熱管真空度檢測方法及其裝置的製作方法

2023-06-20 22:28:36

專利名稱：：熱管真空度檢測方法及其裝置的製作方法
技術領域：
：本發明與一種檢測方法及檢測機臺有關，尤指一種用以檢測熱管成品的真空度的破壞性檢測方法及其裝置。
背景技術：
：目前，熱管(Heatpipe)的結構十分簡單，基本上，是將液體封存一根細長、中空、兩端封閉的金屬管中，此金屬管內壁通常貼附有一層毛細物體(Wick)，而所述液體一般俗稱為"工作流體(Workingfluid)";當熱管的一端置於較高溫處、而其另一端處於較低溫處時，熱管便會產生傳熱現象。其傳熱的方式為雙向熱傳模式，即熱量進入熱管高溫處穿過金屬管壁及毛細物體後，熱管在高溫處的工作流體因受熱而開始產生蒸發現象。熱管在高溫處的部分，便稱之為"蒸發部位(Evaporator)"。蒸發後的工作流體會形成汽體，便會聚集在熱管相對於蒸發部分的管內處，同時也會向熱管的另一端流動。而由於熱管的另一端是接觸到較低溫處，故當汽體到達較冷的另一端時，便會開始產生冷凝作用。此時，熱量即由汽態的工作流體，通過中空的金屬管而對流至熱管管內的較低溫處；因此，熱管在較低溫的部分即稱之為"冷凝部位(Condenser)"。在冷凝部位內，原先由蒸發部位所蒸發的工作流體，會因遇冷凝結而回復成液態，而這些冷凝後的工作流體，則可通過貼附於熱管內壁的毛細物體，因"毛細泵吸(CapillaryPumping)"的作用，自冷凝部位回流至蒸發部位，以便受熱後再次相變化為汽態。因此，這樣的熱傳流動現象將隨著熱管兩端的溫差而循環不息，故"熱量由高溫處傳到低溫處"即為熱管的基本傳熱原理。而以往在檢測熱管的熱傳效能時，通常利用實測的方式，計算熱管可在多少時間內，令其蒸發部位與冷凝部位的溫度到達一致；當兩部位的溫度到達一5致時所花費的時間越短，代表該熱管的熱傳效率越佳。但是，此種方式常受環境溫度的影響，而使實測數據較不精準。
發明內容有鑑於此，本發明的主要目的，在於可提供一種測量熱傳效率穩定性好，精確度高的熱管真空度檢測方法及其裝置。為了達成上述的目的，本發明提供一種熱管真空度檢測方法，其步驟如下a)提供待真空環境；b)將待檢測熱管置於該環境內，且該熱管內部具有工作流體；c)封閉該環境並將其真空化；d)測量該環境內的溫度、溼度與真空壓，以取得第一狀態數據；e)對該熱管升溫，從而使其內部的工作流體產生物相變化；f)破壞該熱管，以令其相變化後的工作流體釋出於該真空環境內；g)再次測量該真空環境內的溫度、溼度與真空壓，以取得第二狀態數據；h)利用上述第一狀態數據與第二狀態數據，計算出該熱管內的真空度。為了達成上述的目的，本發明提供一種熱管真空度檢測裝置，其用以配合上述方法，以對熱管進行檢測，包括基座，具有工作檯、以及設於該工作檯上的檢測座，且該工作檯相對於該檢測座處設有通孔，而該檢測座內則具有與該通孔相對應的中空部；夾具，位於該檢測座下方，並用以夾置上述熱管，以將所述熱管端部由該通孔送至該檢測座內；真空腔室，其下方具有開口，用以與該檢測座的中空部相密合以形成真空環境，且該真空腔室上設有溫/溼度傳感器、真空計、與一對所述熱管進行升溫的加熱器；及截斷機構，設於該工作檯上，並相對於該檢測座的一側處，用以伸入該檢測座內而對將所述熱管予以截斷。釆用本發明技術方案，其以破壞性檢測，先提供乾淨的真空環境，並記錄該環境下的溫度、溼度及真空壓，再令欲檢測的熱管升溫，並通過破壞手段使其內部的工作流體釋出於真空環境下，此時該環境下的溫度、溼度與真空壓即有所改變，再次記錄以與前次比較，以計算出該熱管的真空度。從而，不易受環境溫度的影響，而使實測數據較為精準。圖l為本發明熱管真空度檢測方法的步驟流程圖；圖2為本發明熱管真空度檢測裝置的平面示意圖3為本發明夾具欲夾置待檢測熱管的俯視動作圖4為本發明夾具將待檢測熱管予以夾置的俯視示意圖5為本發明熱管真空度檢測裝置將待檢測熱管送至檢測座內的動作示意圖6為本發明熱管真空度檢測裝置將真空腔室與檢測座相密合的動作示意圖7為本發明熱管真空度檢測裝置利用截斷機構將待檢測熱管截斷的動作示意圖8為本發明熱管真空度檢測裝置中，待檢測熱管釋出其內部工作流體的動作示意圖9為本發明熱管真空度檢測裝置測得的實際數據屏幕顯示圖10為本發明熱管真空度檢測裝置將破真空機構予以閉合的動作示意圖ll為本發明熱管真空度檢測裝置將破真空機構予以開啟的動作示意圖。