[发明专利]一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法

说明书

本发明提供一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法，该装置包括机架、激光器、直线模组、激光输出头、夹紧机构、工控机、运动控制器和辅助设备。其中激光器置于机架内部，能够产生激光，所产生的激光通过输出光纤传输至激光输出头；直线模组为三轴滚珠丝杆式直线模组，安装在机架上；激光输出头安装在直线模组上；夹紧机构分为蒸发端夹紧机构和冷凝端夹紧机构两部分，分别夹持热管两端，并作定位，夹紧机构均通过磁座固定在机台上，此外，夹紧机构包含感温模块，能够检测热管的温度；辅助设备包括激光冷水机和恒温水箱。本发明具有热管温升速度快，测试效率高，适应性强等优点。

技术领域

本发明涉及热管测试技术领域，特别涉及一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法。

背景技术

激光，意为原子受激辐射的光，被誉为20世纪的现代四项重大发明之一。激光加热技术具有能量集中，热影响区小，光束稳定性高，光束易控制等优点，在工业中已有广泛的应用。如今，激光技术已被广泛应用于工业生产、航空航天等领域。

超薄热管是一种高效的散热元件，其利用工质的气液相变原理来传递热量，凭借其导热系数高、均温性好、结构多样、寿命长等优点，超薄热管被广泛应用于电子产品的散热领域。随着电子信息技术的发展，电子产品愈加追求小型化和轻量化，这带来了电子元器件的高热流密度问题，对承担主要散热功能的热管的提出了更高的性能要求。电子产品内部空间狭小，一般选用压扁处理后的超薄热管作为散热元件。

超薄热管出厂前的功率检测是把握热管品控的重要一步。目前超薄热管的功率测试方式是在热管一端加热(此端定义为热管的蒸发端)，在热管另一端使用水冷的方式进行冷却(此端被定义为热管的冷凝端)，采集热管的蒸发端和冷凝端温度，根据两端的温差来评估热管的传热性能是否符合要求。目前的热管功率检测装置的热源模块主要是内嵌加热棒的铜块，通过接触式加热方式加热超薄热管。这种加热方式所能提供的热管温升速率较低，测试效率较低，且不能准确模拟超薄热管在实际使用过程中的复杂工况，并给予准确的性能评估。

发明内容

基于此申请的目的在于，提出了一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置及方法，可实现超薄热管在功率测试过程中的快速温升，模拟超薄热管在实际使用过程中的复杂工况，并以此得出超薄热管传热性能的准确评估结果。

一种基于激光加热的超薄热管功率测试装置，包括机架、激光器、直线模组、激光输出头、输出光纤、夹紧机构、工控机、运动控制器、激光冷水机、恒温水箱和温度采集卡。

所述激光器放置并固定于机架内部；

所述直线模组为三轴滚珠丝杆式直线模组，安装在机架的桌板一侧；

所述激光输出头安装在直线模组的x轴模组安装板上，与激光器通过输出光纤连接，激光器产生的激光光束通过输出光纤传输至激光输出头；

所述夹紧机构包括蒸发端夹紧机构和冷凝端夹紧机构两部分，分别夹持热管两端，均通过磁座固定在机架的桌板上，并作定位。此外，夹紧机构还包含感温模块，将温度信号转换为电信号，传输至温度采集卡，再传输至工控机读取温度信息，完成对热管的测温；

所述工控机通过控制线分别与激光器、运动控制器、温度采集卡连接；

所述运动控制器与直线模组各轴的电机以及夹紧机构的气缸的电磁阀连接，发出控制信号，控制各轴电机的运动和气路的通断；

所述辅助设备包括激光冷水机和恒温水箱；

所述激光器通过螺丝固定在机架的底板上，激光器产生激光，在激光器后面板的输出端接有输出光纤，能将产生的激光光束传输至激光输出头；

所述直线模组为三轴滚珠丝杆式直线模组，包含有两根z轴直线模组、z轴滑块、z轴模组安装板、y轴直线模组、y轴滑块、y轴模组安装板、x轴直线模组、x轴滑块、x轴模组安装板、左加强筋、右加强筋和支撑板；