一种安装贴合度测试方法和安装贴合度测试系统与流程

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种安装贴合度测试方法和安装贴合度测试系统。

背景技术：

目前发热元器件的散热降温一般依靠风冷翅片或冷媒，冷却方式不同但其实施都依靠散热板(如铝板)传导散热：功率模块元器件与散热铝板贴合，两者通过螺钉固定。而螺钉固定的力度和垂直度对元器件与散热铝板贴合的有效性影响较大，而贴合度会影响散热板的散热性能。目前仅是通过采用力矩螺丝刀、要求生产操作手法等控制力度和垂直度，安装误差较大，影响贴合度，进而影响散热性能。而如果安装效果未达到设计要求的产品，散热达不到设计理论散热量，短时间运行(如出厂检测)出问题的风险较低，但在用户长时间使用、尤其是高负载运行时，会出现频繁限频、降频，甚至元器件烧毁的风险。

在现有技术中，对于功率模块与散热板之间是否安装到位，即对于二者的贴合度，结果不可视、小偏差难测量和控制，而如果直接测量极端温升来测试其散热效果，则会对元器件损伤。

技术实现要素：

本发明解决的问题是如何有效检测功率模块与散热板之间的安装是否达到效果，且不会对元器件造成损伤。

为解决上述问题，本发明是采用以下技术方案来解决的。

在一方面，本发明提供了一种安装贴合度测试方法，用于测量热源与散热板之间的贴合度，包括：

控制位于所述散热板一侧的热源以第一预设功率发热；

控制位于所述散热板另一侧的冷源以第二预设功率制冷；

获取所述热源在以第一预设功率发热持续第一预设时间t1后的即时温度t；

依据所述即时温度t判定所述热源与所述散热板的贴合度是否达标。

本发明提供了一种安装贴合度测试方法，在实际测量时，控制热源以第一预设功率持续发热，对散热板进行升温，同时控制冷源以第二预设功率持续制冷，对散热板进行降温，并在持续第一预设时间t1后，获取热源的即时温度t，并通过即时温度t的大小、变化趋势等来判定热源与散热板的贴合度是否达标。如若贴合度不达标，则热源产生的热量不会及时传递至散热板，就会造成热源温度过高，反之则会使得热源温度不会太高，即热源与散热板之间的贴合度会在即时温度t上得以体现，同时冷源能够对散热板进行降温，从而能够将热源控制在一定范围内，避免对热源和散热板造成热损伤。相较于现有技术，本发明通过增设冷源，并通过热源的即时温度来判定其与散热板之间的贴合度，能够有效检测出热源与散热板之间的贴合度，并且保证热源安全。

进一步地，所述依据所述即时温度t和所述温度变化率δt判定所述热源与所述散热板的贴合度是否达标的步骤，包括：

若所述即时温度t小于或等于第一阈值温度ts1，则判定所述热源与所述散热板的贴合度达标；

若所述即时温度t大于所述第一阈值温度ts1且小于或等于第二阈值温度ts2，则依据第二预设时间t2内所述即时温度t的变化量δt来判定所述热源与所述散热板的贴合度是否达标；

