CN201434852Y - 测试涂料散热节能效率的评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型测试涂料散热节能效率的评价装置，涉及一般的物理装置技术领域，该装置包括有测试主体***、热媒***、温度监测分析***和测试分析***，测试主体***是由两个闭式小室和分别放置在两个闭式小室中的散热器构成，每个闭式小室的大小为(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，每个闭式小室的一侧壁面上开有一个直径为30mm的圆形开口，热媒***由直流稳压电源和电热丝组成，温度监测***由十六个温度传感器、多路温度电压转换器、多路信号转化卡构成，测试分析***是由计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***构成，应用该装置能够相对精确地评价出被测评涂料的散热节能效率。
Description
技术领域
本实用新型的技术方案涉及一般的物理装置，具体地说是测试涂料散热节能效率的评价装置。
背景技术
散热涂料作为一种新型涂料，提高了散热设备的散热效率，节约了原材料和减少了能源消耗，在节能减排中起到了重要的作用。为了准确评价散热涂料的节能效率，需要有一套精确的测试仪器和一套完善的理论评价体系。现有散热器散热性能的测试装置都是按GB/T 13754-92“采暖散热器散热量测定标准”设计的。这些标准测试装置的设计都相当复杂，要求有围护结构、控制***、测量***和冷却***，并且体积大，运动调节和管理复杂，造价高。CN 2537460公开了一种企业在中间试验过程中自检用的散热器热工性能试验台，它主要是测量散热器进口温度和出口温度的温差，以此评价散热器的散热性能。但是此专利所涉及的技术是开放式的，整个装置与外界环境是相通的，这样在外界环境的影响下评价散热器散热性能存在很大误差。CN 201083815“水轮发电机定子表面散热系数测试模拟装置”涉及一种水轮发电机定子表面散热系数测试模拟装置。CN 101149312“密封机柜散热用热交换器性能测试***”涉及一种密封机柜散热用热交换器性能测试***，包括冷环境室、热环境室和被测热交换器，在热交换器冷热介质循环的出口分别设置有出风管道，其主要应用于计算机及相关电子器件密封机柜散热及测试***。CN 201083815“水轮发电机定子表面散热系数测试模拟装置”涉及一种水轮发电机定子表面散热系数测试模拟装置；CN 1896710“散热性能量测装置”及CN 2938084“散热器性能测试机”涉及在计算机CPU散热器测量装置。上述专利文献所公开的测试装置或***都不适用于材料散热性能的测试。通过国内外文献检索，尚未见有关涂料散热性能及节能效率测试装置的报道。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供测试涂料散热节能效率的评价装置，该装置能够相对精确地评价出被测评涂料的散热节能效率。
本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：测试涂料散热节能效率的评价装置，包括：测试主体***、热媒***、温度监测分析***和测试分析***，测试主体***是由两个闭式小室和分别放置在两个闭式小室中的散热器构成，每个闭式小室的大小为(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，每个闭式小室的一侧壁面上开有一个直径为30mm的圆形开口，热媒***由直流稳压电源和电热丝组成，温度监测***由十六个温度传感器、多路温度电压转换器、多路信号转化卡构成，测试分析***是由计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***构成；上述各个构成部件的安置和连接是这样的：散热器安放在闭式小室的中心位置，由用树脂玻璃做成的支架支撑，分置于两个闭式小室中的两个散热器要对称放置，电热丝安放在散热器中，两端用连接导线穿过闭式小室相对靠内的一侧壁面上开有的直径为30mm的圆形开口连到直流稳压电源上，在连接处套上陶瓷管，在散热器中装满石英砂并保证两个散热器中的石英砂的质量相等，十六个温度传感器全部分置在两个闭式小室中，每个闭式小室中，在距离散热器两端各为80mm的地方安各放一个温度传感器作为两个热源温度传感器，在正对热源温度传感器上方40～50mm处各放置一个温度传感器作为闭式小室的两个空气温度传感器，在闭式小室两个竖直且相互垂直壁面上，距离箱底100mm和200mm处分别各放置一个温度传感器作为闭式小室的四个壁温传感器，多路温度电压转换器用连接导线穿过闭式小室相对靠内的一侧壁面上开有的直径为30mm的圆形开口或直接分别与各个分置的温度传感器相连接，计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***、多路信号转化卡和多路温度电压转换器之间用连接导线连接，测试分析***和温度监测***之间由多路信号转化卡连接。
