Способ контроля герметичности термосифонов Советский патент 1992 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к испытаниям на герметичность, а также определения показателей теплового сопротивления (импеданса) и качества термосифонов и тепловых труб, используемых для охлаждения силовых полупроводниковых приборов в преобразователях устройств электрической тяги и тягового электроснабжения.

Известен способ контроля герметичности термосифонов по № 920419, заключающийся в том. что создают тепловое возмущение теплоносителя термосифонов, а о его герметичности судят по изменению температуры на поверхности последнего, причем для контроля термосифонов, собранных с полупроводниковыми приборами, используют элемент с высокой теплопроводностью, нагревают его до температуры, соответствующей кипению теплоносителя, устанавливают элемент на свободной поверхности испарителя термосифона и замеряют температуру на контактной поверхности элемента, по который судят об изменении температуры на поверхности термосифона,

В известном устройстве достигается оперативный контроль герметичности термосифонов, собранных в модули с полупро- водниковыми приборами силовых преобразователей, за счет различий в показателях тепловой проводимости термосифонов и тепловых труб, зависящей от их герметичности.

Целью изобретения является расширение информативности способа путем определения наряду с герметичностью термосифонов их теплового сопротивления.

Х|

к

00 О Ю О

ю

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с измерением температуры на контактной поверхности элемента высокой теплопроводности измеряют мощность его теплового возмущения, изменяют эту мощность и повторяют все предыдущие операции, по разности измеренных в обоих случаях температур и мощностей определяют величину дифференциального теплового сопротивления термосифона, а по величине последнего с учетом одной из установившихся температур контактной поверхности элемента высокой теплопроводности и соответствующей ей мощности теплового возмущения судят о тепловом сопротивлении термосифона.

На чертеже приведен пример выполнения устройства, реализующего последовательность операций данного способа.

Устройство содержит нагреватель 1 с элементом 2 высокой теплопроводности, установленном на свободной поверхности испарителя термосифона 3, собранного с силовыми полупроводниковыми приборами 4. На поверхности контактирования элемента 2 с термосифоном 3 установлен датчик температуры, например термопара 5.

В качестве нагревательных элементов 2 могут быть использованы сами полупроводниковые приборы 4. Тогда элемент 2 высокой теплопроводности с термопарами 5 устанавливают между приборами 4 и испарителями термосифонов 3 и прижимают специальным устройством 9 к термосифону. Нагреватель подключен к источнику регулируемого напряжения 6, задающего величину мощности нагревателя, к которому также дополнительно подключен вентилятор с нагревателем воздуха, подаваемого на охлаждение термосифона. Устройство 7 управляет процессом контроля в соответствии с заложенным алгоритмом и осуществляет обработку, а также индикацию выходных информационных сигналов.

Способ осуществляется следующим образом.

Элемент 2 нагревают до температуры, обеспечивающей кипение теплоносителя, и с нагревателем 1 устанавливают на свободной поверхности испарителя термосифона. Затем, поддерживая постоянными мощности тепловыделения нагревателя 1, последовательно задают два различных по величине тепловых возмущения теплоносителя, длительность которых обеспечивает установившееся значение температуры элемента 2, которое фиксируют термопарой 5. По изменению температуры на контактной поверхности элемента 2 судят о герметичности термосифона, его дифференциальном

тепловом сопротивлении и температуре порога начала проводимости тепловой трубы, Устройство 7, воздействуя на регулятор напряжения 6, обеспечивает предварительный нагрев элемента 2 до температуры, соответствующей кипению теплоносителя, требуемую подачу вентилятора 8, расчетную температуру подаваемого вентилятором 8 воздуха, установку нагревателя 1 на

свободной поверхности термосифона 3, создает последовательно два различных тепловых возмущения термосифона, замеряет и контролирует мощность тепловых возмущений термосифона температуру элемента

высокой теплопроводности в месте его контактирования с испарителем термосифона, управляет процессом стабилизации мощности тепловых возмущений и длительностью процессов по показателю достижения устаповившейся температуры и обеспечивает по заложенной программе расчет и индикацию выходных информационных сигналов. Способ обеспечивает оперативный контроль герметичности термосифонов, собранных в модули с силовыми полупроводниковыми приборами, Кроме того, обеспечивает расширение информативности способа путем

определения наряду с герметичностью термосифонов их теплового сопротивления, причем последовательность операций определения теплового сопротивления позволяет определить

величины его составляющих: дифференциальное тепловое сопротивление и температуру порога его тепловой проводимости, характеризующих качество термосифона (тепловой трубы).

Тепловое сопротивление термосифона

определяется выражением

R Ii+Rg

где Rg .-р р - величина дифференциального теплового сопротивления, равная отношению разницы установившихся значений температур контактной поверхности элемента высокой теплопроводности и

термосифона к соответствующей разнице мощностей тепловых возмущений термосифона, °С/Вт;

Та Т2 - Rg P2 - температура порога начала проводимости тепловой трубы, определяемая по величине дифференциального теплового сопротивления и одному из значений установившейся температуры элемента высокой теплопроводности и соответствующей ей мощности теплового

возмущения термосифона, °С.

Формул а изо бретени я Способ контроля герметичности термосифонов по авт.св. № 920419, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью расширения информативности путем определения наряду с герметичностью термосифонов их теплового сопротивления, одновременно с измерением температуры на контактной поверхности элемента высокой теплопроводности измеряют мощность его теплового возмущения, изменяют эту мощность и по0

вторя ют все предыдущие операции, по разности измеренных в обоих случаях температур и мощностей определяют величину дифференциального теплового сопротивления термосифона, а по величине последнего с учетом одной из установившихся температур контактной поверхности элемента высокой теплопроводности и соответствующей ей мощности теплового возмущения судят о тепловом сопротивлении термосифона.

Изобретение относится к контролю герметичности и определению импеданса тер- митронов и тепловых труб и позволяет расширить информативность путем определения наряду с их герметичностью и величины импеданса. Элемент высокой теплопроводности нагревают до температуры кипения теплоносителя и устанавливают на свободной поверхности испарителя термосифона. Поддерживая постоянными мощности тепловыделения, последовательно задают два различных по величине тепловых возмущения теплоносителя. Измеряют соответствующие мощности теплового возмущения и температуру контактной поверхности элемента высокой теплопроводности и определяют величину дифференциального теплового сопротивления термосифона. По величине последнего с учетом одной из установившихся температур контактной поверхности и соответствующей ей мощности теплового возмущения судят о величине импеданса. 1 ил. (Л С