若所述即时温度t大于第二阈值温度ts2，则判定所述热源与所述散热板的贴合度不达标；

其中，所述第二阈值温度ts2大于所述第一阈值温度ts1。

进一步地，所述依据第二预设时间t2内所述即时温度t的变化量δt来判定所述热源与所述散热板的贴合度是否达标的步骤，包括：

若所述变化量δt大于预设量δtn，则判定所述热源与所述散热板的贴合度不达标；

若所述变化量δt小于或等于预设量δtn，则判定所述热源与所述散热板的贴合度达标。

进一步地，所述第二预设时间t2为20s-120s。

进一步地，所述预设量δtn为-10℃-0℃。

进一步地，所述第二阈值温度ts2与所述第一阈值温度ts1的差值在3℃-10℃之间。

进一步地，所述热源为多个，所述获取所述热源在第一预设时间t1后的即时温度t的步骤包括：

分别获取多个所述热源在第一预设时间t1后的即时温度t。

进一步地，所述控制位于所述散热板一侧的热源以第一预设功率发热的步骤，包括：

向位于所述散热板一侧的所述热源输入第一预设电流，以使所述热源以所述第一预设功率发热。

进一步地，在所述控制位于所述散热板一侧的热源以第一预设功率发热的步骤之前，所述安装贴合度测试方法还包括：

将所述热源和所述散热板在环境温度为预设温度ta的空间内静置预设缓冷时间t0。

进一步地，所述第一预设功率和所述第二预设功率相同。

进一步地，所述冷源为半导体制冷片。

在另一方面，本发明还提供了一种安装贴合度测试系统，适用于前述的安装贴合度测试方法，并用于测量热源与散热板之间的贴合度，所述安装贴合度测试系统包括冷源和控制器，所述热源位于所述散热板的一侧，所述冷源位于所述散热板的另一侧，所述控制器分别与所述热源和所述冷源电连接；

其中，所述控制器用于控制所述热源以第一预设功率发热；

所述控制器还用于控制所述冷源以第二预设功率制冷；

所述控制器还用于获取所述热源在第一预设时间t1后的即时温度t，并依据所述即时温度t判定所述热源与所述散热板的贴合度是否达标。

附图说明

图1为本发明提供的安装贴合度测试方法的步骤框图；

图2为本发明提供的安装贴合度测试方法的控制逻辑框图；

图3本发明提供的安装贴合度系统的工作状态图。

附图标记说明：

100-安装贴合度测试系统；110-控制器；130-冷源；200-散热板；300-热源。

具体实施方式

正如背景技术中所公开的，现有技术中针对发热元气件的散热降温性能，通常是配合整机进行整体测试，即通过出厂检测一并进行测试，然而，其仅仅能够证明空调器短时间内运行出问题的风险较低，对于发热元气件长期或高负载运行时的散热性能难以测试。

经发明人调研发现，散热板与发热元器件之间的安装贴合度是影响散热板散热性能的重要指标之一，目前发热元器件通常是仅仅通过力矩螺钉进行固定的，即发热元器件通过力矩螺钉固定在散热板上，这对安装工艺的要求较高。然而，通过螺钉进行固定具有一定的安装误差，使得发热元器件与散热板之间无法达到完全贴合，从而影响其散热性能。而现有技术中，对于功率模块与散热板之间是否安装到位，即对于二者的贴合度，结果不可视、小偏差难测量和控制，而如果直接测量极端温升来测试其散热效果，则会对元器件损伤。

为了解决上述问题，本发明提供了一种安装贴合度测试方法和系统，能够有效检测发热元器件与散热板之间的贴合度，以检测发热元器件是否安装到位，及时发现异常位置，防止问题产品出厂。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

结合参见图1至图3，本发明提供了一种安装贴合度测试方法，用于测量热源300与散热板200之间的贴合度，其测量效果好，检测精度高，能够有效检测出热源300与散热板200之间的贴合度，并且保证发热元气件的安全。

本实施例提供的安装贴合度测试方法，适用于安装贴合度测试系统100，该安装贴合度测试系统100包括冷源130和控制器110，在测试之前，需要将待测热源300与散热板200安装到位，并且将冷源130安装在散热板200远离热源300的一侧表面，同时散热板200上还安装有冷媒管，在测试过程中冷媒管不参与动作，故本实施中略去处理。通过控制器110控制热源300、冷源130工作，并获取到热源300的即时温度，通过该即时温度来判定热源300与散热板200之间的安装效果是否达标，具体过程和原理下面会详细介绍。

需要说明的是，本实施例提供的安装贴合度测试方法，应用于空调器内具有散热板200的结构，其中空调器可以是室内机，也可以是室外机，且空调器的类型不作具体限定，但凡是具有热源300且需要通过散热板200进行散热降温的空调器均在本发明的保护范围之内。本实施例中的热源300，指的是空调器内的发热元气件，例如电控盒内部器件、压缩机或者电机等。本实施例中的冷源130，指的是可拆装的小型制冷设备，且具有制冷快、体积小、可精确控制制冷量的优点。优选地，本实施例中的冷源130为半导体制冷片，其贴合在散热板200远离热源300的一侧表面，用于对散热板200进行降温，以防止热源300的温度过高。

下面对该安装贴合度测试方法进行详细介绍。

本实施例提供的安装贴合度测试方法，包括：

s1：控制位于散热板200一侧的热源300以第一预设功率发热。

具体地，通过控制器110控制热源300以第一预设功率发热，即以恒定的发热速率产生热量，此处可以通过对热源300或者整个控制器110输入恒定电流ia来实现，对于热源300的控制原理在此不作具体介绍。

