電子設備熱仿真及熱測試技術研究

[摘 要]在科學技術水平不斷提高的今天，電子產品和設備的數量也在隨之不斷的增加。熱仿真和熱測試這兩項技術作為電子設備中包含的兩個關鍵技術，其技術水平的高低將會對設備本身的使用效率產生直接影響。對此，本文以電子設備為立足點，分別對其熱測試和熱仿真兩項技術進行細致研究。

[關鍵詞]電子設備；熱仿真；熱測技術；研究

中圖分類號：TN06 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0317-01

引言：就目前來看，熱控制技術正處于一個方興未艾的發展階段，國際上有很多的國家和地區都將熱控制技術作為各個軍工行業電子研究機構必須要研究的一項復雜的電子系統中的一種核心技術。但由于電子設備以往的研發過程相對較為落后，設計師對以往設計經驗的依賴性較高，這使得其相關熱技術無法得到喲小發展。因此，對熱仿真和測試技術進行細致研究勢在必行。

1. 電子系統中的熱仿真與可靠性

就目前來看，電子系統正在逐漸向著緊湊型和小型化的方向不斷發展，這也使得其應用范圍在不斷的擴大。但在不同的行業領域之中，其應用電子系統的環境存在著一定的差異性，特別是在國防軍工和航空航天這兩個行業的電子系統中。由于其外部環境溫度變化的范圍相對較大，常常會出現超出電子系統常會使用溫度極限的情況出現，所以其使用環境也更加的嚴峻，這就在一定程度上對電子設備本身的熱設計工作提出了更高層次的要求。

在電子設備中，熱仿真技術的存在主要是為了確保設備內部包含的所有元器件其本身的工作溫度可以一直處于安全范圍之內，一旦在施工的過程中超出了這一范圍，元器件本身的工作性能就會降低，設備的使用壽命就會減少，從而使得電子設備本身的可靠性無法得到有效的保障。因此，為了確保熱仿真技術的準確性，相關人員一定要對流體力學、熱力學、不同介質環境中的熱傳遞規律等有充分的了解，從而做出精準的電子設備工作環境預期，進而為熱設計工作的進一步進行提供充分的設計依據[1]。此外，伴隨以CFD為核心技術的專業性熱仿真軟件發展進度的逐步成熟和一些先進仿真工具的出現，也為電子設備內任意點溫度、流體速度和壓力等設計變量的準確性提供了有效的保障，從而進一步優化調整了熱設計技術，提升了整個電子設備的可靠性與熱性能。

2. 熱仿真技術的優勢和具體應用

對于所有的電子設備來講，做好設備本身熱性能的設計是十分必要的。而就熱仿真軟件本身來看，其存在的最大的優勢就在于，其能夠通過虛擬樣機的構造，對設備的熱設計工作進行優化，通過借助計算機本身具有的強大仿真和后期處理能力，將電子設備內部的空氣或者是液冷板內部液體的流動情況進行直觀和形象的揭示，及時發現其流動的不合理性可能會造成的問題，以便從根本上找出根源問題，并給予解決[2]。

在軍工行業的電子系統中應用電子設備時，因為設備的工作空間容易受限制、工作環境較為惡劣，要想確保設別可以這一會處于正常、可靠的工作狀態，該行業電子設備的操作人員一般會使用相對較為專業的熱仿真軟件來對熱設計進行進一步的優化。與此同時，電子設備的應用，可以有效解決傳統熱學理論在計算過程中存在的耗時長、程序繁瑣、結果誤差較大等缺陷問題的存在。

3. 熱測試裝置和測試驗證

在熱測試裝置之中，高壓氮氣是該裝置中的壓力源所在，電子設備在運行的過程中可以通過減輕和精確的調節閥門壓力這兩種方式對液體容器本身的壓力進行有效的控制。一般情況下，這種熱測試采用的都是試驗的方式。由于連接管內部的截面積要遠遠的大于其試驗時使用的模塊的內界面劑，而冷卻過的水在流過來看試驗模塊之后，會被直接排放到同大氣壓力相等的收集容器之中。因此，在試驗系統中，大部分的壓力差都會在試驗模塊上被消耗。與此同時，試驗中使用的儲液容器內包含的液體溫度主要是由設備中的溫度控制單元通過了精細的調節和控制單元來完成溫度開工至工作的，其控制的精確度可以被控制在零點五攝氏度這一范圍之內[3]。在試驗模塊之外，覆蓋著帶有絕熱保溫性能的材料，在熱測試驗證的過程中，試驗人員可以通過單向流動所處的加熱條件下，對熱平衡進行有效的計算，通過這種計算獲得的熱測試技術結果，可以使電子設備在惡劣的運行環境之中，其本身的散熱損失能夠被控制在百分之五以內。此外，這樣一來，電子設備本身的加熱熱量基本可以完全被處于流動狀態的冷卻水吸收。

結束語：

總而言之，高熱流和高密度的熱控制技術一直以來都是電子系統中的關鍵和難點技術。對此，本文以熱冷卻模塊作為主要的論述點，通過對其整體研究過程的細致分析，從而對熱仿真和測試這兩項技術對整個電子系統和其內部包含的電子設備的重要性進行了分析。此外，還通過相互定量對比驗證的方式進一步闡述了這兩項技術對相關行業未來發展具有的重要作用。

參考文獻：

[1] 盧錫銘，吳亮.電子設備熱仿真及優化技術研究[J].工業控制計算機，2013，04：125-127.

[2] 盧錫銘.電子設備熱仿真及熱測試技術研究[J].艦船電子對抗，2013，03：118-120.

[3] 顧林衛.電子系統的熱仿真及熱測試研究[J].現代雷達，2011，03：78-80.

作者簡介

1袁濤，男，陜西寶雞，陜西烽火電子股份有限公司。