附圖標記說明基座1工作檯10檢測座100通孔101中空部102氣密塞103腳架11導螺杆12輪把120懸臂13x軸130z軸131氣/液壓缸132縱梁14夾具2承載座20固定夾壁21夾部221活動夾壁22夾部220旋轉扳手23支撐部24真空腔室3開口30傳感器31真空計32加熱器33截斷機構4刀具40刀具座41熱管破真空機構6連通管60通孔600洩氣孔601活塞61動力缸6具體實施例方式為了使本領域技術人員能更進一步了解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。本發明基於以下原理當熱管產生傳熱現象時，其管內的真空度將決定熱傳效率的良差。若熱管真空度較佳，其工作流體也較能快速地進行相變化，以便傳熱；反之，若工作流體相變化慢、傳熱自然也較慢。因此，只要能針對熱管的真空度進行檢測，即可測得該熱管較精確的熱傳效率。具體如以下詳述請參閱圖1及圖2，分別為本發明方法的步驟流程圖及裝置的平面示意圖。本發明提供一種熱管真空度檢測方法及其裝置，從而將方法配合裝置詳述如後請先參閱圖2所示，該熱管真空度檢測裝置包括基座l、夾具2、真空腔室3、以及截斷機構4;其中，該基座l用以承載上述各構件，並具有工作檯IO，在該工作檯10上設有檢測座100,以供檢測熱管真空度的作業能在該檢測座100上進行。該基座l下方設有腳架ll，從而用以將工作檯10支撐於離地面一定高度處。該夾具2用以夾置待檢測的熱管5(如圖3及圖4所示)，且該夾具2位於上述檢測座100下方處，並在工作檯10下方設有供該夾具2作上、下升降動作的導螺杆12,導螺杆12末端設有輪把120以控制其旋轉，可藉以操作該夾具2作上升或下降的動作，從而配合該待檢測熱管5的長度作調整，以便將該熱管5端部移動至檢測座100內，即如圖5所示。如圖3及圖4所示，該夾具2包含承載座20、固設於該承載座20—端的固定夾壁21、活動設於該承載座20另一端的活動夾壁22、以及帶動該活動夾壁22在承載座20上作移位的旋轉扳手23，以令活動夾壁22能與固定夾壁21作開口或閉合的動作；且固定夾壁21與活動夾壁22彼此相對處上各設有用以夾置上述熱管5的夾部221、220,可使熱管5不被破壞地被夾置於兩夾壁21、22之間。此外，該夾具2在遠離其旋轉扳手23—側處，設有螺設於上述導螺杆12上的支撐部24，以便使該夾具2如前文所述，可受輪把120的控制而隨著導螺杆12旋轉而作上升或下降的動作。再請參閱圖1及圖2所示，該真空腔室3內呈中空，僅在其下方具有開口30(如圖6所示)，用以作為待真空環境；且該真空腔室3的開口30得以與上述檢測座100相密合，以便進一步使該真空腔室3內形成真空環境，從而用以供上述待檢測熱管5在檢測的過程中，在此真空環境下進行檢測；同時，在該真空腔室3上設有溫/溼度傳感器31、及真空計32，用以分別測得該真空腔室3內的溫度、溼度與真空壓，另設有加熱器33，用以對置於該真空腔室3內的熱管5進行升溫。該真空腔室3通過懸臂13而吊掛於上述工作檯10的上方，而懸臂13可通過複數縱梁14將其支撐，以架設於該基座l上；該懸臂13通過x軸130與z軸131而能分別提供真空腔室3的橫向與垂直向的位移，以便利用x軸130將該真空腔室3移動至檢測座100正上方處作對位，再通過z軸131將真空腔室3承壓於檢測座100上，且主要藉由z軸131來控制真空腔室3的上、下位移即可，並可通過氣/液壓缸132來帶動，而x軸130則可視實際需求來決定是否增設。如圖6所示，該截斷機構4設於上述工作檯10上，並相對於檢測座100的一側處，從而用以伸入檢測座100內而對熱管5施以破壞，使封存於熱管5內的工作流體可在物相變化後，釋出於真空腔室3內而供檢測。該截斷機構4包含橫切刀具40、以及帶動該刀具40作進刀或退刀的刀具座41。