电子设备热性能参数的检测

电子设备热性能参数的检测东南大学谢德仁，瞿磊一、引言电子设备热性能参数，包括电子设备工作过程中的温度及其分布、强制冷却的电子机箱（柜）的流体速度（或流量）以及流体流经机箱的压力损失（压降）．这些参数的好坏与它的工作可靠性密切相关．电子设备热设计工程师...     

《电子机械工程》杂志栏目简介

《电子机械工程》杂志共分七个栏目。栏目为;综述与动态（包括：综述、动态、新理论）;抗恶劣环境设计与试验技术（主要有：EMC、振动冲击、热设计、三防、机械结构可靠性研究）;产品设计（主要含：电子设备系统总体、分机的设计方法和应用实例）;工艺技术（其中有：电子设备特种加工、互连技术、先进制造技术在电子设备研制中的应用）;计算机应用技术（主要为：电子设备CAD／CAE／CAM／CAT的理论和应用）;机电一体化（含有：自动控制、传感器、微机械）;简讯（主要有：会议信息,新产品、新技术介绍,新书推荐）。     

舰载插箱的热性能分析

电子设备冷却方案的确定历来是结构设计工作的重要组成部分,冷却方案的选择是否得当,热设计参数是否合理,将直接影响整个设备的可靠性、性能、主成本等重要指标。本人针对舰载插箱（以５Ｕ为例）的自然攻热过程进行定量的分析计算,为冷却方案的确定 一个具体的前提条件。     

基于正交试验的液冷板散热性能的研究

根据电子设备工作时局部热耗过大的状况,设计了小通道液冷冷板。利用ICEPAK仿真软件,分别对小通道冷板和普通S型流道冷板进行散热性能研究,研究发现小通道冷板的散热效果明显优于普通S型流道冷板。对小通道结构参数（肋片间距、厚度）及进口处流量进行单因素分析,研究其对冷板散热性能的影响。通过正交试验的极差分析,各因素的影响顺序为：进口流量>肋片厚度>肋片间距。该分析结果为高功耗电子设备的散热设计提供理论参考。     

一种集成三轴加速度、压力、温度的硅微传感器

针对恶劣环境和严格空间体积限制条件下的多参数测量问题,利用绝缘体上硅（SOI）材料,采用微型机械电子系统（MEMS）技术,研制了一种可以同时测量三轴加速度、绝对压力、温度参数的单片集成硅微传感器,其中加速度、绝对压力传感器基于掺杂硅压阻效应,温度传感器基于掺杂硅电阻温度效应.结合芯片中各传感器的工作原理,用有限元方法对设计的结构进行了仿真,确定集成传感器的电阻分布和结构参数.根据确定的集成传感器结构,制定了相应的制备工艺步骤.最后给出了集成传感器芯片的性能测试结果.     

电子设备热性能参数的自动检测

本文介绍适用于电子设备热性能参数（温度、流量、压力）测量而研制成功的测试仪器。其中包括整机的硬、软件设计,如传感器的选择,单片微机控制系统,上、下位微机的通讯等一系列技术设计内容。实用结果表明,该仪器可满足热性能参数测量的需要,各项技术指标均达到了设计的要求。     

船用电子设备结构可靠性设计

随着现代技术的发展，对电子设备抗恶劣环境的要求不断提高，传统的设计方法已不能满足要求，迫切需要将可靠性设计准则应用到实际设计工作中去。为此，本文采用电子线路可靠性的成熟技术，以某新型电子机柜为例，阐述了如何把故障模式、影响及危害性分析（ＦＭＥＣＡ）方法和可靠性试验相结合应用于结构设计中，并指出基于可靠性的电子设备结构参数、结构形状、拓扑结构、防护因素优化设计及把模糊可靠性理论应用于电子设备结构设计     

线圈形状及几何参数对电涡流传感器性能的影响

针对电涡流传感器探头线圈形状及其参数对传感器灵敏度和线性范围的影响问题，本文以Biol-Savart定律为基础，推导了具有梯形截面的矩形柱线圈和圆形柱线圈对称轴上任一点的磁场分布，确定了在以位移为检测量的电涡流传感器中采用圆柱线圈更合理，并通过有限元法研究和分析了在线圈匝数密度不变和变化2种情况下圆柱线圈内径、外径、厚度、截面形状（矩形、梯形和倒梯形）对传感器灵敏度和线性范围的影响，为合理选择线圈参数和优化传感器性能提供参考。     

一种加固计算机热设计开发

热设计是电子设备整机设计的内容之一,通过热仿真软件FLOTHERM对电子设备进行热仿真是一种行之有效的方法。通过FLOTHERM软件对一种加固计算机进行了热设计和分析,通过多次仿真迭代,得到最优的整机和模块参数,优化了加固计算机设计方案,满足用户要求。     

液冷现场可更换模块LRM热设计

本文主要介绍了液体透流式现场可更换模块 L RM的研制背景、过程、实验方法及冷却性能分析 ;为高功率密度电子设备的热设计提供有效的指导方向 ,及为今后的热设计提供可靠的工程指标     

某水下电子设备的热设计及仿真

某电子设备为水下密闭长期使用,维护不便,要求其具有极高的可靠性,对该设备的热设计提出了很高的要求.以该设备为研究对象,通过热仿真分析,预测设备在最高25℃海水条件下的内部温度分布,并进行优化设计.首先,根据结构设计方案以及器件参数建立热仿真模型,并进行仿真和设计优化.然后,对实际样机进行回归测试,验证和进一步优化仿真模型和参数,提高仿真的精确度.     

