量測裝置，其包括一加熱裝置，具有一加熱塊；以及一冷卻裝置，具有一插入口，用于接插待測熱管一端部；其中，所述加熱塊具有一凹槽，所述凹槽與待測熱管另一端部相連，所述凹槽內(nèi)壁表面設(shè)有一熱界面材料。由于所述熱界面材料受熱軟化，能填補凹槽與熱管的接觸界面間的微小空隙，從而可降低加熱塊的凹槽與熱管間的熱阻，使得熱管量測裝置具有高度的量測準(zhǔn)確性和可靠度，并適用于各種形狀和種類的熱管量測。
文檔編號H05K7/20GK1892206SQ200510035929
公開日2007年1月10日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者林孟東 申請人: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