基于热阻膜技术的恒温机箱研制

发布时间：2024-02-17 21:58

　　文中针对设备机箱使用环境特点,结合设备使用需求,进行了基于热阻膜技术的恒温机箱结构与温控系统的研制工作。通过设备布局分析与设计确定了机箱的结构模型,采用Mentor Graphics对机箱内温度场进行热仿真分析,确定采用热管底板实现机箱内温度场均匀化。重点在于使用PID(比例积分微分)控制算法控制热阻膜的加热,通过合理布局热阻膜及热敏电阻作用区域,实现机箱内部环境温度±0.1℃的控制精度。经过工程验证,该恒温机箱满足设备使用需求,温控系统可靠稳定,为将来的项目应用奠定了基础。

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【部分图文】：

图1机箱各组成设备布局

机箱作为确保电子元器件安全、稳定且可靠工作的重要基础结构,对电子设备的寿命、工作效率发挥着重要的作用[7]。机箱各组成设备布局见图1,其中温控组件包含显控仪表、热阻膜、热敏电阻、主控板、通信端口等,占用机箱下部1U空间,系统设备组件占用机箱上部2U空间,从而实现温控系统与设备系统....

图2机箱表面温度云图

根据机箱内设备布局及各模块功耗,使用FloEFD对机箱及内部各模块设备进行仿真分析,通过对机箱模型简化及数据处理获得机箱表面温度云图,如图2所示。图中最高温度为35.1℃,最低温度为31℃。为了使机箱内温度场更加均匀,在机箱设备模块安装底板上增加铜热管,热管采用等效热管进行模....

图3增加热管后机箱表面温度云图

通过分析优化确定热管数量及位置。机箱表面温度云图如图3所示,最高温度降为32.7℃,最低温度为32℃,机箱内温度更加均匀,最高温度远低于设备允许使用温度,为后续采用热阻膜加热的温控方案奠定了基础。3温控方案概述

图4温控方案构成原理图

温控方案构成原理见图4,热敏电阻随温度变化,温度与电阻呈线性关系[8-9]。通过控制按键将目标温度输入至主控板,主控板通过热敏电阻的阻值计算出对应的温度值,与设定温度进行比对并将结果传至显屏,根据对比温差进行PID计算并得出热阻膜的电流及占空比,对热阻膜进行通、断及加热量的控制。....

本文编号：3901390