[發明專利]脈沖式噴霧冷卻裝置及脈沖控制方法

在審

• 申請號: 201810073161.1
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108554470A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 劉妮;梁勇;殷小明;占太杰;劉彩霞
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B01L7/00
• 分類號: B01L7/00;B01L7/02;G05B19/042
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;徐穎

1.一種脈沖式噴霧冷卻裝置，其特征在于，包括數據采集部、控制部、循環水部和噴射部四部分；

數據采集部包括數據采集儀和計算機；控制部包括電磁閥、電路控制箱和水泵；循環水部主要包括兩個恒溫水浴、管路和過濾器；噴射部包括噴嘴、射流泵、噴射支架，真空泵和模擬熱源；

模擬熱源安裝固定在密閉腔室內，模擬熱源由受熱銅塊熱沉電加熱器構成，電路控制箱輸出信號控制加熱器的功率，真空泵抽取密閉腔室內空氣，第一個恒溫水浴通過管路與腔室進行低溫冷水循環；循環水部中第二恒溫水浴的水通過微型水泵接過濾器，過濾器出來的去離子水通過電磁閥后通入腔室內，通過射流泵接噴嘴，噴嘴固定在噴嘴支架上，通過調節噴嘴支架來調節噴嘴的高度和傾斜角度，同時噴射的壓力由射流泵來控制，噴嘴在模擬熱源正上方，數據采集儀采集模擬熱源溫度送計算機處理后送控制電路，控制電路通過對電磁閥的開和關控制以達到對模擬熱源進行脈沖式噴霧冷卻。

2.根據權利要求1所述脈沖式噴霧冷卻裝置，其特征在于，所述熱沉通過一層導熱硅膠粘在受熱銅塊頂端，受熱銅塊周圍包裹保溫層，受熱銅塊內嵌有熱電偶，嵌入受熱銅塊內的熱電偶測量受熱銅塊的熱流量和表面溫度，所有測得的信號均通過數據采集儀輸入計算機；另熱電偶溫度信號經 PID 溫控，反饋至電路控制箱中調壓器，從而控制加熱器的功率，使受熱銅塊表面維持預定的溫度；同時管路上的微型水泵由電路控制箱來控制其開啟度，計算機通過控制電路板對電磁閥進行開關控制，在計算機上設置電磁閥的開合、開和關時間、控制頻率參數。

3.根據權利要求1或2所述脈沖式噴霧冷卻裝置的脈沖控制方法，其特征在于，控制電路采用16MHz晶振的ATmega328單片機控制系統，單片機控制系統輸出脈沖控制信號給電磁閥，電磁閥為機械響應時間5ms高精度液動電磁閥，電磁閥關則停止噴嘴噴射，電磁閥開則進行噴射，噴射時間加停噴時間為一個周期，占空比即為噴射時間占一個周期的百分比，單片機控制系統根據模擬熱源與腔體室內溫度差計算占空比，對模擬熱源進行周期脈沖噴霧冷卻；

單片機機器周期為1/晶振頻率/12=0.75us，以四個機器周期為一個計時周期，即一個計時周期為3us，以計時周期累加時間，與確定占空比后的停噴和噴射時間進行比較，累加時間大于所述停噴和噴射時間時刻發出對應控制信號。