[发明专利]散热器表面温度场测试工装及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于空调器室外机散热器表面温度场测试工装及其方法，属于空调与制冷工程领域。

背景技术

现有国内、外市场上销售和使用的空调器，其室外机中安装的压缩机、冷凝器等系统器件在工作时会产生大量的热能，从而对其他电路器件的散热构成了直接影响，对此相应的行业标准中也有规定。

为提高电路器件的散热效率，通常需要测定散热器表面温度场的分布规律和趋势，以便于进行核心控制器件的布局优化。

目前国内空调器室外机电路器件，在散热器表面的排布位置选取方式大致有以下两种：

一是，对散热器在整个室外机空气流场中进行CFD(计算流体力学，ComputationFluid Mechamics的简称)分析。同时对散热器表面布局的CAE优化设计，从而实现热固耦合模拟测试。此类测试方法能够精确地测出表面可视化的相对温度场分布，据此将电路器件排布可以得到最优化的散热效率。

二是，还可参考同类型产品的设计布局，通过结合自身电控板器件设计要求，近似地将电路器件在散热器表面进行大致摆放，对于主要器件或关键位置点则需补充进行温度测量进行验证或修改。

上述测试方法中，采用CFD分析需要进行复杂的数据计算，不仅耗时较长、而且运算过程中需要综合地考虑流场和温度场的耦合、以及边界条件的选取等因素，因此很难精确地实现数值分析，具有一定的局限性，测试成本较高；如采用第二种方式则会引起较大的误差，一旦位置选取不当则还需重新进行调整和反复试验，整体工作效率并不高。而且，散热器有可能存在较多的闲暇位置而不利于控制成本。

发明内容

本发明所述散热器表面温度场测试工装及其方法，针对现有技术不足而在散热器表面进行多个位置点的发热感温测定，以同一空气流场中相同功率发热点的不同位置点的散热效率来直观地表达出温度场分布情况，从而根据最低温度点与等温线分布来求得IGBT、二极管等发热器件的最佳布局方案，据此优化电控板上发热器件的设计布局。

本发明的目的在于，采用较为简单和直观的发热电偶测温方法，以测得散热器表面的等温线分布，从而为分析出散热趋势与位置变化规律提供有力的数据支持，所测得的温度场分布结果较为准确、测试成本较低、周期较短、具有较高的可行性。

另一发明目的在于，通过测得的等温线可优化电控板发热器件分布位置的设计，从而优化散热器布局和降低其设计、制造成本。

为实现上述发明目的，所述散热器表面温度场测试工装主要包括有：

一翅片式散热器，

在散热器平整的背面安装一可移动的支撑件，在支撑件下方安装一连接外部稳定电源的发热件；

在散热器正面的翅片中安装一连接外部测温电路的热电偶，热电偶设置在发热件下方。

如上述基础方案，发热件在同一空气流场中、以相同的功率所产生的热量通过散发器表面而被热电偶感知其具体的散热温度。当发热件在散热器表面多个位置点之间移动时，热电偶相应位置测得的温度值具有反映温度场分布的特性，即多个测温值可以形成多条等温线，从而获得电控板发热器件分布设计的优化方案。

为进一步准确地实现发热件在散热表面的位置选择，可采取如下改进方案，

在散热器背面纵向两侧设置一组平行的导槽，支撑件通过螺母、螺栓安装于导槽。则通过支撑件在导槽中沿纵向移动而实现发热件多个纵向测温点的选取与固定。

基于相同原理，发热件也可在支撑件下方沿其横向移动而实现多个横向测温点的选取与固定。

为防止发热件所产生的热量通过支撑件散失而影响到热电偶测温的准确度，可在支撑件与发热件之间嵌装一隔热板。

基于上述设计构思，本发明使用所述测试工装而可实现如下散热器表面温度场测试方法：

将翅片式散热器置于风机运转形成的空气流场中，

当发热件处于散热器背面某一位置时，测得处于散热器正面、发热件下方的热电偶所处位置点的温度，

沿纵向移动发热件M个位置、沿横向移动发热件N个位置，则相应测得散热器正面M×N个位置点的温度，

在M×N个位置点中，将相同温度的位置点用线连接而绘制成多条等温线，

从其中找出最低温度点、以及散热器正面散热温度变化趋势。

如上内容，所述散热器表面温度场测试工装及其方法具有如下优点和有益效果：

1、测试工装和方法较为简单和直观，具有较高的可行性。

2、通过测得的等温线而能够准确地分析出散热趋势与位置变化规律，为温度场分布绘制提供准确的数据支持、测试成本较低、周期较短。