一種液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行液體體積彈性模量測(cè)試時(shí)，需要通過精密毛細(xì)管比重瓶來測(cè)量，這樣導(dǎo)致成本高，周期長(zhǎng)，難以應(yīng)用至工程中的問題。該液體體積彈性模量測(cè)試裝置包括腔體，腔體頂部平行設(shè)置有內(nèi)徑相同的活塞套筒和傳感器套筒；所述活塞套筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞遠(yuǎn)離腔體一端設(shè)置有用于推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置；所述傳感器套筒內(nèi)設(shè)置有傳感器；所述活塞、腔體與壓力傳感器形成一個(gè)密封空間。該液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置用簡(jiǎn)易裝置及配合該裝置的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體體積彈性模量的測(cè)量，提高了測(cè)試效率。
【專利說明】一種液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，芯片的功耗越來越高，傳統(tǒng)的自然散熱和強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱方式已經(jīng)不能解決芯片的散熱問題。與空氣相比，液體比熱容要高許多倍，因此液體冷卻是解決大功耗芯片散熱的一個(gè)較佳途徑。
[0003]對(duì)芯片采用液體散熱時(shí)，一般是在芯片的頂部安裝一個(gè)液冷散熱器。溫度較低的冷卻液流入液冷散熱器的入口，當(dāng)冷卻液吸收了芯片的熱量后，然后從液冷散熱器的出口流出，這樣就達(dá)到了降低芯片溫度的目的。為了提高設(shè)備的維護(hù)性，一般在液冷散熱器的出入口各安裝一個(gè)液冷接頭，當(dāng)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時(shí)，就需要將外部冷卻源與液冷散熱器之間的液冷接頭斷開。當(dāng)液冷接頭斷開后，液冷散熱器內(nèi)部充滿了冷卻液。由于液體具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，當(dāng)外部環(huán)境溫度升高后，冷卻液將膨脹使得散熱器內(nèi)部的壓力急劇升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞液冷散熱器。為避免該情況發(fā)生，一般需要在液冷散熱器上安裝一個(gè)泄壓裝置。當(dāng)壓力升高時(shí)，泄壓裝置啟動(dòng)，為冷卻液提供一個(gè)空間，使得多余的液體被排出或者進(jìn)入其它腔體，這樣就可以避免冷卻液熱脹冷縮對(duì)液冷散熱器的破壞。[0004]一個(gè)設(shè)計(jì)合理的泄壓裝置一定要與系統(tǒng)壓力、冷卻液特性以及散熱器的耐壓值相適應(yīng)。冷卻液的特性主要指液體在某一個(gè)壓力的體積變化率，在物理術(shù)語上叫做液體的體積彈性模量。冷卻液的體積彈性模量是設(shè)計(jì)泄壓裝置的一個(gè)主要依據(jù)，但是測(cè)試?yán)鋮s液的體積彈性模量卻十分困難，需要通過精密毛細(xì)管比重瓶來測(cè)量，這就會(huì)帶來工程應(yīng)用帶來諸多不變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行液體體積彈性模量測(cè)試時(shí)，需要通過精密毛細(xì)管比重瓶來測(cè)量，這樣導(dǎo)致成本高，周期長(zhǎng)，難以應(yīng)用至工程中。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下:
[0007]該液體體積彈性模量測(cè)試裝置包括腔體，腔體頂部平行設(shè)置有內(nèi)徑相同的活塞套筒和傳感器套筒；所述活塞套筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞遠(yuǎn)離腔體一端設(shè)置有用于推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置；所述傳感器套筒內(nèi)設(shè)置有傳感器；所述活塞、腔體與壓力傳感器形成一個(gè)密封空間。
[0008]上述活塞套筒上還設(shè)置有漏液孔，設(shè)漏液孔半徑為r，漏液孔中心軸與腔體底面之間的垂直距離為h，壓力傳感器定位面與與腔體底面之間的垂直距離為H，應(yīng)滿足h-r=H ;所述壓力傳感器定位面為壓力傳感器靠近腔體一側(cè)與液體接觸的表面。
[0009]上述活塞驅(qū)動(dòng)裝置為精致細(xì)牙螺紋柱。
[0010]該液體體積彈性模量測(cè)試方法，包括以下步驟:[0011]I]向一密封腔體內(nèi)通入被測(cè)液體并記錄通入液體的體積V，同時(shí)在該腔體上平行設(shè)置兩個(gè)與腔體連通的套筒，使兩個(gè)套筒內(nèi)液面高度相同；
[0012]2]向第一套筒施加作用力，并記錄施加該作用力后該套筒內(nèi)液體體積變化量AV ;向第一套筒施加作用力的同時(shí)，測(cè)量并記錄第二套筒內(nèi)得壓力變化值ΛΡ，測(cè)量時(shí)應(yīng)保證第二套筒內(nèi)液面不上升；