另外，工作檯10相對於檢測座100處設有通孔101，以供夾置於夾具2上的熱管5，能通過該通孔101而伸入檢測座100內。該檢測座100內具有與通孔101相對應的中空部102，當上述真空腔室3承壓於檢測座100上時，該中空部102上方能通往真空腔室3內部，而該中空部102下方則設有氣密塞103，氣密塞103中心恰好可供熱管5穿過，並與熱管5氣密接觸，以使該中空部102與真空腔室3內部共同形成所述真空環境。該截斷機構4的刀具40由檢測座100—側進入中空部102，以對熱管5施以破壞，並在刀具40進入中空部102的過程中，可利用氣密墊圈等構件來維持所述真空環境下的真空度。據此，請一併參閱圖1及圖6所示，當上述真空腔室3承壓於檢測座100上、並使待檢測熱管5通過氣密塞103而伸入檢測座100內時，即可將該真空腔室3內部與中空部102封閉後真空化，再通過溫/溼度傳感器31與真空計32,測量所述真空環境內的溫度、溼度與真空壓，以取得第一狀態數據；至此，即可對熱管5升溫，而使其內部的工作流體產生物相變化。待熱管5升溫後，如圖7所示，再通過該截斷機構4的刀具40伸入檢測座100內，以利用刀具40將熱管5予以截斷(即破壞)，以令熱管5內因物相變化後的工作流體可釋出於所述真空環境內(即如圖8所示)。之後，再次通過溫/溼度傳感器31與真空計32，以測量所述真空環境內的溫度、溼度與真空壓，從而取得第二狀態數據；最後，利用上述第一狀態數據與第二狀態數據，即可計算出該熱管5內的真空度(如圖9所示)。提供tableseeoriginaldocumentpage11表一本發明基於理論基礎，進行實驗測量並逆計算其熱管初始真空度，如上述表一為實驗過程、擷取與運算。本發明的理論基於熱力學中的理想氣體狀態方程式屍f=wir並以乾濕溫度理論與質量守恆定理的概念，將其熱管初始真空度求出。此外，如圖10及圖11所示，當檢測作業完成後，由於真空腔室3與檢測座100間，因彼此內部呈真空狀態而難以分離，故該熱管真空度檢測裝置可更進一步包括破真空機構6，該破真空機構6也設於上述工作檯10上，並相對於檢測座IOO的另一側處。該破真空機構6包含連通管60、在連通管60內活動的活塞61、與帶動該活塞61在連通管60內活動的動力缸62;該連通管60內呈中空，其前端設有口徑較小的通孔600,通孔600連通至檢測座100內，且在該連通管60管壁上靠近通孔600處設有洩氣孔601。當活塞61為動力缸62向內推動時，活塞61恰可將洩氣孔601予以阻擋，以便執行上述檢測作業；而當檢測作業完成後，藉由動力缸62提供動力，以將活塞61向外推出，如此，活塞61即不再阻擋洩氣孔601,外界空氣也會因為氣壓較大之故，而朝洩氣孔601內注入空氣，進而能解除真空腔室3與檢測座100內部的真空狀態，並便於將兩者分離。於是，藉由上述的構造組成，即可得到本發明熱管真空度檢測方法及其裝但以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，並非因此即局限本發明的保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及附圖內容所為的等效技術、手段等變化，均同理都包含在本發明的範圍內。權利要求1、一種熱管真空度檢測方法，其特徵在於，其步驟包括a)提供待真空環境；b)將待檢測熱管置於該環境內，且該熱管內部具有工作流體；c)封閉該環境並將其真空化；d)測量該環境內的溫度、溼度與真空壓，以取得第一狀態數據；e)對該熱管升溫，從而使其內部的工作流體產生物相變化；f)破壞該熱管，以令其相變化後的工作流體釋出於該真空環境內；g)再次測量該真空環境內的溫度、溼度與真空壓，以取得第二狀態數據；h)利用上述第一狀態數據與第二狀態數據，計算出該熱管內的真空度。2、一種熱管真空度檢測裝置，用以配合權利要求l所述的熱管真空度檢測方法，以對熱管進行檢測，其特徵在於，包括.