熱分析技術(shù)論文(2)
熱分析技術(shù)論文篇二
電子設(shè)備熱控技術(shù)分析
摘要：本文在闡述對電子設(shè)備熱控制的基礎(chǔ)上，提出了熱控制所面臨的現(xiàn)狀及一些應(yīng)對方法，最后文章討論了對熱控制的維護(hù)及檢修。
關(guān)鍵詞：電子設(shè)備，熱控制技術(shù)，維護(hù)
中圖分類號：V243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
電子設(shè)備中的熱控制技術(shù)是提高產(chǎn)品工作效率、工作可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，日益受到各軍工廠、所的重視。落實(shí)好電子產(chǎn)品的熱控裝置的維護(hù)，有助于把電子產(chǎn)品的研制工作及安全提高到更有效、更規(guī)則、更合理、更科學(xué)的階段。
1 電子設(shè)備熱控制技術(shù)現(xiàn)狀
我國電子設(shè)備熱控制技術(shù)自主性研究始于二十世紀(jì)六十年代初，隨著功率器件的不斷涌現(xiàn)，發(fā)射功率的提高，強(qiáng)迫風(fēng)冷，強(qiáng)迫液體冷卻、蒸發(fā)冷卻相繼研制成功，并得到了廣泛的應(yīng)用。如當(dāng)時(shí)大型計(jì)算機(jī)的靜壓室風(fēng)冷，雷達(dá)發(fā)射機(jī)中磁控管、速調(diào)管、調(diào)制管、阻尼管、行波管的風(fēng)冷、液冷。廣播發(fā)射機(jī)的水冷和蒸發(fā)冷卻。機(jī)載電子裝備的風(fēng)冷和液冷。地面通訊設(shè)備的整機(jī)風(fēng)冷、艦船設(shè)備的風(fēng)冷和液體冷卻、宇宙設(shè)備的熱電致冷、輻射冷卻和熱管傳熱等等。經(jīng)過幾十年的努力，我國已形成了一支素質(zhì)較高、設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的熱設(shè)計(jì)隊(duì)伍。在有關(guān)高校中設(shè)置有熱設(shè)計(jì)的課程，培養(yǎng)了一批熱設(shè)計(jì)的研究生。國內(nèi)各單位也舉辦了上百次的熱設(shè)計(jì)講座和研討會。熱設(shè)計(jì)技術(shù)已得到了普遍的重視。在已取得的熱設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上，一些特別惡劣環(huán)境條件下應(yīng)用的電子設(shè)備熱控制技術(shù)，也取得了長足的發(fā)展。如機(jī)載設(shè)備 ATR 機(jī)箱的熱分析、空芯PCB機(jī)箱的熱設(shè)計(jì)、充氦導(dǎo)熱模塊的熱設(shè)計(jì)，熱管傳熱的多用途應(yīng)用。最佳自然冷卻和風(fēng)冷 PCB 間距的研究，導(dǎo)熱液體填充袋，低熱阻導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱脂的研究，微通道散熱器的研究等等都已經(jīng)取得了可喜的成果。一些熱控制器件，如散熱器(型材散熱器、又指型散熱器、電力散熱器)已形成規(guī)模生產(chǎn)，特種熱管(扁平熱管、柔性熱管)均已有一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。
2 電子設(shè)備的熱控制方法
2.1 自然冷卻
自然冷卻：導(dǎo)熱、自然對流和輻射換熱的單獨(dú)作用或兩種以上換熱形式的組合。其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、成本低。在功率密度不高的電子設(shè)備中應(yīng)用較多。為增強(qiáng)電子設(shè)備自然冷卻能力。應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行設(shè)計(jì)：(1)改善設(shè)備內(nèi)部元器件向機(jī)殼的傳熱能力。(2)提高機(jī)殼向外界的傳熱能力。(3)盡量降低傳熱路徑各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻，形成一條低熱阻熱流通道，保證設(shè)備在允許的溫度范圍內(nèi)正常工作。
2.2 強(qiáng)迫空氣冷卻
利用風(fēng)機(jī)、風(fēng)道等專用部件迫使空氣強(qiáng)行對流來達(dá)到降溫散熱的目的。
2.2.1 整機(jī)的抽風(fēng)冷卻
