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1、(10)申请公布号 CN 103808486 A (43)申请公布日 2014.05.21 CN 103808486 A (21)申请号 201410063987.1 (22)申请日 2014.02.25 G01M 9/06(2006.01) G01N 25/00(2006.01) (71)申请人 中国计量学院 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区学 源街 258 号 (72)发明人 张洪军 陈红 李桂萍 (74)专利代理机构 杭州浙科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 33213 代理人 吴秉中 (54) 发明名称 一种风冷散热器测试系统的可变截面试验段 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、风冷散热器测试系统的可 变截面试验段。试验段箱体内部设置由横板和立 板组成的抽屉板， 横版与立板通过滑槽连接， 两个 立板之间距离无级可调， 立板设计成几个规格可 以更换， 实现了试验段截面尺寸可调。 采用手摇丝 杠式顶紧机构实现抽屉板的向上托举和与箱体上 面板顶紧。 立板上下端面开设密封沟槽， 采用圆形 截面胶条密封， 保证试验段内部流道的密封性。 箱 体上面板安装散热器的敞口处， 采用四块盖板将 其覆盖密封。 试验段出口截面， 采用三块封堵板将 除了测试气流流道以外的部分进行封堵。这种设 计方案实现了试验段截面尺寸在宽度方向无级可 调， 高度方向多个尺寸可选， 满足了不同规格散热 器的测试。
3、要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103808486 A CN 103808486 A 1/1 页 2 1. 一种风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 由箱体 （1） 、 抽屉板 （4） 、 顶紧机构 （5） 、 盖板 （6-9） 和封堵板 （10-12） 组成， 其特征在于 ： 所述抽屉板 （4） 由一个横板 （14） 和两 个立板 （13） 组成， 所述抽屉板 （4） 与箱体上面板围成矩形截面通道， 作为被测散热器 （2。
4、） 测 试的气流通道， 所述横板 （14） 与立板 （13） 通过横向滑槽连接， 两个立板 （13） 之间距离无级 可调。 2. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述立 板 （13） 具有多个高度尺寸， 实现不同高度风冷散热器的测量。 3. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述试 验段由亚克力板制成。 4. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述箱 体 （1） 左侧通过方形法兰与风洞收缩段出口连接， 箱体上面板中间敞开用于安放被测散热 器 （2） 。 5. 如权利要。
5、求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述横 板 （14） 与立板 （13） 之间通过角接件 （15） 连接。 6. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述顶 紧机构 （5） 的四个顶杆从箱体下面板的四个孔伸入箱体， 并从下方将横板 （14） 托起， 使得 立板 （13） 与箱体上面板紧密贴合， 顶杆通过手摇丝杠式升降机升降。 7. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述立 板 （13） 上下端面加工沟槽， 沟槽中放置横截面为圆形的密封胶条。 8. 如权利要求 1 所述的风冷散热器。
6、测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述盖 板包括第一盖板 （6） 、 第二盖板 （7） 、 第三盖板 （8） 和第四盖板 （9） ， 其中第二盖板 （7） 和第四 盖板 （9） 固定于箱体侧板上， 第一盖板 （6） 和第三盖板 （8） 的一端固定在抽屉板的立板 （13） 上， 另一端固定在箱体侧板上。 9. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述封 堵板包括第一封堵板 （10） 、 第二封堵板 （11） 和第三封堵板 （12） ， 其中第一封堵板 （10） 和第 三封堵板 （12） 的一端与立板的端面结合固定， 另一端用木工夹固定在箱体法兰上。