在本实施例中，在执行步骤s1之前，还需要将冷源130组装在散热板200上，并将控制器110与热源300和冷源130同时电连接，然后将组装好的结构(包括热源300和散热板200)在环境温度为预设温度ta的空间内静置预设缓冷时间t0，以保证热源300、散热板200以及冷源130均处于初始状态，避免外部环境造成的干扰，例如组装时在散热板200上产生的热量。

具体地，预设温度ta需保证与后续步骤中的环境温度相同，同时预设缓冷时间t0需保证热源300、散热板200和冷源130冷却至基本与环境温度一致，例如，将组装好的结构放置在环境温度为25℃的空间中静置20min，再对热源300输入恒定电流ia。当然，此处的环境温度和静置时间仅仅是举例说明。

需要说明的是，在实际组装时，需保证冷源130对散热板200的制冷效果，优选地，冷源130与热源300对应设置，从而能够直接地对热源300附近的散热板200进行制冷。优选地，冷源130采用均匀制冷排布方式，且冷源130的直接制冷面积(即与散热板200的直接贴合面积)大于热源300的直接热传导面积(即理论上热源300与散热板200的直接贴合面积)，从而进一步保证对热源300周围的散热板200进行制冷，以保障热源300的安全。

在本实施例中，散热板200为铝板结构，且冷源130为半导体制冷片，半导体制冷片可通过可导热粘合剂紧密贴合在散热板200的表面，并通过导线与控制器110电连接，从而实现可控的制冷效果。其中半导体制冷片具有制冷快、体积小、可精确控制等优点，关于半导体制冷片的具体制冷原理和内部结构可参考现有技术，在此不再赘述。

s2：控制位于散热板200另一侧的冷源130以第二预设功率制冷。

具体地，通过控制器110控制冷源130以第二预设功率制冷，即以恒定的制冷效率对散热板200进行制冷，此处也可以通过对冷源130或者整个控制器110输入恒定电流ib来实现，此处冷源130为半导体制冷片，对于半导体制冷片的控制原理在此不再详细介绍。

在本实施例中，第一预设功率和第二预设功率相同，即理想状态下热源300产生的热量和冷源130的制冷量相同，通过冷源130降低散热板200的温度，避免异常安装时温度过高而损坏热源300。当然，此处第一预设功率和第二预设功率也可以不同，例如第二预设功率略大于第一预设功率，使得制冷量大于发热量，进一步保证安全。

需要说明的是，在实际测试时，散热板200的正面可以设置有若干个热源300，若干个热源300间隔分布在散热板200上，同时散热板200的背面可以设置有同等数量的冷源130，且冷源130与热源300一一相对设置，以保证制冷效果和对热源300的保护效果。当然，当散热板200的尺寸较小时，也可以直接采用一个较大的半导体制冷片覆盖在散热板200的背面，实现均匀制冷。对于冷源130的具体安装结构，在此不做具体限定，只要是能够保证对若干个热源300所在的散热板200同时进行制冷即可。

在本实施例中，步骤s1和步骤s2同步进行，其中，可以通过向控制器110输入同一预设电流ia(或ib)来同时控制热源300和冷源130工作。

s3：获取热源300在以第一预设功率发热持续第一预设时间t1后的即时温度t。

具体地，在热源300以第一预设功率持续发热经过第一预设时间t1后，通过控制器110获取热源300的即时温度，其中，热源300的温度可以通过其本身内置的温度传感器进行检测，并传递至控制器110。当然，对于未自带有温度传感器的热源300，也可以额外设置温度传感器，并使得温度传感器与控制器110电连接，从而将热源300的即时温度信号传递至控制器110。

需要说明的是，一般情况下，为了保证可靠性，通常作为控制核心的发热元器件都设置有温度传感器，如部分无温度传感器的元器件，可以与其他具有温度传感器的元器件联动控制，并增加温度关联修正。或者单独设置温度传感器，并通过温度传感器直接检测元器件的温度。本实施例中以自带有温度传感器的热源300为例进行说明。