整機(jī)的抽風(fēng)可以分為有風(fēng)管和無風(fēng)管兩種形式。抽風(fēng)冷卻主要適用于熱量比較分散的整機(jī)或機(jī)箱。抽風(fēng)的特點(diǎn)是風(fēng)量大，風(fēng)壓小，各部分風(fēng)量比較均勻。由于它的熱空氣密度較小，有一個(gè)浮升力，因此，抽風(fēng)機(jī)一般都裝在機(jī)柜頂部或上側(cè)面，出風(fēng)口面向設(shè)備周圍的大風(fēng)。
2.2.2 整機(jī)的鼓風(fēng)冷卻
整機(jī)的鼓風(fēng)冷卻也可分為有風(fēng)管和無風(fēng)管兩種形式。
2.2.3 通風(fēng)機(jī)的選擇與使用
選擇通風(fēng)機(jī)需要考慮的因素很多，諸如空氣的流量及速度、通風(fēng)機(jī)的效率、通風(fēng)系統(tǒng)的阻力特征、環(huán)境條件、風(fēng)量、風(fēng)壓、噪音、體積和重量等，其中主要參數(shù)是風(fēng)量和風(fēng)壓。要求風(fēng)量大，風(fēng)壓低的設(shè)備一般選用軸流式風(fēng)機(jī)，反之可選用離心式風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的串聯(lián)適用。當(dāng)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量能滿足需要但風(fēng)壓小于風(fēng)道的阻力時(shí)，可采用通風(fēng)機(jī)串聯(lián)適用，以提高工作壓力。通風(fēng)機(jī)串聯(lián)時(shí)，風(fēng)量基本上等于單臺風(fēng)級的風(fēng)量，風(fēng)壓則相當(dāng)于兩臺風(fēng)機(jī)壓力之和。通風(fēng)機(jī)的并聯(lián)適用。通風(fēng)機(jī)并聯(lián)的風(fēng)壓是單臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，但風(fēng)量是各風(fēng)機(jī)風(fēng)量之和。并聯(lián)適用的有點(diǎn)是氣流路徑短、阻力損失小、氣流分布比較均勻，但效率較低。通風(fēng)機(jī)的位置。強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻時(shí)氣流方向及風(fēng)機(jī)的安裝位置等將影響冷卻的效果。軸流式鼓風(fēng)系統(tǒng)由于風(fēng)機(jī)位于冷空氣的入口處，把冷空氣直接吹入機(jī)殼內(nèi)，可以提高機(jī)殼內(nèi)的空氣壓力，并產(chǎn)生一股渦流，改善換熱性能。但風(fēng)機(jī)電機(jī)所產(chǎn)生的熱量也被冷空氣帶入機(jī)殼影響散熱效果。
3 熱控制裝置的維護(hù)及檢修
熱控系統(tǒng)監(jiān)控功能不斷增強(qiáng)，范圍迅速擴(kuò)大，故障的離散性也增大。當(dāng)熱控系統(tǒng)的控制邏輯、測量和執(zhí)行設(shè)備、電纜、電源、熱控設(shè)備的外部環(huán)境，以及安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)檢修人員的素質(zhì)等這中間任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會引發(fā)熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動。因此，如何進(jìn)一步做好熱控系統(tǒng)維護(hù)及檢修，提高熱控設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性至關(guān)重要。以下本文將以熱電偶檢修及熱電阻檢修為例來說明如何對熱控制裝備進(jìn)行維護(hù)。
3.1 熱電偶檢修
在檢查熱電偶時(shí)，首先應(yīng)檢查絕緣，然后檢查電極是否有裂紋、脫層、磨損，工作端有無小孔，表面是否光潔。若發(fā)現(xiàn)電極有以上情況應(yīng)更換。對重要測點(diǎn)的保護(hù)套也應(yīng)進(jìn)行檢查，除外觀檢查沒問題外還應(yīng)由金相室進(jìn)行檢查。對于裝熱電偶檢查元件損壞只能整體更換，并查找燒壞的原因。熱電偶在安裝時(shí)必須符合安裝要求，應(yīng)避免裝在爐孔旁邊或與加熱物體距離過近以及具有強(qiáng)磁場之外，熱電偶的接線盒不應(yīng)碰到被測介質(zhì)的容器壁。熱電偶參比端的溫度一般不應(yīng)超過 100度，并且避開被雨淋的地方。在安裝高溫高壓熱電偶時(shí)，一定嚴(yán)格保證其密封面的密封。帶瓷保護(hù)管的熱電偶，必須避免急冷急熱，以防瓷管爆裂。
