聚酰亚胺加热器设计

深圳市圣柏林电热膜制品厂的加热器生产工厂具有加热器设计、蚀刻、焊接、切割及检验的先进设备。干净的组装车间避免外界材料混入。
A 柔性薄膜型加热器简介

    柔性薄膜型加热器是由蚀刻金属箔片产生的电阻元件与聚酰亚胺绝缘层组成的有一定厚度的薄膜,具有良好的柔性。对比传统的电加热器聚酰亚胺柔性薄膜型加热器已经展现出强大的优势。

精确加热
柔性薄膜型加热器可以对几乎任何需要之处加热,将加热器粘贴在待加热件的表面。可以在热损失较大之处定制具有较高热流密度的柔性薄膜型加热器。

预热速度快、使用寿命长
柔性薄膜型加热器的平板箔片元件比绕线式加热片具有更大的有效的导热面积,因此,薄膜型加热器的电阻元件和热沉之间存在较小的温度梯度,加热器保持较低温度。所以允许产生较高的热流密度,快速加热,因此能够延长绝缘材料的寿命。柔性薄膜型加热器可以以两倍于与之相当的绕线加热器热流密度工作。绝热寿命可以延长10倍。对于航空航天等要求高可靠性的应用领域,明显应选择柔性薄膜型加热器。

节省空间、降低重量
柔性薄膜型加热器通常仅重 0.023~0.037 g/cm2,并且厚度仅为 0.09~0.5 mm。对于空间狭小的应用场合,如卫星和空间飞行器,飞机,便携式仪器,高精度电子设备。柔性薄膜型加热器可以安装在对传统加热器而言较小的空间。

精确定制形状、尺寸
柔性薄膜型加热器尺寸和形状不受限制。深圳市深圳市圣柏林电热膜制品厂有限公司能够生产最大600mm×3000mm和小至100 mm2的柔性薄膜型加热器。用户可以指定复杂的几何形状以符合待加热硬件的凸起和曲线。我们通过计算机辅助设计,制造出统一成型的加热元件以达到精确的要求。

集成电子元器件
我们可以提供带有集成电阻式温度计、热电偶、热敏电阻、恒温控制器或自动调温器的柔性薄膜型电加热器。同时,我们能够将柔性控制电路设计到柔性薄膜型加热器中,不但可以避免接线时易出现的错误,还可以为用户节约装配时间和成本。

装配服务
作为一项增值服务,我们能够将加热器压制,硫化或与所装配金属件夹紧。我们的专用设备可以保证紧密结合,高可靠性,和优越的导热性能。

最佳的价格
如果您需要的数量超过1000片,我们将以比库存加热器更加优惠的价格为您定制设计。您可以在设计工作初期即与我们联系,以便我们的专业工程师帮助您进行在理论计算、实验验证、设计定型、安装调试等方面的工作。请致电:深圳市深圳市圣柏林电热膜制品厂有限公司销售与技术支持(0755-27749405)。



B 绝缘材料


注:电阻密度随加热器尺寸的变化而变化(较高的电阻密度可能出现在尺寸较小的加热器上)。我们向您推荐使用聚酰亚胺(具有热硬化丙烯酸粘合剂的聚酰亚胺薄膜)作为加热器绝缘材料。聚酰亚胺具有优良的机械性能,抗张强度都在100MPa以上;在极高真空下放气量很少,适用于航空航天等对真空度要求高的场合;可耐极低温,如在-269℃的液态氦中不发生会脆裂;可耐极高温,热分解温度达到600℃。与聚酰亚胺(具有聚全氟乙丙烯粘合剂的聚酰亚胺薄膜)相比,温度范围虽然略小但已经能够满足大多数的应用情况,且性价比较高。



C 导线
 
我们可以向用户提供多种柔性薄膜型加热器使用的导线。导线类型、材料、绝缘层、颜色、耐温范围、规格、额定电流参数列表如下:



D 安装
聚酰亚胺薄膜型电加热器可以采用多种方法安装。正确的安装对传热性能非常重要。因为任何气体都可以阻碍热传导,形成热阻,并导致在加热片局部产生过热点,所以加热器必须与所加热表面紧密接触。


