測試塗料散熱節能效率的評價裝置的製作方法

2023-05-05 07:52:21

專利名稱：測試塗料散熱節能效率的評價裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型的技術方案涉及一般的物理裝置，具體地說是測試塗料散熱節能效率的 評價裝置。
背景技術：
散熱塗料作為一種新型塗料，提高了散熱設備的散熱效率，節約了原材料和減少了 能源消耗，在節能減排中起到了重要的作用。為了準確評價散熱塗料的節能效率，需要 有一套精確的測試儀器和一套完善的理論評價體系。現有散熱器散熱性能的測試裝置都 是按GB/T 13754-92 "採暖散熱器散熱量測定標準"設計的。這些標準測試裝置的設計 都相當複雜，要求有圍護結構、控制系統、測量系統和冷卻系統，並且體積大，運動調 節和管理複雜，造價高。CN 2537460公開了一種企業在中間試驗過程中自檢用的散熱器 熱工性能試驗臺，它主要是測量散熱器進口溫度和出口溫度的溫差，以此評價散熱器的 散熱性能。但是此專利所涉及的技術是開放式的，整個裝置與外界環境是相通的，這樣 在外界環境的影響下評價散熱器散熱性能存在很大誤差。CN 201083815 "水輪發電機定 子表面散熱係數測試模擬裝置"涉及一種水輪發電機定子表面散熱係數測試模擬裝置。 CN 101149312 "密封機櫃散熱用熱交換器性能測試系統"涉及一種密封機櫃散熱用熱 交換器性能測試系統，包括冷環境室、熱環境室和被測熱交換器，在熱交換器冷熱介質 循環的出口分別設置有出風管道，其主要應用於計算機及相關電子器件密封機櫃散熱及 測試系統。CN 201083815 "水輪發電機定子表面散熱係數測試模擬裝置"涉及一種水輪 發電機定子表面散熱係數測試模擬裝置；CN 1896710 "散熱性能量測裝置"及CN 2938084 "散熱器性能測試機"涉及在計算機CPU散熱器測量裝置。上述專利文獻所公開的測試 裝置或系統都不適用於材料散熱性能的測試。通過國內外文獻檢索，尚未見有關塗料散 熱性能及節能效率測試裝置的報導。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供測試塗料散熱節能效率的評價裝置，該裝 置能夠相對精確地評價出被測評塗料的散熱節能效率。
本實用新型解決該技術問題所採用的技術方案是測試塗料散熱節能效率的評價裝 置，包括測試主體系統、熱媒系統、溫度監測分析系統和測試分析系統，測試主體系 統是由兩個閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構成，每個閉式小室的大小
為(450 650) X (450 650) X (450 650) mm3，每個閉式小室的一側壁面上開有一個直徑為30mm的圓形開口，熱媒系統由直流穩壓電源和電熱絲組成，溫度監測系統由十六個 溫度傳感器、多路溫度電壓轉換器、多路信號轉化卡構成，測試分析系統是由計算機及 其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統構成；上述各個構成部件的安置和連接是這 樣的散熱器安放在閉式小室的中心位置，由用樹脂玻璃做成的支架支撐，分置於兩個 閉式小室中的兩個散熱器要對稱放置，電熱絲安放在散熱器中，兩端用連接導線穿過閉 式小室相對靠內的一側壁面上開有的直徑為30 mm的圓形開口連到直流穩壓電源上，在 連接處套上陶瓷管，在散熱器中裝滿石英砂並保證兩個散熱器中的石英砂的質量相等， 十六個溫度傳感器全部分置在兩個閉式小室中，每個閉式小室中，在距離散熱器兩端各 為80mra的地方安各放一個溫度傳感器作為兩個熱源溫度傳感器，在正對熱源溫度傳感器 上方40 50mm處各放置一個溫度傳感器作為閉式小室的兩個空氣溫度傳感器，在閉式小 室兩個豎直且相互垂直壁面上，距離箱底100mm和200mm處分別各放置一個溫度傳感器 作為閉式小室的四個壁溫傳感器，多路溫度電壓轉換器用連接導線穿過閉式小室相對靠 內的一側壁面上開有的直徑為30 mm的圓形開口或直接分別與各個分置的溫度傳感器相 連接，計算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統、多路信號轉化卡和多路溫 度電壓轉換器之間用連接導線連接，測試分析系統和溫度監測系統之間由多路信號轉化 卡連接。
在上述塗料散熱節能效率評價裝置中，所述閉式小室是用雙層保溫隔熱材料製成的。 在上述塗料散熱節能效率評價裝置中，製成所述閉式小室所用的隔熱材料為樹脂玻
璃和聚氨酯泡沫板，其導熱係數《0.024W/(m' K)，其內表面塗有由紅外輻射率》97%和
粒徑《120 u ra的炭黑製成的吸熱塗料。
在上述塗料散熱節能效率評價裝置中，所述散熱器具有空腔管的結構部分而外形不限。