还需要说明的是，在热源300经过第一预设时间t1的发热后，控制器110获取热源300的即时温度信号，并在之后的时间内进行脉冲式记录，例如每隔1s记录一次热源300的温度，从而能够获取到热源300的温度变化趋势。

在本实施例中，在达到第一预设时间t1后，可以通过控制器110控制热源300停止放热，即停止向热源300输入预设电流ia，使得热源300停止，并方便后续的即时温度的测量。当然，此处也可以继续控制热源300放热，使得热源300持续产生热量，以更加准确地检测散热板200的散热效能。

在本实施例中，热源300为多个，多个热源300设置在散热板200上，则此时需要分别获取多个热源300在第一预设时间t1后的即时温度t。需要说明的是，此处控制器110需要对每个热源300的即时温度进行单独比对，即每个热源300与散热板200之间的贴合度的判定相互独立，本实施例中可以通过控制器110上集成的若干个模块来实现。在其他较佳的实施例中，也可以通过多个控制器110来分别进行控制和判定。

s4：依据即时温度t判定热源300与散热板200的贴合度是否达标。

具体地，结合参见图2，控制器110在获取到热源300的即时温度t后，首先需要执行步骤s41：判断热源300的即时温度t是否小于或等于第一阈值温度ts1。

若即时温度t小于或等于第一阈值温度ts1，则判定热源300与散热板200的贴合度达标。

若即时温度t大于第一阈值温度ts1则需要执行步骤s42：判断热源300的即时温度t是否大于第二阈值温度ts2。

若即时温度t大于第二阈值温度ts2，则定热源300与散热板200的贴合度不达标。

若即时温度t大于第一阈值温度ts1且小于或等于第二阈值温度ts2，则需要执行步骤s43：判断第二预设时间t2内温度t的变化量δt是否小于或等于预设量δtn。

若变化量δt小于或等于预设量δtn，则判定热源300与散热板200的贴合度达标。

若变化量δt大于预设量δtn，则判定热源300与散热板200的贴合度不达标。

具体地，步骤s4可以采用以下步骤执行：

若所述即时温度t小于或等于第一阈值温度ts1，则判定所述热源300与所述散热板200的贴合度达标；

若所述即时温度t大于所述第一阈值温度ts1且小于或等于第二阈值温度ts2，则依据第二预设时间t2内即时温度t的变化量δt来判定热源300与散热板200的贴合度是否达标。

若即时温度t大于第二阈值温度ts2，则判定热源300与散热板200的贴合度不达标。

其中，第二阈值温度ts2大于第一阈值温度ts1，且第二阈值温度ts2与第一阈值温度ts1的温度差tc为3℃-10℃。

需要说明的是，此处第一阈值温度ts1、第二阈值温度ts2、第一预设时间t1均与散热板200大小、半导体制冷片功率大小、发热元器件选型等相关，可在设计阶段通过测试、模拟等自主进行设定，设定范围较广，在此不再例举。

还需要说明的是，本实施例中热源300为多个，每个热源300进行单独比对，当所有热源300的即时温度t小于或等于第一阈值温度ts1时，则说明所有热源300与散热板200之间的贴合度均达标，此时说明热源300的安装无问题，产品可正常流出。如若有至少一个热源300的即时温度t大于第一阈值温度ts，则需要对异常的热源300进行上述步骤的判定。通过本方法，还能够精确、快速地定位出异常的热源300，快速检测安装效果以及未有效安装的位置。

值得注意的是，此处多个热源300可以是同种发热元器件，也可以是不同种类的发热元器件，当热源300不同时，可针对性地对每个热源300设定其第一阈值温度ts1、第二阈值温度ts2，并单独进行判定。

在本实施例中，对于即时温度t大于第一阈值温度ts1的情况，可以设定此时的即时温度t与第一阈值温度ts1的差值为△t。若△t小于或等于tc，则说明即时温度t落入到第一阈值温度ts1和第二阈值温度ts2的区间范围内，此时需要进一步判定即时温度t的变化量δt；若△t大于tc，则说明即时温度t大于第二阈值温度ts2，此时的热源300温度较高，说明散热板200的散热效果受限，即说明热源300与散热板200之间的贴合度不达标，安装效果差。

具体地，对于即时温度t落入到第一阈值温度ts1和第二阈值温度ts2的区间范围内时，需要获取第二预设时间t2内即时温度t2，其中，第二预设时间t2的取值范围为20-120s，优选为30s，即获取30s内即时温度的变化量δt。

