[发明专利]微槽群热沉毛细润湿长度的可视化测量装置与方法

说明书

本公开提供了一种微槽群热沉毛细润湿长度的可视化测量装置与方法，通过固定微槽群可视化测量装置，设置红外摄像仪的初始发射率及设定基准线；拍摄红外图像；将红外图像导入处理器进行图像处理得到各槽道的具体润湿长度；再次进行修正后得到各个槽道的润湿长度的测量结果。本发明针对现有毛细润湿长度的测量方法的局限性进行了改进，解决现有测量方法效率低、误差大等问题，实现了微槽群各槽道内毛细润湿长度的准确、定量测量，以更加精确的对各个槽道的润湿情况进行精细调控，更加高效的调控微槽群内的复合相变换热的强化。

技术领域

本公开涉及微槽群热沉毛细润湿长度精确测量技术领域，尤其涉及一种微槽群热沉毛细润湿长度的可视化测量装置与方法。

背景技术

伴随着微电子、微机电系统、航空航天及微系统等高新技术领域的迅速发展，芯片集成度和性能得到不断提高，使得电子设备趋于大功率化、微型化发展，器件或系统的散热问题已成为制约电子设备领域发展的瓶颈问题。微槽群复合相变换热技术作为微细尺度相变换热技术之一，以其换热系数高、工作稳定等特点成为当前的新型散热手段，能够被用来实现低热阻和小温差条件下的极高换热系数和热流密度的换热过程。目前，传统的测量微槽道内润湿长度的方法是用高速摄像机进行拍摄，用人工的方法在照片上取点，并对照微槽旁边的刻度尺进行读数。这种方法不仅效率低，并且人工取点和读数容易产生较大误差。在微槽群实验过程中，由于大部分情况下进行的是常压下的实验，与空气不可避免的接触，会造成液体工质与空气中的有机大分子结合而污染微槽群的表面的情况，且在机械加工和日常存放过程中，极易存留油脂油污，使得不同微槽群热沉中不同槽道内的液体润湿长度产生不一致的情况。同时，微槽群热沉的工作原理为根据其自身微结构所形成的压力梯度作用下驱动液体工质沿微槽流动，并在微槽内三相接触线区域形成扩展弯月面，形成高强度蒸发和沸腾条件，可以说微槽群热沉实现超高强度换热最核心的是热沉所形成的毛细润湿长度。因此，各槽道内润湿长度的测量对于微槽群润湿精细调控显得格外重要。另外，因为液体工质大部分情况下选用的是去离子水、乙醇等无色透明的液体，特别是当可视化实验中的微槽群热沉选用无色透明玻璃时，准确读出液体工质在为槽群中不同槽道内液体弯月面的准确位置非常困难。

通过以上分析可知，现有的测试方法均难以测量毛细微槽群中各槽道中准确的润湿长度，而且更难以测量不同槽道内的润湿长度，特别是槽板与水平方向在不同倾角时应用的测量，不同槽道内润湿长度的测量是为了更加精确的对槽道内的润湿情况进行精细调控，因而能更加方便高效的调控槽群结构相变换热的强化。因此，需采用更加有效的方法对微槽群的液体工质的毛细润湿、强化换热进行准确、定量调控及测量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种微槽群热沉毛细润湿长度的可视化测量装置与方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种微槽群热沉毛细润湿长度的可视化测量装置，包括：固定组件，包括：支架；以及固定件，所述固定件与所述支架连接；液池，其内充有液体工质；微槽群槽板，所述微槽群槽板第一端与所述固定件连接，所述微槽群槽板第二端竖直浸入所述液池的液体工质内；以及红外摄像仪，置于所述微槽群槽板正前方，用于拍摄红外图像，所述红外摄像仪与处理器连接进行图像数字化处理得到具体润湿长度。

在本公开的一些实施例中，还包括高速摄像仪，置于所述微槽群槽板正前方，所述高速摄像仪与处理器连接，用于检验、校正红外摄像仪测量微槽群润湿长度的准确性。

在本公开的一些实施例中，所述固定件与所述支架通过螺纹连接，通过与固定架相连的螺杆带动所述微槽群槽板转动，所述微槽群槽板转动角度为0°～90°。

在本公开的一些实施例中，还包括：加热元件，嵌设于所述固定件与所述微槽群槽板间；所述加热元件与所述直流稳压电源连接。

在本公开的一些实施例中，所述微槽群槽板第一端通过所述固定件夹紧连接。