在上述一種塗料散熱節能效率評價裝置中，所述溫度傳感器採用熱電阻或熱電偶； 多路溫度電壓轉換器為多路信號巡檢儀；所述多路信號轉化卡採用RS-232 RS-485C0NVERTER。
在上述一種塗料散熱節能效率評價裝置中，所述溫度傳感器採用的熱電阻是鉑電阻 PtlO或鉑電阻PtlOO;所述溫度傳感器採用的熱電偶是銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶。
在上述一種塗料散熱節能效率評價裝置中，所述的直流穩壓電源的型號為DC POWER SUPPCY WYK-303。
上述一種塗料散熱節能效率評價裝置中所涉及到的部件、元器件和計算機及其中含 帶的支持測量和數據分析的軟體系統均是本技術領域的普通技術人員能夠製作或通過市 售得到的。
本實用新型的有益效果是
(l)本實用新型塗料散熱節能效率評價裝置，把按國家標準測試裝置所設計的體積較 大結構複雜的閉式小室，改為每個體積為(450 650) X (450 650) X (450 650) mm3的結構簡單的有雙層保溫隔熱材料的兩個閉式小室，閉式小室用樹脂玻璃和聚氨酯泡沫板 製成，內表面塗有吸熱塗料，體積小、結構簡單、造價低，完全滿足在實驗室及工業採 暖應用中散熱材料散熱性能測試使用的要求，被應用於民用和工業採暖中進行塗料散熱 節能效率的測試。
(2) 本實用新型塗料散熱節能效率評價裝置中的熱媒系統採用電熱絲加熱，可以通過 調節電壓的大小來控制熱源溫度。
(3) 本實用新型塗料散熱節能效率評價裝置中的溫度檢測分析系統同時測量兩個閉 式小室中散熱器的溫度，閉式小室的壁面溫度和閉式小室的空氣溫度，利用測試分析系 統，通過曲線直接顯示給出塗料的散熱量和節能率大小，進而對其散熱性能作出評價。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但本實用新型權利要求保護的範圍 並不限於下述附圖和實施例。


圖1本實用新型一種塗料散熱節能效率評價裝置的整體構成示意圖。 圖2本實用新型一種塗料散熱節能效率評價裝置的閉式小室的透視圖。 圖3本實用新型一種塗料散熱節能效率評價裝置的測試分析評價運行流程圖。 圖中l.閉式小室，2.電熱絲，3.散熱器，4.支架，5.溫度傳感器，6.直流穩壓電源， 7.多路溫度電壓轉換器，8.多路信號轉化卡，9.計算機及其中含帶的支持測量和數據分 析的軟體系統，10.閉式小室相對靠內的一側壁面上開的圓形開口。
具體實施方式
從圖l所示實施例中可見，本實用新型一種測試散熱器表面散熱性能的裝置的構成 包括兩個閉式小室(l)，兩個電熱絲(2)，兩個散熱器(3)，兩個支架(4)，十六個溫度 傳感器(5),直流穩壓電源(6)，多路溫度電壓轉換器(7)，多路信號轉化卡(8)，計 算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統(9)，兩個閉式小室的相對靠內的一 側壁面上開的圓形開口 (10)。
圖l所示的實施例顯示，散熱器(3)安放在閉式小室(1)的中心位置，由用樹脂 玻璃做成的支架(4)支撐，'分置於兩個閉式小室(1)中的兩個散熱器(3)要對稱放置， 電熱絲(2)安放在散熱器(3)的空腔管中，兩端用連接導線穿過閉式小室(1)的相對 靠內的一側壁面上開的圓形開口 (10)連到直流穩壓電源(6)上，在連接處套上陶瓷管， 在散熱器(3)的空腔管中裝滿石英砂並保證兩個散熱器(3)的空腔管中的石英砂的質 量相等，十六個溫度傳感器(5)全部分置在兩個閉式小室(1)中，每個閉式小室(1) 中，在散熱器(3)上面兩端等距離的地方安各放一個溫度傳感器(5)作為兩個熱源溫 度傳感器(5)，在正對兩個熱源溫度傳感器(5)上方各放置一個溫度傳感器(5)作為 閉式小室(1)的兩個空氣溫度傳感器(5),在閉式小室(1)兩個豎直且相互垂直壁面 上，距離箱底不同高度處分別各放置一個溫度傳感器(5)作為閉式小室(1)的四個壁溫傳感器(5)，多路溫度電壓轉換器(7)用連接導線穿過閉式小室(1)的相對靠內的 一側壁面上開有的圓形開口 (10)或直接分別與各個分置的溫度傳感器(5)相連接，計 算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統(9)、多路信號轉化卡(8)和多路溫 度電壓轉換器(7)之間用連接導線連接，測試分析系統和溫度監測系統之間由多路信號 轉化卡(8)連接。