[0013]3]根據(jù)模量公式Ev=(V/AV) Λ P，計(jì)算出液體的彈性模量。
[0014]上述步驟I中使兩個(gè)套筒內(nèi)液面高度相同具體是:在其中一個(gè)套筒上設(shè)置漏液孔，當(dāng)液面到達(dá)漏液孔位置時(shí)，液面不再上升。
[0015]上述步驟2向第一套筒施加作用力具體是:在第一套筒內(nèi)設(shè)置有活塞和驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置，緩慢的旋轉(zhuǎn)活塞驅(qū)動(dòng)裝置，以使得活塞緩慢的向下移動(dòng)，當(dāng)活塞與漏液孔的底面在同一水平面時(shí)，活塞對(duì)被測(cè)液體開始施以壓力；每旋轉(zhuǎn)一圈活塞驅(qū)動(dòng)裝置，活塞向下移動(dòng)的距離即為一個(gè)細(xì)牙螺距P，接著根據(jù)活塞套筒的直徑D，計(jì)算出液體被壓縮的體積Λ V,即為液體體積的變化值，Λ V=0.25* Ji *D2*p*n，其中η為旋轉(zhuǎn)活塞驅(qū)動(dòng)裝置的圈數(shù)；
[0016]上述步驟2中測(cè)量并記錄第二套筒內(nèi)得壓力變化值ΛΡ，測(cè)量時(shí)應(yīng)保證第二套筒內(nèi)液面不上升具體是:通過設(shè)置在第二套筒內(nèi)的壓力傳感器獲得被測(cè)液體的壓力，隨著活塞驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的增加，獲取不同的壓力值，并記錄在不同活塞驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)η與對(duì)應(yīng)的壓力值P。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0018]該液體體積彈性模量測(cè)試方法及測(cè)試裝置用一種簡(jiǎn)易裝置及配合該裝置的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體體積彈性模量的測(cè)量，提高了測(cè)試效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明原理示意圖；
[0020]附圖明細(xì)如下:1_活塞驅(qū)動(dòng)裝置；2-活塞；3_活塞套筒；4-腔體；5_漏液孔；6-壓力傳感器；7-傳感器套筒；
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳述:
[0022]該液體體積彈性模量測(cè)試裝置包括腔體，腔體頂部平行設(shè)置有內(nèi)徑相同的活塞套筒和傳感器套筒；活塞套筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞遠(yuǎn)離腔體一端設(shè)置有用于推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置；傳感器套筒內(nèi)設(shè)置有傳感器；活塞、腔體與壓力傳感器形成一個(gè)密封空間。活塞套筒上還設(shè)置有漏液孔，設(shè)漏液孔半徑為r，漏液孔中心軸與腔體底面之間的垂直距離為h，壓力傳感器定位面與與腔體底面之間的垂直距離為H，應(yīng)滿足h-r=H ;壓力傳感器定位面為壓力傳感器靠近腔體一側(cè)與液體接觸的表面。
[0023]根據(jù)液體彈性模量的定義可知液體的壓縮性是與其體積彈性模量成反比，模量定義為:Ev= (V/ Λ V) Λ P，其中，V為液體總體積，Λ V為液體的變化值，Λ P為壓力的變化值；
[0024]如圖1所示，首先，將液體體積彈性模量測(cè)試裝置的活塞及驅(qū)動(dòng)裝置和壓力拆掉，然后從安裝活塞的套筒內(nèi)不斷注入液體，當(dāng)液面達(dá)到活塞套筒側(cè)壁的液體流出孔時(shí)，液面就不會(huì)上升。由于液體彈性模量的結(jié)構(gòu)固定，液體的體積V是固定的。
[0025]其次，將壓力傳感器安裝在壓力傳感器的套筒并擰緊，由于壓力傳感器的定位面與活塞套筒的漏液孔底面在一個(gè)水平面上，所以可以保證體積V是固定的。
[0026]緩慢的旋轉(zhuǎn)活塞驅(qū)動(dòng)裝置，以使得活塞緩慢的向下移動(dòng)，當(dāng)活塞與基準(zhǔn)線(漏液孔的底面)在同一水平面時(shí)，活塞對(duì)被測(cè)液體開始施以壓力。
[0027]由于活塞套筒采用的是精致細(xì)牙螺紋結(jié)構(gòu)，可以保證被測(cè)液體的彈力不會(huì)使活塞向上移動(dòng)，每旋轉(zhuǎn)一圈活塞驅(qū)動(dòng)裝置，活塞向下移動(dòng)的距離即為一個(gè)細(xì)牙螺距P，接著根據(jù)活塞套筒的直徑D，可以計(jì)算出液體被壓縮的體積AV，即為液體體積的變化值，AV=0.25* 31 *D2*p*n，其中η為旋轉(zhuǎn)活塞驅(qū)動(dòng)裝置的圈數(shù)。
[0028]在另一端，通過壓力傳感器可以獲得此時(shí)被測(cè)液體的壓力，隨著活塞驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的增加，獲取不同的壓力值，并記錄在不同活塞驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)η與對(duì)應(yīng)的壓力值Ρ。
