一种热管的性能检测系统的制作方法

1.本公开涉及热量交换技术领域，具体而言，涉及一种热管的性能检测系统。


背景技术：

2.热管是一种具有高导热性能的传热组件，由于其超导热性以及等温性使它成为航空航天技术中控制温度的理想工具，具有传热效率高、结构紧凑、压力损失小、有利于控制露点腐蚀等优点，被广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械、电子等行业中。
3.针对不同种类的热管，如：管状重力热管、管状有管芯的热管、蒸汽腔热管和环路热管及毛细泵回路等，在目前的热管传热性能的检测过程中，需要处于不同的倾斜状态以完成检测过程，而热管倾斜角度的调整往往需要采用人工的方式手动调节，调整效率较低，且无法准确定位热管是否处于诸如绝对水平或绝对垂直位置，进而影响热管传热性能的检测精度。


技术实现要素：

4.本公开实施例至少提供一种热管的性能检测系统，可以自动完成热管传热性能的检测工作，同时提升检测精度与检测效率。
5.本公开实施例提供了一种热管的性能检测系统，所述系统包括：
6.控制模块、温度采集模块、真空箱、热管夹具以及热管；
7.所述热管夹具以及所述热管放置于所述真空箱内，利用所述热管夹具固定所述热管；
8.所述温度采集模块串联在所述控制模块与所述热管之间，所述控制模块与所述热管夹具连接；
9.所述温度采集模块用于，采集所述热管的温度信息以反映所述热管的传热性能，并将所述温度信息传输至所述控制模块；
10.所述控制模块用于，根据所述温度信息生成夹具角度控制信号，并将所述夹具角度控制信号发送至所述热管夹具，以控制所述热管夹具的倾斜角度。
11.一种可选的实施方式中，所述热管夹具包括：热管夹、支架、水平仪以及电机；
12.所述热管夹与所述水平仪通过连接件固定在所述支架顶端；
13.所述水平仪的一端通过数据传输线与所述控制模块连接，另一端与所述热管夹连接；所述电机的一端通过数据传输线与所述控制模块连接，另一端与所述热管夹连接；
14.所述水平仪用于，检测所述热管的倾斜角度信息，并将所述倾斜角度信息发送至所述控制模块；
15.所述电机用于，接收所述控制模块发送的所述夹具角度控制信号，根据所述夹具角度控制信号控制所述热管夹的旋转角度；
16.所述控制模块还用于，接收所述水平仪发送的所述倾斜角度信息，根据所述倾斜
角度信息生成所述夹具角度控制信号。
17.一种可选的实施方式中，所述热管包括管体、加热单元和冷凝单元，所述系统还包括电源模块；
18.所述加热单元设置于所述管体的一端，用于加热所述管体；所述冷凝单元设置于所述管体的另一端，用于在所述管体两端产生热量差，以使所述管体内产生热量流动；
19.所述管体与所述温度采集模块连接；
20.所述电源模块与所述控制模块连接，用于通过调整输出功率以控制所述加热单元的加热功率，并将所述输出功率发送至所述控制模块；
21.所述控制模块具体用于，根据所述温度采集模块采集到的所述管体不同位置间的温差，确定所述管体的传热性能；
22.当所述温差大于预设的目标温差时，则所述管体的传热性能较差，生成提升所述冷凝单元高度的所述夹具角度控制信号，直至所述温差小于或等于所述目标温差。
23.一种可选的实施方式中，所述温度采集模块包括数据采集仪和热电偶；
24.所述热电偶串联在所述热管与所述数据采集仪之间，所述数据采集仪串联在所述热电偶与所述控制模块之间；
25.所述热电偶用于，将所述热管的温度信号转换为热电动势信号；
26.所述数据采集仪用于，检测所述热电动势信号，并将所述热电动势信号转换成所述热管的温度信息。
27.一种可选的实施方式中，所述系统还包括低温恒温水箱；所述冷凝单元由水冷板组成；
28.所述低温恒温水箱与所述冷凝单元连接；
29.所述低温恒温水箱用于，为所述水冷板提供内部液体，并通过控制所述低温恒温水箱的水温与流量，以使所述冷凝单元保持在预设温度。
30.一种可选的实施方式中，所述加热单元与所述冷凝单元外部均包裹有保温层。
31.一种可选的实施方式中，所述系统还包括真空泵；