在圖1所示的實施例中，兩個閉式小室(1)和分別放置在兩個閉式小室(1)中的 散熱器(3)構成測試主體系統；電熱絲(2)和直流穩壓電源(6)構成熱媒系統；十六 個溫度傳感器(5)、多路溫度電壓轉換器(7)和多路信號轉化卡(8)構成溫度監測分 析系統，其中四個熱源溫度傳感器(5)分別測量兩個散熱器(3)的溫度，四個空氣溫 度傳感器(5)分別測量兩個閉式小室(1)的空氣溫度，八個壁溫傳感器(5)分別測量 兩個閉式小室(1)的壁面溫度；計算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統(9) 構成測試分析系統。
用圖1所示的本實施例的一種塗料散熱節能效率評價裝置來測試塗料散熱節能率的 過程是這樣的開通電源，將直流穩壓電源(6)的電壓一般調到IOV，電熱絲(2)通 電後產生熱量，通過石英砂傳給散熱器(3)使其溫度上升，散熱器(3)的熱量再以對 流和輻射的形式傳給閉式小室(1)的空氣和閉式小室(1)的壁面，調節兩個閉式小室 (1)的初始溫度至一致，關閉直流穩壓電源(6),同時打開由十六個溫度傳感器(5)、 多路溫度電壓轉換器(7)和多路信號轉化卡(8)構成的溫度監測分析系統和計算機及 其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統(9)構成的測試分析系統，記錄10分鐘的 空白數據後，再打開直流穩壓電源(6)，測試時間為120分鐘，由測試分析系統直接觀 察到散熱器(3)的散熱量和相對塗料的散熱量和節能率大小。
圖2進一步顯示了位於圖1所示的本實施例的一種塗料散熱節能效率評價裝置左面 的一個閉式小室(1)的透視圖。圖2中標明閉式小室(1)的大小為(450 650) X (450 650) X (450 650) mm3，該閉式小室(1)靠相對內部的一側壁面即圖2中右側壁面上開 有一個直徑為30mra的圓形開口 (10),管狀散熱器(3)安放在閉式小室(1)的中心位 置，由用樹脂玻璃做成的支架(4)支撐，在距離管狀散熱器(3)兩端各為80mm的地方 各安放有一個溫度傳感器(5)作為兩個熱源溫度傳感器(5),用於測量散熱器(3)的 溫度；在正對兩個熱源溫度傳感器(5)上方40 50mm處各放置有一個溫度傳感器(5) 作為閉式小室(1)的兩個空氣溫度傳感器，在閉式小室(1)靠相對外部的一側壁面即 圖2中的左側壁面上和其後側的一側壁面即圖2中的後側壁面上，距離箱底100mm和 200mm處分別各放置一個溫度傳感器作為閉式小室(1)的四個壁溫傳感器(5)，在該閉 式小室(1)中共放置有八個溫度傳感器(5)。圖1所示的本實施例的一種塗料散熱節能 效率評價裝置的右面的一個閉式小室(1)與圖2所示的位於圖1所示的本實施例的一種 塗料散熱節能效率評價裝置左面的一個閉式小室(1)是鏡像對稱的。
在圖1和圖2所示的本實施例中，閉式小室(1)用絕熱材料樹脂玻璃和聚氨酯泡沫 板製成，內表面塗有紅外輻射率》97y。和粒徑《120iira的炭黑製成的吸熱塗料，每個閉
7式小室(l)的靠相對內部的一側壁面上開有一個直徑為30mra的圓形開口 (10);散熱器 (3)的外形是管狀的；該整個裝置中總共有十六個溫度傳感器(5)，其分布是每個閉 式小室(1)中，在距離散熱器(3)兩端各為80咖的地方各安放一個溫度傳感器(5) 作為兩個熱源溫度傳感器(5)，用於測量散熱器(3)的溫度；在正對熱源溫度傳感器上 方40 50mm處各放置一個溫度傳感器(5)作為閉式小室(1)的兩個空氣溫度傳感器(5)， 用於測量閉式小室(1)的空氣溫度，在閉式小室(1)相對靠外的一側壁面上和靠後的 一側壁面上，距離箱底lOOmm和200咖處分別放置一個溫度傳感器(5)作為閉式小室(1) 的四個壁溫傳感器(5)，用於測量閉式小室(1)的壁面溫度；電熱絲(2)為市售的電 阻為6歐姆的普通電熱絲；支架(4)用樹脂玻璃做成；溫度傳感器(5)均採用鉑電阻 PUO、鉬電阻PtlOO熱電阻、銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶；直流穩壓電源(6)為 DC POWER SUPPCY WYK-303;多路溫度電壓轉換器(7)為多路信號巡檢儀；多路信號轉 化卡(8)為RS-232 RS-485CONVERTER;計算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟 件系統(9)為公知產品。
圖3為本實用新型一種塗料散熱節能效率評價裝置的測試分析評價運行流程圖。它 表明本裝置的測試分析評價運行程序為
第一步，打開電源，啟動計算機進入試驗程序，選擇以下試驗操作-
1) 實驗信息的輸入輸入實驗信息的參數；
2) 數據採集調用採集程序對所測數據進行採集；
3) 數據分析調用分析函數對所採集的數據進行分析；
4) 分析顯示分析後的結果在屏面上以曲線形式顯示出來； 第二步，重新選擇試驗操作，或退出試驗操作。