7、， 第二封 堵板 （11） 用木工夹固定在箱体法兰上。 10. 如权利要求 1 所述的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 其特征在于 ： 所述横 向滑槽开在横板 （14） 的外侧或内侧。 权 利 要 求 书 CN 103808486 A 2 1/3 页 3 一种风冷散热器测试系统的可变截面试验段 技术领域 0001 本发明涉及电力电子器件用风冷散热器的流阻热阻测试技术， 具体涉及一种风冷 散热器测试系统的可变截面试验段。 背景技术 0002 风冷散热器一般是型材拉制而成， 由于其结构简单、 运行可靠， 在电力电子器件与 电力装置中得到广泛应用， 图 1 是一款典型的铝型材散热器。热阻和流阻是。
8、散热器的两个 重要热工参数， 是电力电子装置设计选型的依据， 散热器出厂时生产厂家必须提供其热阻 流阻参数。 0003 散热器热阻是散热器表面与周围环境之间热阻的简称， 其定义为 ： 在热平衡状态 时， 散热器台面上规定点温度对冷却介质规定点温度之差与产生这两点温度差的耗散功率 之比。计算公式为 式中 ： 散热器热阻，（ /W） ； P测试散热器热阻时的加热功率，（W） ； Ts散热器台面上温度，（） ； Ta通道内空气温度，（） 。 0004 散热器流阻 （P） 是在风道系统中， 散热器两端规定点气流的静压差， 亦称风阻。 0005 散热器热阻和流阻数据需要通过试验测试来获得。 风冷散热器的。
9、热阻和流阻测试 需要在专门的风洞系统上进行。国家标准 GB/T8446.2-2004 中对散热器热阻和流阻测试的 原理进行了说明， 规定了风冷、 自冷和水冷散热器的测试系统要求、 测试条件和基本测量程 序。该标准对于电力电子器件用铸造类 ( 包括挤压 ) 散热器、 型材类散热器和热管类散热 器均适用。但标准中对于测试系统的具体形式和结构没有规定。 0006 如图 2 所示， 现有技术中， 风冷散热器测试系统一般以风洞作为基本设备， 由风 洞、 风速调节单元、 试验段、 加热单元、 测量传感器、 数据采集和控制单元组成。由于风冷散 热器尺寸规格很多， 要求其热阻流阻测试系统的试验段截面尺寸可调，。
10、 以满足不同规格散 热器测试需要。试验段截面可调是风冷散热器测试系统开发的一个难点。 发明内容 0007 为了解决现有技术中存在的上述技术问题， 本发明提供了一种风冷散热器测试系 统的可变截面试验段， 由箱体、 抽屉板、 顶紧机构、 盖板和封堵板组成， 所述抽屉板由一个横 板和两个立板组成， 所述抽屉板与箱体上面板围成矩形截面通道， 作为被测散热器测试的 气流通道， 所述横板与立板通过横向滑槽连接， 两个立板之间距离无级可调。 0008 进一步的， 所述立板具有多个高度尺寸， 实现不同高度风冷散热器的测量。 说 明 书 CN 103808486 A 3 2/3 页 4 0009 进一步的， 所。
11、述试验段由亚克力板制成。 0010 进一步的， 所述箱体左侧通过方形法兰与风洞收缩段出口连接， 箱体上面板中间 敞开用于安放被测散热器。 0011 进一步的， 所述横板与立板之间通过角接件连接。 0012 进一步的， 所述顶紧机构的四个顶杆从箱体下面板的四个孔伸入箱体， 并从下方 将横板托起， 使得立板与箱体上面板紧密贴合， 顶杆通过手摇丝杠式升降机升降。 0013 进一步的， 所述立板上下端面加工沟槽， 沟槽中放置横截面为圆形的密封胶条。 0014 进一步的， 所述盖板包括第一盖板、 第二盖板、 第三盖板和第四盖板， 其中第二盖 板和第四盖板固定于箱体侧板上， 第一盖板和第三盖板的一端固定在。
12、抽屉板的立板上， 另 一端固定在箱体侧板上。 0015 进一步的， 所述封堵板包括第一封堵板、 第二封堵板和第三封堵板， 其中第一封堵 板和第三封堵板的一端与立板的端面结合固定， 另一端用木工夹固定在箱体法兰上， 第二 封堵板用木工夹固定在箱体法兰上。 0016 进一步的， 所述横向滑槽开在横板的外侧或内侧。 0017 本发明满足电力电子器件用风冷散热器热阻流阻测试系统中试验段截面尺寸可 调的要求。 附图说明 0018 图 1 是典型的风冷散热器结构示意图 ； 图 2 是现有技术中基于风洞的散热器热阻流阻测试系统组成图 ； 图 3 是本发明的风冷散热器测试系统的可变截面试验段结构示意图 ； 图。