32.所述真空泵与所述真空箱连接，用于抽取所述真空箱内空气，直至使所述真空箱的内部处于真空状态。
33.一种可选的实施方式中，所述系统还包括压力表；
34.所述压力表设置在所述真空箱与所述真空泵之间，用于检测所述真空箱的内部压力，以确定所述真空箱的内部是否达到真空状态。
35.一种可选的实施方式中，所述热管夹由紧固件与固定螺柱组成；
36.所述紧固件包括上紧固件与下紧固件，所述上紧固件与所述下紧固件之间通过所述固定螺柱连接；
37.所述热管固定在所述上紧固件与所述下紧固件之间；
38.所述固定螺柱用于，调整所述上紧固件与所述下紧固件之间的间隙，以适应不同规格的热管尺寸。
39.一种可选的实施方式中，所述上紧固件与所述下紧固件外部均覆盖有隔热层，以防止所述热管通过与所述上紧固件与所述下紧固件接触传热。
40.本公开实施例提供的一种热管的性能检测系统，包括：控制模块、温度采集模块、
真空箱、热管夹具以及热管；所述热管夹具以及所述热管放置于所述真空箱内，利用所述热管夹具固定所述热管；所述温度采集模块串联在所述控制模块与所述热管之间，所述控制模块与所述热管夹具连接；所述温度采集模块用于，采集所述热管的温度信息以反映所述热管的传热性能，并将所述温度信息传输至所述控制模块；所述控制模块用于，根据所述温度信息生成夹具角度控制信号，并将所述夹具角度控制信号发送至所述热管夹具，以控制所述热管夹具的倾斜角度。可以自动完成热管传热性能的检测工作，同时提升检测精度与检测效率。
41.为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
42.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
43.图1示出了本公开实施例所提供的一种热管的性能检测系统的结构示意图之一；
44.图2示出了本公开实施例所提供的一种热管夹具的结构示意图；
45.图3示出了本公开实施例所提供的一种热管的性能检测系统的结构示意图之二；
46.图4示出了本公开实施例所提供的一种热管的性能检测系统的结构示意图之三。
具体实施方式
47.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
48.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
49.本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
50.经研究发现，针对不同种类的热管，如：管状重力热管、管状有管芯的热管、蒸汽腔热管和环路热管及毛细泵回路等，在目前的热管传热性能的检测过程中，需要处于不同的倾斜状态以完成检测过程，而热管倾斜角度的调整往往需要采用人工的方式手动调节，调整效率较低，且无法准确定位热管是否处于诸如绝对水平或绝对垂直位置，进而影响热管
传热性能的检测精度。
51.基于上述研究，本公开提供了一种热管的性能检测系统，包括：控制模块、温度采集模块、真空箱、热管夹具以及热管；所述热管夹具以及所述热管放置于所述真空箱内，利用所述热管夹具固定所述热管；所述温度采集模块串联在所述控制模块与所述热管之间，所述控制模块与所述热管夹具连接；所述温度采集模块用于，采集所述热管的温度信息以反映所述热管的传热性能，并将所述温度信息传输至所述控制模块；所述控制模块用于，根据所述温度信息生成夹具角度控制信号，并将所述夹具角度控制信号发送至所述热管夹具，以控制所述热管夹具的倾斜角度。可以自动完成热管传热性能的检测工作，同时提升检测精度与检测效率。
52.为便于对本实施例进行理解，首先对本公开实施例所公开的一种热管的性能检测系统进行详细介绍。
53.参见图1所示，为本公开实施例提供的一种热管的性能检测系统100的结构示意图之一，所述性能检测系统100包括：控制模块110、温度采集模块120、真空箱130、热管夹具140以及热管150。
