浅谈电子设备热控技术

1、浅谈电子设备热控技术 浅谈电子设备热控技术 中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-074501-0030-01 摘要：本文在对电子设备热控制的根底理解上，提出了热控制方法、以及对热控制的维护及检修。 关键词：电子设备 热控制技术 维护 1 电子设备热控制技术现状 我国电子设备热控制技术自主性研究始于二十世纪六十年代初，随着功率器件的不断涌现，发射功率的提高，强迫风冷，强迫液体冷却、蒸发冷却相继研制成功，并得到了广泛的应用。如当时大型计算机的静压室风冷，雷达发射机中磁控管、速调管、调制管、阻尼管、行波管的风冷、液冷。播送发射机的水冷和蒸发冷却。机载电子装备的风冷和液冷。地面通讯设

2、备的整机风冷、舰船设备的风冷和液体冷却、宇宙设备的热电致冷、辐射冷却和热管传热等等。经过几十年的努力，我国已形成了一支素质较高、设计能力较强的热设计队伍。在已取得的热设计成果的根底上，一些特别恶劣环境条件下应用的电子设备热控制技术，也取得了长足的开展。如机载设备 ATR 机箱的热分析、空芯PCB机箱的热设计、充氦导热模块的热设计，热管传热的多用途应用。最正确自然冷却和风冷 PCB 间距的研究，导热液体填充袋，低热阻导热膏、导热脂的研究，微通道散热器的研究等等都已经取得了可喜的成果。一些热控制器件，如散热器已形成规模生产，特种热管均已有一定规模的生产能力。 2 电子设备的热控制方法 2.1 自然

3、冷却 自然冷却：导热、自然对流和辐射换热的单独作用或两种以上换热形式的组合。其优点是可靠性高、本钱低。在功率密度不高的电子设备中应用较多。为增强电子设备自然冷却能力。应从以下几方面进行设计：改善设备内部元器件向机壳的传热能力。提高机壳向外界的传热能力。尽量降低传热路径各个环节的热阻，形成一条低热阻热流通道，保证设备在允许的温度范围内正常工作。 2.2 强迫空气冷却 利用风机、风道等专用部件迫使空气强行对流来到达降温散热的目的。 2.2.1 整机的抽风冷却 整机的抽风可以分为有风管和无风管两种形式。抽风冷却主要适用于热量比拟分散的整机或机箱。抽风的特点是风量大，风压小，各局部风量比拟均匀。由于它

4、的热空气密度较小，有一个浮升力，因此，抽风机一般都装在机柜顶部或上侧面，出风口面向设备周围的大风。 2.2.2 整机的鼓风冷却 整机的鼓风冷却也可分为有风管和无风管两种形式。 2.2.3 通风机的选择与使用 选择通风机需要考虑的因素很多，如空气的流量及速度、通风机的效率、通风系统的阻力特征、环境条件、风量、风压、噪音、体积和重量等，其中主要参数是风量和风压。要求风量大，风压低的设备一般选用轴流式风机，反之可选用离心式风机。当通风机的风量能满足需要但风压小于风道的阻力时，可采用通风机串联，以提高工作压力。通风机串联时，风量根本上等于单台风级的风量，风压那么相当于两台风机压力之和。通风机并联的风压

5、是单台风机的风压，但风量是各风机风量之和。并联适用的优点是气流路径短、阻力损失小、气流分布比拟均匀，但效率较低。强迫通风冷却时气流方向及风机的安装位置等将影响冷却的效果。轴流式鼓风系统由于风机位于冷空气的入口处，把冷空气直接吹入机壳内，可以提高机壳内的空气压力，并产生一股涡流，改善换热性能。但是风机电机所产生的热量也被冷空气带入机壳影响散热效果。 3 热控制装置的维护及检修 热控系统监控功能不断增强，范围迅速扩大，故障的离散性也增大。当热控系统的控制逻辑、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境，以及安装、调试、运行、维护检修人员的素质等这中间任一环节出现问题，都会引发热控保护系统的误动

6、。因此，如何进一步做好热控系统维护及检修，提高热控设备和系统运行的平安可靠性至关重要。以下本文将以热电偶检修及热电阻检修为例来说明如何对热控制装备进行维护。 3.1 热电偶检修 在检查热电偶时，首先应检查绝缘，然后检查电极是否有裂纹、脱层、磨损，工作端有无小孔，外表是否光洁。假设发现电极有以上情况应更换。对重要测点的保护套也应进行检查，除外观检查没问题外还应由金相室进行检查。对于装热电偶检查元件损坏只能整体更换，并查找烧坏的原因。热电偶在安装时必须符合安装要求，应防止装在炉孔旁边或与加热物体距离过近以及具有强磁场之外，热电偶的接线盒不应碰到被测介质的容器壁。热电偶参比端的温度一般不应超过 10

7、0度，并且避开被雨淋的地方。在安装高温高压热电偶时，一定严格保证其密封面的密封。带瓷保护管的热电偶，必须防止急冷急热，以防瓷管爆裂。 故障分析： 3.1.1 热电动势比实际应有的小：a热电偶内部漏电；b热电偶内部潮湿；c热电偶接线盒内接线柱短路；d补偿导线短路；e测量端损坏；f补偿导线与热电极的极性接反；g安装位置或受热长度不当；h参比端温度过高；i热电偶种类与仪表刻度不一致。 3.1.2 热电动势比实际应有的大：a热电偶种类用错；b补偿导线与热电偶种类不符；c热电偶安装方法或插入深度不当；d补偿导线与热电偶间接线松动。 3.1.3 测量仪表示值不稳定：a接线柱和热电极接触不良；b热电偶有断续

8、接地和短路现象；c热电极将断未断；d安装不牢固， 热电偶发生摆动；e补偿导线有断续接地和短路现象。出现以上情况应认真检查，仔细分析，排除故障，确保设备平安运行。 3.2 热电阻检修 外观检查：检查感温元件的瓷管是否完整，电阻丝有无损伤、紊乱、腐蚀现象，然后检查电阻值。安装和接线检查同热电偶相同。故障分析：a指示值比实际值低或指示值不稳定：保护管内有水或接线盒上有金属屑、灰尘或热电阻短路；b指示值无限大：热电阻断路；c指示值最小：热电阻短路，显示仪表接线接错。对以上出现的情况， 假设查出热敏感元件损 坏应进行修复或更换。以上是关于热控装置维护的两个例子，要切实维护好电子设计中热控装置的平安及有效性，从根本上说，应当加强热控系统设计的科学性与可靠性、控制逻辑的条件合理性和系统完善性以及热控技术监督力度和管理水平，开展热控系统与设备质量评估工作。 有必要在贯彻落实热控系统检修运行维护规程的根底上，结合平安评价标准，收集、消化吸收国内有关电子设计技术的管理经验。总结、提炼自动化设备运行检修和管理经验、事故教训，编制一个系统化、标准化、实用、可付诸操作的指导条例，用于开展行业热控系统设计、基建、运行维护、检修、监督的评估工作。并且减少设计、选型、安装调试过程中的平安隐患和遗留问题，提高基建移交商业运行机组热控系统