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電子設(shè)備熱仿真及熱測(cè)試技術(shù)研究

2016-08-26 23:57:39袁濤
中國(guó)科技博覽 2016年17期
關(guān)鍵詞:電子設(shè)備研究

[摘 要]在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的今天,電子產(chǎn)品和設(shè)備的數(shù)量也在隨之不斷的增加。熱仿真和熱測(cè)試這兩項(xiàng)技術(shù)作為電子設(shè)備中包含的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),其技術(shù)水平的高低將會(huì)對(duì)設(shè)備本身的使用效率產(chǎn)生直接影響。對(duì)此,本文以電子設(shè)備為立足點(diǎn),分別對(duì)其熱測(cè)試和熱仿真兩項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行細(xì)致研究。

[關(guān)鍵詞]電子設(shè)備;熱仿真;熱測(cè)技術(shù);研究

中圖分類號(hào):TN06 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)17-0317-01

引言:就目前來(lái)看,熱控制技術(shù)正處于一個(gè)方興未艾的發(fā)展階段,國(guó)際上有很多的國(guó)家和地區(qū)都將熱控制技術(shù)作為各個(gè)軍工行業(yè)電子研究機(jī)構(gòu)必須要研究的一項(xiàng)復(fù)雜的電子系統(tǒng)中的一種核心技術(shù)。但由于電子設(shè)備以往的研發(fā)過(guò)程相對(duì)較為落后,設(shè)計(jì)師對(duì)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的依賴性較高,這使得其相關(guān)熱技術(shù)無(wú)法得到喲小發(fā)展。因此,對(duì)熱仿真和測(cè)試技術(shù)進(jìn)行細(xì)致研究勢(shì)在必行。

1. 電子系統(tǒng)中的熱仿真與可靠性

就目前來(lái)看,電子系統(tǒng)正在逐漸向著緊湊型和小型化的方向不斷發(fā)展,這也使得其應(yīng)用范圍在不斷的擴(kuò)大。但在不同的行業(yè)領(lǐng)域之中,其應(yīng)用電子系統(tǒng)的環(huán)境存在著一定的差異性,特別是在國(guó)防軍工和航空航天這兩個(gè)行業(yè)的電子系統(tǒng)中。由于其外部環(huán)境溫度變化的范圍相對(duì)較大,常常會(huì)出現(xiàn)超出電子系統(tǒng)常會(huì)使用溫度極限的情況出現(xiàn),所以其使用環(huán)境也更加的嚴(yán)峻,這就在一定程度上對(duì)電子設(shè)備本身的熱設(shè)計(jì)工作提出了更高層次的要求。

在電子設(shè)備中,熱仿真技術(shù)的存在主要是為了確保設(shè)備內(nèi)部包含的所有元器件其本身的工作溫度可以一直處于安全范圍之內(nèi),一旦在施工的過(guò)程中超出了這一范圍,元器件本身的工作性能就會(huì)降低,設(shè)備的使用壽命就會(huì)減少,從而使得電子設(shè)備本身的可靠性無(wú)法得到有效的保障。因此,為了確保熱仿真技術(shù)的準(zhǔn)確性,相關(guān)人員一定要對(duì)流體力學(xué)、熱力學(xué)、不同介質(zhì)環(huán)境中的熱傳遞規(guī)律等有充分的了解,從而做出精準(zhǔn)的電子設(shè)備工作環(huán)境預(yù)期,進(jìn)而為熱設(shè)計(jì)工作的進(jìn)一步進(jìn)行提供充分的設(shè)計(jì)依據(jù)[1]。此外,伴隨以CFD為核心技術(shù)的專業(yè)性熱仿真軟件發(fā)展進(jìn)度的逐步成熟和一些先進(jìn)仿真工具的出現(xiàn),也為電子設(shè)備內(nèi)任意點(diǎn)溫度、流體速度和壓力等設(shè)計(jì)變量的準(zhǔn)確性提供了有效的保障,從而進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整了熱設(shè)計(jì)技術(shù),提升了整個(gè)電子設(shè)備的可靠性與熱性能。

2. 熱仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和具體應(yīng)用

對(duì)于所有的電子設(shè)備來(lái)講,做好設(shè)備本身熱性能的設(shè)計(jì)是十分必要的。而就熱仿真軟件本身來(lái)看,其存在的最大的優(yōu)勢(shì)就在于,其能夠通過(guò)虛擬樣機(jī)的構(gòu)造,對(duì)設(shè)備的熱設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)借助計(jì)算機(jī)本身具有的強(qiáng)大仿真和后期處理能力,將電子設(shè)備內(nèi)部的空氣或者是液冷板內(nèi)部液體的流動(dòng)情況進(jìn)行直觀和形象的揭示,及時(shí)發(fā)現(xiàn)其流動(dòng)的不合理性可能會(huì)造成的問(wèn)題,以便從根本上找出根源問(wèn)題,并給予解決[2]。