传感器故障诊断实时监测系统设计的探讨

对大型设备运行状态监测和故障的早期诊断与预报活动中,传感器自身故障的及时发现与判别尤为重要。本文提出以设备子系统的（或某一功能的）传感器监测参数为划分原则,将单传感器的监测信号综合作为多传感器监测而进行信息的融合处理,从而判别子系统运行状态和传感器信号的真实性的构思,并探讨传感器故障诊断实时监测系统的设计方案。     

A novel compact design of calibration equipment for gas and thermal sensors

A novel design of calibration equipment has been developed for static and dynamic calibrations of gas and thermal sensors. This system is cheap, compact, and easily adjustable, which is also combined with a plasma surface modification source for tailoring the surface of sensors to ensure the sensitivity and selectivity. The main advantage of this equipment is that the operating temperature, bias voltage, types of plasma source (for surface modification), types of feeding gases, and gas flow rate (for calibrations), etc., can be independently controlled. This novel system provides a highly reliable, reproducible, and economical method of calibrations for various gas and thermal sensors.     

VPX架构下高热流密度电子设备热设计

随着电子设备的国产化、小型化以及各种功能的进一步集成,其热流密度不断增大,对电子设备的热设计提出了更高的要求.文中基于VITA48.2定义的VPX模块进行电子设备整机热设计,提出了一种满足高热流密度VPX模块散热要求的整机结构形式,分析了该种散热结构的热阻网络,并通过6sigma软件进行了热仿真分析,根据仿真结果优化热...     

加固显控终端散热设计

以全加固显控终端散热设计为例,为大功耗全加固电子产品提出完整的散热设计理论及方法,通过优化设计以及仿真分析,使产品整体可靠性得到大幅提升。研究表明,电子通讯设备失效大多是电子元器件过热引起的,在全加固电子设备中,由于温度因素造成的故障率也达到了很高的数值。所以合理的热设计是提高电子设备可靠性,降低产品维护费用,提高核心竞争力的关键技术,对降低全加固电子设备的故障率具有很大的帮助。     

某新型ATCA插箱热学仿真分析及优化设计

采用ATCA技术标准的新一代电子设备集成密度和功率密度更高,由此带来的散热要求也相应增加。文中以某新型ATCA插箱（单板功率高达300 W）为例,利用FLOTHERM软件分别进行了模块级与插箱级热学仿真分析。文中研究了ATCA刀片式板卡的冷板结构参数对芯片散热性能的影响,在此基础上进一步研究了风道设计及风机选型对ATCA插箱散热性能的影响,并根据热学仿真分析结果为ATCA刀片式板卡及其插箱的结构设计提出了优化建议。文中所介绍的热学仿真分析思路及优化方法可为新型电子设备风冷插箱的散热设计提供参考。     

某电子设备整机结构热设计

文中以某电子设备研发为例,根据产品实际工况,利用工程经验公式对该设备的热设计进行了分析计算,确定了设备的冷却方式、风机规格及散热器参数等。在此基础上,采用Icepak热分析软件对设备的温度场分布情况进行了仿真。随后,根据环境适应性指标开展了温度试验,并与仿真结果进行了对比。仿真和试验的结果表明：该设备的热设计满足系统的环境适应性指标要求,理论计算和热仿真分析方法实用、有效,对同类设备的设计具有重要的参考价值。     

强迫空气加相变散热研究

以某机栽电子设备系统发射机的技术、环境条件为依据,提出了强迫空气加相变散热方案,并选用石蜡作相变材料。通过热设计、分析、建模、试验研究对该方案进行了定性的分析、论证,证明了其在机载和导弹电子设备的热设计中具有一定的价值和应用前景。     

某机载雷达的结构及散热设计

文中针对机载电子设备的环境特点,开展了密闭式机箱的热设计工作,重点在于降低插件导冷板的板内横向传导热阻和机箱侧壁风道的对流热阻.仿真分析和试验测试均证实,热设计能够保证机箱内电子设备在高温工况下正常工作.在密闭式机箱散热过程中,冷却空气与电子器件不直接接触,因而在解决散热问题的同时,也提高了机箱的环境适应性,尤其适用于机载电子设备.而人工石墨贴片则适用于以导热为主要散热措施的场合,用于解决集中热源的散热问题.     

Icepak在电子设备水冷热设计中的应用

随着电子设备热流密度的急剧增大,热仿真软件在热设计中的应用日益广泛。文中通过某紧凑型大功耗天线罩内设备在严酷环境条件下使用时的热设计计算,阐述了热设计的一些基本设计思路以及常规设计方案,同时详细介绍了仿真软件Icepak在整个设计过程中的应用状况,凸显了仿真软件在热设计中的重要性。