故障分析：
3.1.1 熱電動勢比實(shí)際應(yīng)有的?。篴)熱電偶內(nèi)部漏電;b)熱電偶內(nèi)部潮濕;c)熱電偶接線盒內(nèi)接線柱短路;d)補(bǔ)償導(dǎo)線短路;e)測量端損壞;f)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電極的極性接反;g)安裝位置或受熱長度不當(dāng);h)參比端溫度過高;i)熱電偶種類與儀表刻度不一致。
3.1.2 熱電動勢比實(shí)際應(yīng)有的大：a)熱電偶種類用錯(cuò);b)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶種類不符;c)熱電偶安裝方法或插入深度不當(dāng);d)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶間接線松動。
3.1.3 測量儀表示值不穩(wěn)定：a)接線柱和熱電極接觸不良;b)熱電偶有斷續(xù)接地和短路現(xiàn)象;c)熱電極將斷未斷;d)安裝不牢固, 熱電偶發(fā)生擺動;e)補(bǔ)償導(dǎo)線有斷續(xù)接地和短路現(xiàn)象。出現(xiàn)以上情況應(yīng)認(rèn)真檢查,仔細(xì)分析,排除故障,確保設(shè)備安全運(yùn)行。
3.2 熱電阻檢修
外觀檢查: 檢查感溫元件的瓷管是否完整,電阻絲有無損傷、紊亂、腐蝕現(xiàn)象,然后檢查電阻值。安裝和接線檢查同熱電偶相同。(1)故障分析：a)指示值比實(shí)際值低或指示值不穩(wěn)定：保護(hù)管內(nèi)有水或接線盒上有金屬屑、灰塵或熱電阻短路;b)指示值無限大：熱電阻斷路;c)指示值最?。簾犭娮瓒搪?顯示儀表接線接錯(cuò)。對以上出現(xiàn)的情況, 若查出熱敏感元件損
壞應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換。以上是關(guān)于熱控裝置維護(hù)的兩個(gè)例子，要切實(shí)維護(hù)好電子設(shè)計(jì)中熱控裝置的安全及有效性，從根本上說，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可靠性、控制邏輯的條件合理性和系統(tǒng)完善性以及熱控技術(shù)監(jiān)督力度和管理水平，開展熱控系統(tǒng)與設(shè)備質(zhì)量評估工作。
有必要在貫徹落實(shí)熱控系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程的基礎(chǔ)上，結(jié)合安全評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，收集、消化吸收國內(nèi)有關(guān)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的管理經(jīng)驗(yàn)?？偨Y(jié)、提煉自動化設(shè)備運(yùn)行檢修和管理經(jīng)驗(yàn)、事故教訓(xùn)，編制一個(gè)系統(tǒng)化、規(guī)范化、實(shí)用、可付諸操作的指導(dǎo)條例，用于開展行業(yè)熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基建、運(yùn)行維護(hù)、檢修、監(jiān)督的評估工作。并且減少設(shè)計(jì)、選型、安裝調(diào)試過程中的安全隱患和遺留問題，提高基建移交商業(yè)運(yùn)行機(jī)組熱控系統(tǒng)的可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1] 高澤溪，高成，王誕燕，電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)、熱評估實(shí)施要求，[J]. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2002，(3)
[2] 王道遠(yuǎn)，淺談電子設(shè)備熱控制技術(shù)，[J].機(jī)械管理開發(fā)2008，23(6)
[3] 謝德仁，景莘慧，電子設(shè)備熱控制仿真技術(shù)述評，[J].電子機(jī)械工程，2007，23(5)
看了“熱分析技術(shù)論文”的人還看：