在上述涂料散热节能效率评价装置中，所述闭式小室是用双层保温隔热材料制成的。
在上述涂料散热节能效率评价装置中，制成所述闭式小室所用的隔热材料为树脂玻璃和聚氨酯泡沫板，其导热系数≤0.024W/(m·K)，其内表面涂有由红外辐射率≥97％和粒径≤120μm的炭黑制成的吸热涂料。
在上述涂料散热节能效率评价装置中，所述散热器具有空腔管的结构部分而外形不限。
在上述一种涂料散热节能效率评价装置中，所述温度传感器采用热电阻或热电偶；多路温度电压转换器为多路信号巡检仪；所述多路信号转化卡采用RS-232RS-485CONVERTER。
在上述一种涂料散热节能效率评价装置中，所述温度传感器采用的热电阻是铂电阻Pt10或铂电阻Pt100；所述温度传感器采用的热电偶是铜-考铜热电偶或铜-康铜热电偶。
在上述一种涂料散热节能效率评价装置中，所述的直流稳压电源的型号为DC POWERSUPPCY WYK-303。
上述一种涂料散热节能效率评价装置中所涉及到的部件、元器件和计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***均是本技术领域的普通技术人员能够制作或通过市售得到的。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型涂料散热节能效率评价装置，把按国家标准测试装置所设计的体积较大结构复杂的闭式小室，改为每个体积为(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3的结构简单的有双层保温隔热材料的两个闭式小室，闭式小室用树脂玻璃和聚氨酯泡沫板制成，内表面涂有吸热涂料，体积小、结构简单、造价低，完全满足在实验室及工业采暖应用中散热材料散热性能测试使用的要求，被应用于民用和工业采暖中进行涂料散热节能效率的测试。
(2)本实用新型涂料散热节能效率评价装置中的热媒***采用电热丝加热，可以通过调节电压的大小来控制热源温度。
(3)本实用新型涂料散热节能效率评价装置中的温度检测分析***同时测量两个闭式小室中散热器的温度，闭式小室的壁面温度和闭式小室的空气温度，利用测试分析***，通过曲线直接显示给出涂料的散热量和节能率大小，进而对其散热性能作出评价。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但本实用新型权利要求保护的范围并不限于下述附图和实施例。
图1本实用新型一种涂料散热节能效率评价装置的整体构成示意图。
图2本实用新型一种涂料散热节能效率评价装置的闭式小室的透视图。
图3本实用新型一种涂料散热节能效率评价装置的测试分析评价运行流程图。
图中1.闭式小室，2.电热丝，3.散热器，4.支架，5.温度传感器，6.直流稳压电源，7.多路温度电压转换器，8.多路信号转化卡，9.计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***，10.闭式小室相对靠内的一侧壁面上开的圆形开口。
具体实施方式
从图1所示实施例中可见，本实用新型一种测试散热器表面散热性能的装置的构成包括：两个闭式小室(1)，两个电热丝(2)，两个散热器(3)，两个支架(4)，十六个温度传感器(5)，直流稳压电源(6)，多路温度电压转换器(7)，多路信号转化卡(8)，计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***(9)，两个闭式小室的相对靠内的一侧壁面上开的圆形开口(10)。