權利要求1.測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於包括有測試主體系統、熱媒系統、溫度監測分析系統和測試分析系統，測試主體系統是由兩個閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構成，每個閉式小室的大小為(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，每個閉式小室的一側壁面上開有一個直徑為30mm的圓形開口，熱媒系統由直流穩壓電源和電熱絲組成，溫度監測系統由十六個溫度傳感器、多路溫度電壓轉換器、多路信號轉化卡構成，測試分析系統是由計算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統構成；上述各個構成部件的安置和連接是這樣的散熱器安放在閉式小室的中心位置，由用樹脂玻璃做成的支架支撐，分置於兩個閉式小室中的兩個散熱器要對稱放置，電熱絲安放在散熱器中，兩端用連接導線穿過閉式小室相對靠內的一側壁面上開有的直徑為30mm的圓形開口連到直流穩壓電源上，在連接處套上陶瓷管，在散熱器中裝滿石英砂並保證兩個散熱器中的石英砂的質量相等，十六個溫度傳感器全部分置在兩個閉式小室中，每個閉式小室中，在距離散熱器兩端各為80mm的地方安各放一個溫度傳感器作為兩個熱源溫度傳感器，在正對熱源溫度傳感器上方40～50mm處各放置一個溫度傳感器作為閉式小室的兩個空氣溫度傳感器，在閉式小室兩個豎直且相互垂直壁面上，距離箱底100mm和200mm處分別各放置一個溫度傳感器作為閉式小室的四個壁溫傳感器，多路溫度電壓轉換器用連接導線穿過閉式小室相對靠內的一側壁面上開有的直徑為30mm的圓形開口或直接分別與各個分置的溫度傳感器相連接，計算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統、多路信號轉化卡和多路溫度電壓轉換器之間用連接導線連接，測試分析系統和溫度監測系統之間由多路信號轉化卡連接。
2. 根據權利要求1所述的測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於所述閉 式小室是用雙層保溫隔熱材料製成的。
3. 根據權利要求2所述的測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於製成所 述閉式小室所用的隔熱材料為樹脂玻璃和聚氨酯泡沫板，其導熱係數《0. 024W/(ra*K)， 其內表面塗有由紅外輻射率》97y。和粒徑《120um的炭黑製成的吸熱塗料。
4. 根據權利要求1所述的測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於所述散 熱器具有空腔管的結構部分而外形不限。
5. 根據權利要求1所述的測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於所述溫度傳感器採用熱電阻或熱電偶；多路溫度電壓轉換器為多路信號巡檢儀；所述多路信號 轉化卡採用RS-232 RS-485CONVERTER。
6. 根據權利要求5所述的測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於所述溫 度傳感器採用的熱電阻是鉑電阻PtlO或鉑電阻Ptl00;所述溫度傳感器採用的熱電偶是 銅-考銅熱電偶或銅-康銅熱電偶。
7. 根據權利要求l所述的測試塗料散熱節能效率的評價裝置，其特徵在於所述的直流穩壓電源的型號為DC POWER SUPPCY WYK-303。
專利摘要本實用新型測試塗料散熱節能效率的評價裝置，涉及一般的物理裝置技術領域，該裝置包括有測試主體系統、熱媒系統、溫度監測分析系統和測試分析系統，測試主體系統是由兩個閉式小室和分別放置在兩個閉式小室中的散熱器構成，每個閉式小室的大小為(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，每個閉式小室的一側壁面上開有一個直徑為30mm的圓形開口，熱媒系統由直流穩壓電源和電熱絲組成，溫度監測系統由十六個溫度傳感器、多路溫度電壓轉換器、多路信號轉化卡構成，測試分析系統是由計算機及其中含帶的支持測量和數據分析的軟體系統構成，應用該裝置能夠相對精確地評價出被測評塗料的散熱節能效率。
文檔編號G01N25/20GK201434852SQ200920097009
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月8日 優先權日2009年6月8日
發明者張東明, 張雪芳, 梁金生, 王彥清, 董存立, 剛 薛, 馬曉楠 申請人:河北工業大學