54.具体的，热管夹具140以及热管150放置于真空箱130内，利用热管夹具140固定热管150；温度采集模块120串联在控制模块110与热管150之间，控制模块110与热管夹具140连接。
55.这里，为防止正常环境下自然对流换热对检测温度的影响，热管夹具140以及热管150放置于真空箱130内。热管夹具140可以通过紧固件固定在真空箱130内，在针对不同类型的热管150进行传热性能检测时仅需更换热管150即可。
56.可选的，控制模块110可以为电脑。
57.其中，真空箱上部盖板可打开，方便安装热管夹具140以及更换热管150。
58.在具体实施中，温度采集模块120用于，采集热管150的温度信息以反映热管150的传热性能，并将温度信息传输至控制模块110；控制模块110用于，根据温度信息生成夹具角度控制信号，并将夹具角度控制信号发送至热管夹具140，以控制热管夹具140的倾斜角度。
59.需要说明的是，温度采集模块120采集到的热管150的温度信息可以为热管150上不同位置处的温度值，将热管150上不同位置处的温度值传输至控制模块110，控制模块110可以计算得到热管150上不同位置间的温差。
60.这里，在热管150的传热性能检测过程中，首先通过调整热管150的倾斜角度至0
°
的绝对水平位置，并通过温度采集模块120实时采集热管150的温度，通过热管150的实时温度反映热管的传热性能。
61.本公开实施例提供的一种热管的性能检测系统，包括：控制模块、温度采集模块、真空箱、热管夹具以及热管；所述热管夹具以及所述热管放置于所述真空箱内，利用所述热管夹具固定所述热管；所述温度采集模块串联在所述控制模块与所述热管之间，所述控制模块与所述热管夹具连接；所述温度采集模块用于，采集所述热管的温度信息以反映所述热管的传热性能，并将所述温度信息传输至所述控制模块；所述控制模块用于，根据所述温度信息生成夹具角度控制信号，并将所述夹具角度控制信号发送至所述热管夹具，以控制所述热管夹具的倾斜角度。可以自动完成热管传热性能的检测工作，同时提升检测精度与检测效率。
62.参见图2所示，为本公开实施例提供的一种热管夹具140的结构示意图，所述热管夹具140包括：热管夹141、支架142、水平仪143以及电机144，其中：(a)为热管夹具140的主视图、(b)为热管夹具140的侧视图。
63.如图2所示，热管夹141与水平仪143通过连接件固定在支架顶端；水平仪143的一端通过数据传输线与控制模块110连接，另一端与热管夹141连接；电机144的一端通过数据传输线与控制模块110连接，另一端与热管夹141连接。
64.这里，支架142的底端可以通过紧固件固定在真空箱130的内部，在其顶端固定有热管夹141与水平仪143。水平仪143与电机144可以通过数据传输线与控制模块110实现数据通讯。
65.作为一种可能的实施方式，热管夹141与水平仪143可以集成于一体。
66.在具体实施中，水平仪143用于，检测热管150的倾斜角度信息，并将倾斜角度信息发送至控制模块110；电机144用于，接收控制模块110发送的夹具角度控制信号，根据夹具角度控制信号控制热管夹141的旋转角度；控制模块110还用于，接收水平仪143发送的倾斜角度信息，根据倾斜角度信息生成夹具角度控制信号。
67.这里，当热管150被固定在热管夹141上后，若此时热管150并未处于0
°
的绝对水平位置，则由水平仪143测量热管150当前的偏移角度，并通过数据传输线传输至控制模块110，由控制模块110根据热管150当前的偏移角度生成夹具角度控制信号，并将夹具角度控制信号发送至电机144，由电机144驱动热管夹141进行旋转，在此过程中，可以由水平仪143实时监控调整后的倾斜角度，并实时反馈至控制模块110，控制模块110根据水平仪143实时反馈的倾斜角度适应性的输出夹具角度控制信号，驱动电机144动态调整热管150的倾斜角度，直至热管150处于0
°
的绝对水平位置。