在实际操作时，可以设定即时温度t的变化量δt满足以下关系：δt＝tk1-tk2,其中tk1和tk2分别为30s的时间段的端点温度，即tk1为热源300当前的即时温度，tk2为热源300前的即时温度。

若变化量δt大于预设量δtn，则判定热源300与散热板200的贴合度不达标。

若变化量δt小于或等于预设量δtn，则判定热源300与散热板200的贴合度达标。

其中，预设量δtn的取值范围为-10℃-0℃，优选为-2℃。即若δt≤-2℃，则说明随着时间的推进，热源300处于温度下降的趋势，且下降速率大于或等于-2/30℃/s，此时可判定热源300与散热板200的贴合度达标，散热板200仍旧具备相当的散热能力，热源300与散热板200之间安装到位；若δt＞-2℃，则说明随着时间的推进，热源300处于温度上升或者温度持平的趋势，或者下降速率过小，此时可判定热源300与散热板200的贴合度不达标，此时散热板200的散热能力较弱，会影响整机的散热效果，热源300与散热板200之间安装不到位。

参见图2，在本实施例中，上述安装贴合度测试系统，其具体操作过程如下：

将组装好的热源300、冷源130和散热板200在环境温度为预设温度ta的空间内静置预设缓冷时间t0。然后向控制器110输入预设电流ia，持续第一预设时间t1。

在经过第一预设时间t1后，需要判断热源300的即时温度t是否小于或等于第一阈值温度ts1。若满足，则热源300与散热板200之间的贴合度达标，安装无问题，产品可正常流出。若不满足，则说明此时热源300的即时温度t大于第一阈值温度ts1，此时则需要判断热源300的即时温度t是否大于第二阈值温度ts2。若热源300的即时温度t大于第二阈值温度ts2，则说明热源300与散热板200之间的贴合度不达标，安装异常，产品需要进行维修。

若热源300的即时温度t小于或等于第二阈值温度ts2(前置条件大于第一阈值温度ts1)，则需要判断热源300的即时温度t的变化量δt是否大于预设量δtn。若变化量δt大于预设量δtn，则判定热源300与散热板200的贴合度不达标，安装不到位，产品需要进行维修。若变化量δt小于或等于预设量δtn，则判定热源300与散热板200的贴合度达标，安装到位，产品正常流出。关于上述的判断原理和具体参数可参考前文。

参见图3，本实施例还提供了一种安装贴合度测试系统100，包括冷源130和控制器110，该安装贴合度测试系统100用于对安装好的热源300和散热板200之间的贴合度进行测试，具体地，在测试前先将冷源130安装在散热板200上远离热源300的一侧表面，并与热源300的位置相对应。控制器110通过导线与冷源130和热源300连接，其中，控制器110用于控制热源300以第一预设功率发热；控制器110还用于控制冷源130以第二预设功率制冷；控制器110还用于获取热源300在以所述第一预设功率发热且持续第一预设时间t1后的即时温度t，并依据即时温度t判定热源300与散热板200的贴合度是否达标。

具体地，在实际对热源300和冷源130进行控制时，可以通过输入预设电流ia，并持续第一预设时间t1来实现，同时在经过第一预设时间t1后，通过热源300自带的温度传感器获取热源300的即时温度t，依据该即时温度t来判定热源300与散热板200的贴合度是否达标，具体判定过程可参考前文。

在本实施例中，控制器110可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器110可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器。控制器110也可以是任何常规的处理器等。

综上所述，本实施例提供本发明提供了一种安装贴合度测试方法和系统，在实际测量时，控制热源300以第一预设功率持续发热，对散热板200进行升温，同时控制冷源130以第二预设功率持续制冷，对散热板200进行降温，并在持续第一预设时间t1后，获取热源300的即时温度t，并通过即时温度t的大小、变化趋势等来判定热源300与散热板200的贴合度是否达标。如若贴合度不达标，则热源300产生的热量不会及时传递至散热板200，就会造成热源300温度过高，反之则会使得热源300温度不会太高，即热源300与散热板200之间的贴合度会在即时温度t上得以体现，同时冷源130能够对散热板200进行降温，从而能够将热源300控制在一定范围内，避免对热源300和散热板200造成热损伤。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。