-基座，具有工作檯、以及設於該工作檯上的檢測座，且該工作檯相對於該檢測座處設有通孔，而該檢測座內則具有與該通孔相對應的中空部；夾具，位於該檢測座下方，並用以夾置上述熱管，以將所述熱管端部由該通孔送至該檢測座內；真空腔室，其具有開口，用以與該檢測座的中空部相密合以形成真空環境，且該真空腔室上設有溫/溼度傳感器、真空計、與一對所述熱管進行升溫的加熱器；及截斷機構，設於該工作檯上，並相對於該檢測座的一側處，用以伸入該檢測座內而對將所述熱管予以截斷。3、如權利要求2所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述基座上設有懸臂，以將該真空腔室吊掛於該工作檯上方。4、如權利要求3所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述懸臂通過兩個或兩個以上縱梁而被架設於該基座上。5、如權利要求3所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述真空腔室內設有Z軸，所述懸臂通過Z軸而能控制該真空腔室的垂直向位移。6、如權利要求5所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述真空腔室內還設有X軸，所述懸臂通過X軸而能控制該真空腔室的橫向位移。7、如權利要求2所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述基座下方設有腳架。8、如權利要求2所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述工作檯下方設有供該夾具作上、下升降動作的導螺杆，且該導螺杆末端設有輪把以控制其旋轉，以操作該夾具的上、下升降動作。9、如權利要求8所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述夾具包含承載座、固設於該承載座一端的固定夾壁、活動設於該承載座另一端的活動夾壁、以及帶動該活動夾壁在該承載座上作移位的旋轉扳手，以令該活動夾壁與該固定夾壁作開口或閉合動作，而能夾置所述熱管，且該夾具在遠離其旋轉扳手一側處，設有螺設於該導螺杆上的支撐部。10、如權利要求2所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述夾具包含承載座、固設於該承載座一端的固定夾壁、活動設於該承載座另一端的活動夾壁、以及帶動該活動夾壁於該承載座上作移位的旋轉扳手，以令該活動夾壁能與該固定夾壁作開口或閉合動作，而能夾置所述熱管。11、如權利要求9或IO所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述固定夾壁與該活動夾壁彼此相對處上各設有用以夾置所述熱管的夾部。12、如權利要求2所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述截斷機構包含刀具、以及帶動該刀具作進刀或退刀的刀具座，該刀具即用以伸入該檢測座內對所述熱管予以截斷。13、如權利要求2所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，該裝置還包括破真空機構，其設於該工作檯上，並相對於該檢測座另一側處，用以解除該真空腔室與該檢測座內所形成的真空狀態。14、如權利要求13所述的熱管真空度檢測裝置，其特徵在於，所述破真空機構包含連通管、在該連通管內活動的活塞、與帶動該活塞在該連通管內活動的動力缸，且該連通管前端設有口徑較小的通孔，該通孔連通至該檢測座內，並在該連通管管壁上設有洩氣孔，該活塞能於該連通管內活動以阻擋或開啟該洩氣孔。全文摘要本發明涉及一種熱管真空度檢測方法及其裝置，其以破壞性檢測，先提供乾淨的真空環境，並記錄該環境下的溫度、溼度及真空壓，再令欲檢測的熱管升溫，並通過破壞手段使其內部的工作流體釋出於真空環境下，此時該環境下的溫度、溼度與真空壓即有所改變，從而再次記錄以與前次比較，以計算出該熱管的真空度。文檔編號G01L21/00GK101435730SQ20071017721公開日2009年5月20日申請日期2007年11月12日優先權日2007年11月12日發明者盧俊彰,林唯耕,陳榮華申請人:林唯耕