基于縫隙流換熱機(jī)制的溫度循環(huán)測(cè)試系統(tǒng).pdf_第1頁(yè)
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1、隨著集成電路、精密加工與MEMS技術(shù)的不斷進(jìn)步,電工電子產(chǎn)品正朝著微型化方向發(fā)展。而隨著體積的減少和功率的增大,微小電子器件自身溫度很容易發(fā)生波動(dòng),溫度變化引起材料結(jié)構(gòu)和參數(shù)改變,進(jìn)而使產(chǎn)品性能改變。在產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸以及使用過程中,電子產(chǎn)品會(huì)面臨各種溫度環(huán)境,尤其是溫度交變環(huán)境會(huì)使產(chǎn)品性能加劇劣化。因此,微型、節(jié)能和可靠的溫度循環(huán)測(cè)試系統(tǒng)具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文針對(duì)微小型電子產(chǎn)品的溫度環(huán)境測(cè)試需求設(shè)計(jì)了一套小型的基于縫隙流機(jī)

2、制的溫度循環(huán)測(cè)試系統(tǒng),并且應(yīng)用于MEMS燃料電池的疲勞測(cè)試試驗(yàn)中。
  首先,溫度循環(huán)測(cè)試是檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一種方法,不同的產(chǎn)品及應(yīng)用環(huán)境所需要的溫度檢測(cè)參數(shù)不同。在分析了電子行業(yè)溫度環(huán)境測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、軍工標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,按照實(shí)際需求,確定了以5℃~70℃為測(cè)試系統(tǒng)的溫度范圍,并且測(cè)試系統(tǒng)可以滿足規(guī)定溫度轉(zhuǎn)變時(shí)間和規(guī)定溫度變化速率兩種循環(huán)測(cè)試試驗(yàn)要求。以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體構(gòu)成方案,完成了箱體的三模塊總體結(jié)構(gòu)和高溫模塊

3、、低溫模塊以及換熱器模塊的模塊化方案設(shè)計(jì)。
  其次,研究了獲得恒溫流體的加熱方法,設(shè)計(jì)了包含蛇形通道的平板加熱器,完成了加熱器及其配套液體循環(huán)裝置的制作和組裝。對(duì)比分析了各種制冷方法的優(yōu)缺點(diǎn),采用了小型壓縮機(jī)制冷方案,確定了制冷功率(500W)及制冷機(jī)制冷溫度范圍(-20~40℃)。為了滿足系統(tǒng)高效低耗工作要求,設(shè)計(jì)了基于縫隙流換熱機(jī)制的新型換熱器,分析了縫隙尺寸及導(dǎo)熱介質(zhì)流速對(duì)換熱性能的影響。結(jié)果表明,縫隙寬度為0.4mm時(shí),

4、換熱器可獲得較佳綜合性能。CFD數(shù)值模擬與系統(tǒng)實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該換熱裝置的平均換熱速率≥5℃/min,瞬時(shí)換熱速度可達(dá)到20℃/min,平均對(duì)流傳熱系數(shù)在90~130W/(m2·℃)之間,滿足了設(shè)計(jì)要求。
  最后,設(shè)計(jì)了液體循環(huán)總體方案,完成了包括管路布局、液路循環(huán)控制和溫度循環(huán)控制設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),完成了測(cè)試系統(tǒng)的整體構(gòu)建。采用本文搭建的測(cè)試系統(tǒng),進(jìn)行了5-50℃和5-70℃的規(guī)定溫度轉(zhuǎn)變時(shí)間和規(guī)定溫度轉(zhuǎn)變速率的溫度循環(huán)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果

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