图1所示的实施例显示，散热器(3)安放在闭式小室(1)的中心位置，由用树脂玻璃做成的支架(4)支撑，分置于两个闭式小室(1)中的两个散热器(3)要对称放置，电热丝(2)安放在散热器(3)的空腔管中，两端用连接导线穿过闭式小室(1)的相对靠内的一侧壁面上开的圆形开口(10)连到直流稳压电源(6)上，在连接处套上陶瓷管，在散热器(3)的空腔管中装满石英砂并保证两个散热器(3)的空腔管中的石英砂的质量相等，十六个温度传感器(5)全部分置在两个闭式小室(1)中，每个闭式小室(1)中，在散热器(3)上面两端等距离的地方安各放一个温度传感器(5)作为两个热源温度传感器(5)，在正对两个热源温度传感器(5)上方各放置一个温度传感器(5)作为闭式小室(1)的两个空气温度传感器(5)，在闭式小室(1)两个竖直且相互垂直壁面上，距离箱底不同高度处分别各放置一个温度传感器(5)作为闭式小室(1)的四个壁温传感器(5)，多路温度电压转换器(7)用连接导线穿过闭式小室(1)的相对靠内的一侧壁面上开有的圆形开口(10)或直接分别与各个分置的温度传感器(5)相连接，计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***(9)、多路信号转化卡(8)和多路温度电压转换器(7)之间用连接导线连接，测试分析***和温度监测***之间由多路信号转化卡(8)连接。
在图1所示的实施例中，两个闭式小室(1)和分别放置在两个闭式小室(1)中的散热器(3)构成测试主体***；电热丝(2)和直流稳压电源(6)构成热媒***；十六个温度传感器(5)、多路温度电压转换器(7)和多路信号转化卡(8)构成温度监测分析***，其中四个热源温度传感器(5)分别测量两个散热器(3)的温度，四个空气温度传感器(5)分别测量两个闭式小室(1)的空气温度，八个壁温传感器(5)分别测量两个闭式小室(1)的壁面温度；计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***(9)构成测试分析***。
用图1所示的本实施例的一种涂料散热节能效率评价装置来测试涂料散热节能率的过程是这样的：开通电源，将直流稳压电源(6)的电压一般调到10V，电热丝(2)通电后产生热量，通过石英砂传给散热器(3)使其温度上升，散热器(3)的热量再以对流和辐射的形式传给闭式小室(1)的空气和闭式小室(1)的壁面，调节两个闭式小室(1)的初始温度至一致，关闭直流稳压电源(6)，同时打开由十六个温度传感器(5)、多路温度电压转换器(7)和多路信号转化卡(8)构成的温度监测分析***和计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***(9)构成的测试分析***，记录10分钟的空白数据后，再打开直流稳压电源(6)，测试时间为120分钟，由测试分析***直接观察到散热器(3)的散热量和相对涂料的散热量和节能率大小。
图2进一步显示了位于图1所示的本实施例的一种涂料散热节能效率评价装置左面的一个闭式小室(1)的透视图。图2中标明闭式小室(1)的大小为(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，该闭式小室(1)靠相对内部的一侧壁面即图2中右侧壁面上开有一个直径为30mm的圆形开口(10)，管状散热器(3)安放在闭式小室(1)的中心位置，由用树脂玻璃做成的支架(4)支撑，在距离管状散热器(3)两端各为80mm的地方各安放有一个温度传感器(5)作为两个热源温度传感器(5)，用于测量散热器(3)的温度；在正对两个热源温度传感器(5)上方40～50mm处各放置有一个温度传感器(5)作为闭式小室(1)的两个空气温度传感器，在闭式小室(1)靠相对外部的一侧壁面即图2中的左侧壁面上和其后侧的一侧壁面即图2中的后侧壁面上，距离箱底100mm和200mm处分别各放置一个温度传感器作为闭式小室(1)的四个壁温传感器(5)，在该闭式小室(1)中共放置有八个温度传感器(5)。图1所示的本实施例的一种涂料散热节能效率评价装置的右面的一个闭式小室(1)与图2所示的位于图1所示的本实施例的一种涂料散热节能效率评价装置左面的一个闭式小室(1)是镜像对称的。
在图1和图2所示的本实施例中，闭式小室(1)用绝热材料树脂玻璃和聚氨酯泡沫板制成，内表面涂有红外辐射率≥97％和粒径≤120μm的炭黑制成的吸热涂料，每个闭式小室(1)的靠相对内部的一侧壁面上开有一个直径为30mm的圆形开口(10)；散热器(3)的外形是管状的；该整个装置中总共有十六个温度传感器(5)，其分布是：每个闭式小室(1)中，在距离散热器(3)两端各为80mm的地方各安放一个温度传感器(5)作为两个热源温度传感器(5)，用于测量散热器(3)的温度；在正对热源温度传感器上方40～50mm处各放置一个温度传感器(5)作为闭式小室(1)的两个空气温度传感器(5)，用于测量闭式小室(1)的空气温度，在闭式小室(1)相对靠外的一侧壁面上和靠后的一侧壁面上，距离箱底100mm和200mm处分别放置一个温度传感器(5)作为闭式小室(1)的四个壁温传感器(5)，用于测量闭式小室(1)的壁面温度；电热丝(2)为市售的电阻为6欧姆的普通电热丝；支架(4)用树脂玻璃做成；温度传感器(5)均采用铂电阻Pt10、铂电阻Pt100热电阻、铜-考铜热电偶或铜-康铜热电偶；直流稳压电源(6)为DC POWER SUPPCY WYK-303；多路温度电压转换器(7)为多路信号巡检仪；多路信号转化卡(8)为RS-232 RS-485CONVERTER；计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***(9)为公知产品。