13、 4 是盖板和封堵板结构示意图 ； 图 5 是抽屉板结构示意图 ； 图 6a 是横板滑槽开在外侧的结构示意图 ； 图 6b 是横板滑槽开在内侧的结构示意图 ； 图 7 是立板示意图。 0019 图中各附图标记含义 ： 1- 箱体， 2- 被测散热器， 3- 加热单元， 4- 抽屉板， 5- 顶紧 机构， 6- 第一盖板， 7- 第二盖板， 8- 第三盖板， 9- 第四盖板， 10- 第一封堵板 ,11- 第二封堵 板 ,12- 第三封堵板， 13- 立板， 14- 横板， 15- 角接件。 具体实施方式 0020 下面通过附图和实例， 对本发明的技术方案进行进一步描述。 0021 如图3和图4。
14、所示， 本发明的风冷散热器测试系统的可变截面试验段， 试验段材料 为亚克力板， 试验段主要由箱体 1、 抽屉板 4、 顶紧机构 5、 盖板 6-9 和封堵板 10-12 组成。试 验段箱体 1 左侧通过方形法兰与风洞收缩段出口连接， 箱体上面板中间敞开用于安放被测 散热器 2。由一个横板 14 和两个立板 13 组成的抽屉板 4 与箱体上面板围成矩形截面通道， 这就是用于散热器测试的气流通道。如图 6 所示， 横板与立板用角接件 15 通过横向滑槽连 接， 因此两个立板 13 之间距离无级可调。立板设计成几个尺寸可以更换， 实现不同高度散 热器的测量。这种可调节的抽屉板设计满足了试验段截面可变。
15、的要求。 说 明 书 CN 103808486 A 4 3/3 页 5 0022 一个横板 14 和两个立板 13 组成的 “抽屉” 与试验段箱体上面板构成了测试所需 矩形流道。这个 “抽屉” 需要在下面被托住顶紧。托举和顶紧功能是由顶紧机构 5 实现的。 顶紧机构 5 的四个顶杆从箱体下面板的四个孔伸入箱体， 并从下方将横板 14 托起， 随着手 摇丝杠式升降机向上升起， 可以把横板 14 向上顶起， 使得立板 13 与箱体上面板紧密贴合。 为了保证立板13与横板14、 立板13与箱体上面板结合处的密封， 如图7所示， 立板13上下 端面加工沟槽， 沟槽中放置横截面为圆形的密封胶条。随着升降。
16、机把 “抽屉” 托举与试验段 上面板接触压紧， 立板上下端面沟槽内的胶条被压紧， 实现了接触面的密封。 0023 如图 3 所示， 装入被测散热器后， 箱体上面板的敞开处需要遮盖密封， 设计中是采 用 4 块盖板实现的， 其中第二盖板 7 和第四盖板 9 用螺栓固定于箱体侧板上， 第一盖板 6 和 第三盖板 8 的一端通过螺栓固定在抽屉板的立板上， 另一端固定在箱体侧板上。而试验段 出口截面位置需要把测试通道以外的剩余部分封堵上， 这是用 3 块封堵板来实现的， 其中 第一封堵板 10 和第三封堵板 12 的一端通过螺栓与立板的端面结合， 另一端用木工夹固定 在箱体法兰上， 第二封堵板 11 。
17、用木工夹固定在箱体法兰上。 0024 最后需要说明的是关于横板设计。横板上开有滑槽以便使两个立板之间距离可 调， 但为了保证强度， 滑槽不能开太长， 如图 6a 和 6b 所示， 因此设计了两块横板， 两块横板 上滑槽开在不同位置， 根据被测散热器的规格来更换横板， 保证有效试验段宽度在较大范 围内可调。 0025 测试试验中， 散热器在试验段安装调整步骤如下 ： (1) 转动手摇丝杠式升降机， 使 4 个顶杆降到试验段箱体底板上表面以下， 将抽屉板 4 从箱体 1 中取出 ； (2) 根据被测散热器尺寸更换立板， 与横板 14 组合到一起， 并调整好横板 14 间的距 离。安装时注意将密封胶。
18、条放置于立板 13 上下两端的密封沟槽中 ； (3) 将组合好的抽屉板放入试验段箱体中， 末端与箱体出口平齐 ； (4) 转动手摇式升降机， 将抽屉板向上托起并与箱体上面板接触顶紧 ； (5) 将被测散热器放置于测试段通道中， 用 4 块盖板将箱体上面板敞口部分封盖密 封好， 用 3 块堵板将试验段出口截面处除了试验流道以外的部分封堵好。 0026 试验测试结束后， 将封堵板、 盖板拆下， 取出被测散热器， 转动手摇式升降机使其 下降， 撤销顶紧力。 说 明 书 CN 103808486 A 5 1/4 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103808486 A 6 2/4 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103808486 A 7 3/4 页 8 图 4 图 5 图 6a 说 明 书 附 图 CN 103808486 A 8 4/4 页 9 图 6b 图 7 说 明 书 附 图 CN 103808486 A 9 。