68.作为一种可能的实施方式，所述热管夹141由紧固件与固定螺柱组成；所述紧固件包括上紧固件与下紧固件，所述上紧固件与所述下紧固件之间通过所述固定螺柱连接；所述热管150固定在所述上紧固件与所述下紧固件之间；所述固定螺柱用于，调整所述上紧固件与所述下紧固件之间的间隙，以适应不同规格的热管尺寸。
69.这里，热管夹141可以由上下两个紧固件组成，两个紧固件之间可以通过设置在上紧固件与下紧固件两端的两个固定螺柱调整开合间隙大小，可以适应不同尺寸规格热管150的固定安装。
70.作为一种可能的实施方式，所述上紧固件与所述下紧固件外部均覆盖有隔热层，以防止所述热管通过与所述上紧固件与所述下紧固件接触传热。
71.在具体实施中，由于热管150的导热性，若热管150与热管夹141的上紧固件与下紧固件直接接触，热管150与热管夹141之间会出现热传递现象导致热管150的热量损失，进而影响温度采集模块120采集温度的准确性，因而在热管夹141的上紧固件与下紧固件外表面覆盖一层隔热层，以避免热管150通过上紧固件与下紧固件直接接触而传热，以提升温度采集模块120采集温度的准确性。
72.参见图3所示，为本公开实施例提供的一种热管的性能检测系统100的结构示意图之二，所述性能检测系统100包括：控制模块110、温度采集模块120、真空箱130、热管夹具140、热管150以及电源模块160，其中，所述热管150包括管体151、加热单元152和冷凝单元153。
73.如图3中所示，加热单元152设置于管体151的一端，用于加热管体151；冷凝单元153设置于管体151的另一端，用于在管体151两端产生热量差，以使管体151内产生热量流动；管体151与温度采集模块120连接；电源模块160与控制模块110连接。
74.这里，热管150中贴紧管内壁的吸液毛细多孔材料中充满工作液体，当加热单元152加热管体151的一端时，毛纫芯中的工作液体发生蒸发汽化，通过管体151两端的压力差流向冷凝单元153所处的一端，在冷凝单元153所处的一端放出热量凝结成液体，再沿管体151个多孔材料依靠其毛细力的作用下回流至加热单元152所处的一端如此往复循环，将加热单元152产生的热量由管体151的一端传递至另一端，以实现热量的传递转移。
75.在具体实施中，电源模块160用于，通过调整输出功率以控制加热单元152的加热功率，并将输出功率发送至控制模块110；控制模块110具体用于，根据温度采集模块120采集到的管体151上不同位置间的温差，确定管体151的传热性能；当温差大于预设的目标温差时，则说明管体151的传热性能较差，生成提升冷凝单元153高度的夹具角度控制信号，直至温差小于或等于目标温差。
76.这里，由于热管150的管体151外壁各个位置处的温度差别很小，除管体151的两个端之外近似于一个等温体，因此，当管体151的不同位置之间的温差大于预设的目标温差时，可以反映当前状态下热管150的传热性能不佳，对应的，可以通过调整热管150的冷凝单元153的高度，以提升热管150的传热性能，这样可以在热管150具有最强的传热能力的状态下，分析其传热性能，进而计算并判断出热管150中工质的实际填充量。有效避免由于检测过程中热管150并未处于具有最强传热能力的状态下分析其传热性能。
77.需要说明的是，预设的目标温差的数值可以根据实际需要进行设置，在此不作具体限制。
78.其中，加热单元152与冷凝单元153外部均包裹有保温层以减少辐射热量损失。
79.具体的，由于加热单元152的加热功率受到电源模块160的输出功率的控制，因此电源模块160的输出功率可以反映加热单元152的加热功率，由电源模块160将输出功率信息发送至控制模块110，由控制模块110根据温度采集模块120采集到的热管150的实时温度以及电源模块160的输出功率信息确定需要抬升冷凝单元153的高度进而确定夹具角度控制信号，控制热管150旋转，以使热管150处与自身最强的传热能力状态，便于工作人员分析该热管150的传热性能。