[0029]最后，根據(jù)模量公式Εν= (V/ △ V) △ Ρ，可以計(jì)算出液體的彈性模量。
[0030]為了提高測(cè)試的準(zhǔn)確性，應(yīng)注意以下問題:
[0031]防止壓力使腔體產(chǎn)生變形從而影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)使腔體厚度較大，保證腔體有足夠的抗變形的能力；腔體容積應(yīng)較大，套筒的直徑應(yīng)較小；為了防止被測(cè)液體從活塞或壓力傳感器泄露出去， 應(yīng)盡量提高活塞套筒與活塞、傳感器套筒與傳感器之間的配合精度，活塞驅(qū)動(dòng)裝置與套筒應(yīng)采用精密的細(xì)牙螺紋進(jìn)行配合，保證其配合精度；漏液孔的底部應(yīng)與壓力傳感器的安裝底面保持在同一水平面上。
【權(quán)利要求】
1.一種液體體積彈性模量測(cè)試裝置，其特征在于:包括腔體，所述腔體頂部平行設(shè)置有內(nèi)徑相同的活塞套筒和傳感器套筒；所述活塞套筒內(nèi)設(shè)置有活塞，活塞遠(yuǎn)離腔體一端設(shè)置有用于推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置；所述傳感器套筒內(nèi)設(shè)置有傳感器；所述活塞、腔體與壓力傳感器形成一個(gè)密封空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體體積彈性模量測(cè)試裝置，其特征在于:所述活塞套筒上還設(shè)置有漏液孔，設(shè)漏液孔半徑為r，漏液孔中心軸與腔體底面之間的垂直距離為h，壓力傳感器定位面與與腔體底面之間的垂直距離為H，應(yīng)滿足h-r=H ;所述壓力傳感器定位面為壓力傳感器靠近腔體一側(cè)與液體接觸的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液體體積彈性模量測(cè)試裝置，其特征在于:所述活塞驅(qū)動(dòng)裝置為精致細(xì)牙螺紋柱。
4.一種液體體積彈性模量測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟: 1]向一密封腔體內(nèi)通入被測(cè)液體并記錄通入液體的體積V，同時(shí)在該腔體上平行設(shè)置兩個(gè)與腔體連通的套筒，使兩個(gè)套筒內(nèi)液面高度相同； 2]向第一套筒施加作用力，并記錄施加該作用力后該套筒內(nèi)液體體積變化量ΔV;向第一套筒施加作用力的同時(shí)，測(cè)量并記錄第二套筒內(nèi)得壓力變化值ΔΡ，測(cè)量時(shí)應(yīng)保證第二套筒內(nèi)液面不上升； 3]根據(jù)模量公式Ev=(V/ΔV) △ P，計(jì)算出液體的彈性模量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體體積彈性模量測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟I中使兩個(gè)套筒內(nèi)液面高度相同具體是:在其中一個(gè)套筒上設(shè)置漏液孔，當(dāng)液面到達(dá)漏液孔位置時(shí)，液面不再上升。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體體積彈性模量測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟2向第一套筒施加作用力具體是:在第一套筒內(nèi)設(shè)置有活塞和驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置，緩慢的旋轉(zhuǎn)活塞驅(qū)動(dòng)裝置，以使得活塞緩慢的向下移動(dòng)，當(dāng)活塞與漏液孔的底面在同一水平面時(shí)，活塞對(duì)被測(cè)液體開始施以壓力；每旋轉(zhuǎn)一圈活塞驅(qū)動(dòng)裝置，活塞向下移動(dòng)的距離即為一個(gè)細(xì)牙螺距P，接著根據(jù)活塞套筒的直徑D，計(jì)算出液體被壓縮的體積ΔV，即為液體體積的變化值，ΔV=0.25* π *D2*p*n，其中n為旋轉(zhuǎn)活塞驅(qū)動(dòng)裝置的圈數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體體積彈性模量測(cè)試方法，其特征在于:所上述步驟2中測(cè)量并記錄第二套筒內(nèi)得壓力變化值ΔΡ，測(cè)量時(shí)應(yīng)保證第二套筒內(nèi)液面不上升具體是:通過設(shè)置在第二套筒內(nèi)的壓力傳感器獲得被測(cè)液體的壓力，隨著活塞驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的增加，獲取不同的壓力值，并記錄在不同活塞驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)n與對(duì)應(yīng)的壓力值P。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK103674703SQ201310681000
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】楊明明, 趙航, 白振岳, 董進(jìn)喜, 郭建平, 趙亮 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所