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(duì)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(duì)方法，最后文章討論了對(duì)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(hào)：V243 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
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(huì)。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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(tái)風(fēng)級(jí)的風(fēng)量，風(fēng)壓則相當(dāng)于兩臺(tái)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(tái)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(cè)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(huì)引發(fā)熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)。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(duì)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(duì)重要測(cè)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(duì)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(chǎng)之外，熱電偶的接線盒不應(yīng)碰到被測(cè)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(dòng)勢(shì)比實(shí)際應(yīng)有的小：a)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(cè)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(zhǎng)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(dòng)勢(shì)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(dòng)。
3.1.3 測(cè)量?jī)x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(dòng);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)指示值最小：熱電阻短路,顯示儀表接線接錯(cuò)。對(duì)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(píng)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(píng)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(dòng)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(píng)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)：
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