80.需要说明的是，电源模块160的输出功率与热管150的管体温度之间的预设对应关系可以根据待检测的热管150的类型以及型号等因素适应性设置，对此不做具体限制。
81.作为一种可能的实施方式，针对同一热管150，可以控制电源模块160输出不同的功率以使加热单元152在不同的加热功率下加热热管150，以分析该热管150在不同的加热功率下的传热性能。进一步的，也可以针对不同的热管150，采用相同的加热功率进行加热，以比较不同的热管150在相同的加热功率下的传热性能。
82.参见图4所示，为本公开实施例提供的一种热管的性能检测系统100的结构示意图之三，所述性能检测系统100包括：控制模块110、温度采集模块120、真空箱130、热管夹具140、热管150以及电源模块160，其中，所述热管150包括管体151、加热单元152、冷凝单元153。所述温度采集模块120包括数据采集仪121和热电偶122；所述性能检测系统100还包括：低温恒温水箱170、真空泵180以及压力表190。
83.如图4中所示，热电偶122串联在热管150与数据采集仪121之间，数据采集仪121串联在热电偶122与控制模块110之间；低温恒温水箱170与冷凝单元153连接；真空泵180与真空箱130连接，压力表190设置在真空箱130与真空泵180之间。
84.在具体实施中，热电偶122用于，将热管150的温度信号转换为热电动势信号；数据采集仪121用于，检测热电动势信号，并将热电动势信号转换成热管150的温度信息。低温恒温水箱170用于，为冷凝单元153提供内部液体，并通过控制低温恒温水箱170的水温与流量，以使冷凝单元153保持在预设温度。真空泵180用于抽取真空箱130内的空气，直至使真空箱130的内部处于真空状态。压力表190用于检测真空箱130的内部压力，以确定真空箱130的内部是否达到真空状态。
85.这里，冷凝单元153可以由水冷板组成，其内部工作液体由低温恒温水箱170提供，通过控制低温水箱170的温度及流量控制水冷板的温度，保证冷凝单元153稳定在实验特定温度。
86.进一步的，当在真空箱130内部设置好热管夹具140以及热管150后，开启真空泵180抽取真空箱130的内部空气，同时根据压力表190的读数监控真空箱130的内部压力，直至真空箱130的内部达到真空条件。
87.作为一种可能的实施方式，在温度采集模块120中，可以设置有多个热电偶122，热电偶122的数量可以根据热管150的长度进行选择，在此不做具体限制，能够均匀分部检测热管150各处的温度情况即可。
88.本公开实施例提供的一种热管的性能检测系统，包括：控制模块、温度采集模块、真空箱、热管夹具以及热管；所述热管夹具以及所述热管放置于所述真空箱内，利用所述热管夹具固定所述热管；所述温度采集模块串联在所述控制模块与所述热管之间，所述控制模块与所述热管夹具连接；所述温度采集模块用于，采集所述热管的温度信息以反映所述热管的传热性能，并将所述温度信息传输至所述控制模块；所述控制模块用于，根据所述温度信息生成夹具角度控制信号，并将所述夹具角度控制信号发送至所述热管夹具，以控制所述热管夹具的倾斜角度。可以自动完成热管传热性能的检测工作，同时提升检测精度与检测效率。
89.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
90.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
91.另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以
是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
92.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
93.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。