图3为本实用新型一种涂料散热节能效率评价装置的测试分析评价运行流程图。它表明本装置的测试分析评价运行程序为：
第一步，打开电源，启动计算机进入试验程序，选择以下试验操作：
1)实验信息的输入：输入实验信息的参数；
2)数据采集：调用采集程序对所测数据进行采集；
3)数据分析：调用分析函数对所采集的数据进行分析；
4)分析显示：分析后的结果在屏面上以曲线形式显示出来；
第二步，重新选择试验操作，或退出试验操作。
Claims (7)
1.测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：包括有测试主体***、热媒***、温度监测分析***和测试分析***，测试主体***是由两个闭式小室和分别放置在两个闭式小室中的散热器构成，每个闭式小室的大小为(450～650)×(450～650)×(450～650)mm3，每个闭式小室的一侧壁面上开有一个直径为30mm的圆形开口，热媒***由直流稳压电源和电热丝组成，温度监测***由十六个温度传感器、多路温度电压转换器、多路信号转化卡构成，测试分析***是由计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***构成；上述各个构成部件的安置和连接是这样的：散热器安放在闭式小室的中心位置，由用树脂玻璃做成的支架支撑，分置于两个闭式小室中的两个散热器要对称放置，电热丝安放在散热器中，两端用连接导线穿过闭式小室相对靠内的一侧壁面上开有的直径为30mm的圆形开口连到直流稳压电源上，在连接处套上陶瓷管，在散热器中装满石英砂并保证两个散热器中的石英砂的质量相等，十六个温度传感器全部分置在两个闭式小室中，每个闭式小室中，在距离散热器两端各为80mm的地方安各放一个温度传感器作为两个热源温度传感器，在正对热源温度传感器上方40～50mm处各放置一个温度传感器作为闭式小室的两个空气温度传感器，在闭式小室两个竖直且相互垂直壁面上，距离箱底100mm和200mm处分别各放置一个温度传感器作为闭式小室的四个壁温传感器，多路温度电压转换器用连接导线穿过闭式小室相对靠内的一侧壁面上开有的直径为30mm的圆形开口或直接分别与各个分置的温度传感器相连接，计算机及其中含带的支持测量和数据分析的软件***、多路信号转化卡和多路温度电压转换器之间用连接导线连接，测试分析***和温度监测***之间由多路信号转化卡连接。
2.根据权利要求1所述的测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：所述闭式小室是用双层保温隔热材料制成的。
3.根据权利要求2所述的测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：制成所述闭式小室所用的隔热材料为树脂玻璃和聚氨酯泡沫板，其导热系数≤0.024W/(m·K)，其内表面涂有由红外辐射率≥97％和粒径≤120μm的炭黑制成的吸热涂料。
4.根据权利要求1所述的测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：所述散热器具有空腔管的结构部分而外形不限。
5.根据权利要求1所述的测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：所述温度传感器采用热电阻或热电偶；多路温度电压转换器为多路信号巡检仪；所述多路信号转化卡采用RS-232RS-485CONVERTER。
6.根据权利要求5所述的测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：所述温度传感器采用的热电阻是铂电阻Pt10或铂电阻Pt100；所述温度传感器采用的热电偶是铜-考铜热电偶或铜-康铜热电偶。
7.根据权利要求1所述的测试涂料散热节能效率的评价装置，其特征在于：所述的直流稳压电源的型号为DC POWER SUPPCY WYK-303。
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