在軍工行業(yè)的電子系統(tǒng)中應(yīng)用電子設(shè)備時(shí),因?yàn)樵O(shè)備的工作空間容易受限制、工作環(huán)境較為惡劣,要想確保設(shè)別可以這一會(huì)處于正常、可靠的工作狀態(tài),該行業(yè)電子設(shè)備的操作人員一般會(huì)使用相對(duì)較為專業(yè)的熱仿真軟件來(lái)對(duì)熱設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。與此同時(shí),電子設(shè)備的應(yīng)用,可以有效解決傳統(tǒng)熱學(xué)理論在計(jì)算過(guò)程中存在的耗時(shí)長(zhǎng)、程序繁瑣、結(jié)果誤差較大等缺陷問(wèn)題的存在。

3. 熱測(cè)試裝置和測(cè)試驗(yàn)證

在熱測(cè)試裝置之中,高壓氮?dú)馐窃撗b置中的壓力源所在,電子設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中可以通過(guò)減輕和精確的調(diào)節(jié)閥門壓力這兩種方式對(duì)液體容器本身的壓力進(jìn)行有效的控制。一般情況下,這種熱測(cè)試采用的都是試驗(yàn)的方式。由于連接管內(nèi)部的截面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于其試驗(yàn)時(shí)使用的模塊的內(nèi)界面劑,而冷卻過(guò)的水在流過(guò)來(lái)看試驗(yàn)?zāi)K之后,會(huì)被直接排放到同大氣壓力相等的收集容器之中。因此,在試驗(yàn)系統(tǒng)中,大部分的壓力差都會(huì)在試驗(yàn)?zāi)K上被消耗。與此同時(shí),試驗(yàn)中使用的儲(chǔ)液容器內(nèi)包含的液體溫度主要是由設(shè)備中的溫度控制單元通過(guò)了精細(xì)的調(diào)節(jié)和控制單元來(lái)完成溫度開(kāi)工至工作的,其控制的精確度可以被控制在零點(diǎn)五攝氏度這一范圍之內(nèi)[3]。在試驗(yàn)?zāi)K之外,覆蓋著帶有絕熱保溫性能的材料,在熱測(cè)試驗(yàn)證的過(guò)程中,試驗(yàn)人員可以通過(guò)單向流動(dòng)所處的加熱條件下,對(duì)熱平衡進(jìn)行有效的計(jì)算,通過(guò)這種計(jì)算獲得的熱測(cè)試技術(shù)結(jié)果,可以使電子設(shè)備在惡劣的運(yùn)行環(huán)境之中,其本身的散熱損失能夠被控制在百分之五以內(nèi)。此外,這樣一來(lái),電子設(shè)備本身的加熱熱量基本可以完全被處于流動(dòng)狀態(tài)的冷卻水吸收。

結(jié)束語(yǔ):

總而言之,高熱流和高密度的熱控制技術(shù)一直以來(lái)都是電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵和難點(diǎn)技術(shù)。對(duì)此,本文以熱冷卻模塊作為主要的論述點(diǎn),通過(guò)對(duì)其整體研究過(guò)程的細(xì)致分析,從而對(duì)熱仿真和測(cè)試這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)整個(gè)電子系統(tǒng)和其內(nèi)部包含的電子設(shè)備的重要性進(jìn)行了分析。此外,還通過(guò)相互定量對(duì)比驗(yàn)證的方式進(jìn)一步闡述了這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)相關(guān)行業(yè)未來(lái)發(fā)展具有的重要作用。

參考文獻(xiàn):

[1] 盧錫銘,吳亮.電子設(shè)備熱仿真及優(yōu)化技術(shù)研究[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2013,04:125-127.

[2] 盧錫銘.電子設(shè)備熱仿真及熱測(cè)試技術(shù)研究[J].艦船電子對(duì)抗,2013,03:118-120.

[3] 顧林衛(wèi).電子系統(tǒng)的熱仿真及熱測(cè)試研究[J].現(xiàn)代雷達(dá),2011,03:78-80.

作者簡(jiǎn)介

1袁濤,男,陜西寶雞,陜西烽火電子股份有限公司。

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