正确:热流很好的由加热器流向热沉  错误:加热器下的气泡产生局部过热点
我们建议您采用胶接方法来固定您的加热器,因为这可以避免因安装间隙带来的加热器与热沉间出现较大的温差。选用不同的胶粘剂配方,可以达到各种不同的效果,例如导热、耐高温等。胶粘剂的品种繁多。可用于胶接柔性薄膜型加热器的合成胶粘剂主要包括环氧、有机硅、丙烯酸、聚酰亚胺等。下面我们为您推荐两种最常用的粘合剂。如果您在粘合方面有特殊的需求,请您致电深圳市深圳市圣柏林电热膜制品厂有限公司获得帮助(0755-27749405)。

1.丙烯酸压敏胶膜
如果您使用丙烯酸压敏胶膜作为粘合剂,为方便您的使用,我们可在加热器出厂前完成加热器背胶工作。
2.硅橡胶胶粘剂
硅橡胶胶粘剂在使用中比压敏胶更需仔细,尤其需要注意的是不能在胶层中留有气泡。硅橡胶相比压敏胶具有更好的导热性能。硅橡胶胶粘剂由硅橡胶、白炭黑,填料及添加剂组成。具有优良的电绝缘性、粘接性及优异的耐高低温、耐老化、耐臭氧、耐化学品、耐腐蚀等特性。硅橡胶胶粘剂物理性能参数及粘贴步骤参考如下:



(1) 将被粘贴表面清洁干净,清除待加热表面的油污、毛刺、杂质等,保持表面光洁。
(2) 柔性薄膜型加热器焊点位置无出线一侧较为平整,为加热器的粘贴表面。在该面上均匀的涂抹一层硅胶,涂抹硅胶时注意不要留有气泡。
(3) 将加热片的一角先贴在被粘贴面上,然后缓慢的将薄膜加热器全部贴在加热物体表面上,注意不要在硅胶中留有气泡 。
(4) 粘贴完成后检查粘贴效果,如有问题,尽快将硅胶擦拭干净,重新粘贴。如果硅胶已经固化,不建议将加热器撕下再次使用。
 
F.最大功率密度
柔性薄膜型加热器有其正常使用的额定功率密度。如果实际所需的功率密度超过额定功率密度,那么加热器将处于非安全运行状态下,这时极有可能使加热器过热烧毁,或者加热器长期运行在超过额定功率密度的状态下,会极大缩短加热器的使用寿命。柔性薄膜型加热器的额定功率密度受到以下因素的限制:
1. 加热器的绝缘材料和内部粘合剂;
2. 安装加热器的方法;
3. 热沉的控制温度;
4. 有效的加热面积。
为了获得更高的加热功率且保证安全运行,您可以:
1. 选择更大尺寸的柔性薄膜型加热器;
2. 向我们定制双层柔性薄膜型加热器;
3. 更改安装方法,提高加热器与热沉之间的导热性能;
4. 在热沉的升温阶段,降低加热器的运行功率。
在获得更高的加热功率的同时,您还应该确保通过柔性薄膜型加热器导线的电流处于其允许的额定电流范围之内。查询导线的额定电流请参见第…页。
使用柔性薄膜型加热器功率图表的方法:
1. 柔性薄膜型加热器有效面积=此加热器总面积-边缘面积;
2. 用功率除以该面积得到功率密度,单位为(Watts/cm2);
3. 从图表底端的热沉温度划一条垂直线至所选的安装方式;
4. 最大的功率流密度即为交点所指示的数值。

C 定制加热器
 
您可以通过调整电压变化来获得不同的功率。在挑选加热器时,需要考虑尺寸,电阻,运行温度,总功率以及功率密度(Watts/cm2)。
需要您提供以下数据来为您定制合适的加热器
 使用的温度范围
 电阻;
 外形尺寸;
 引出线为止及长度;
 是否粘贴压敏胶
计算功率和功率密度
功率 P(瓦特)=U2/R
U:电压(单位:V);
R:电阻(单位:Ω)。
建议您在低于0.5瓦/平方厘米(watts/cm2)的功率密度下使用柔性薄膜加热器,如果您需要超过以上功率使用,请您联系深圳市深圳市圣柏林电热膜制品厂有限公司来获得帮助。
计算被加热物体(热沉)的能耗
如果您要将您的热沉保持在一个固定的温度,那么您的耗能包括:预热耗能、预热中的热损耗和温度保持状态的热损耗。其中:
预热耗能+预热中的热损耗=预热阶段的功率输出
温度保持状态的热损耗=温度保持状态的功率输出
预热耗能
这是指在给定时间内将一个物体加热到要求温度所需的功。基本公式为:
P(瓦特)= m×Cp×(Tf-Ti)/t
其中:
m=物体的质量(g)
Cp=材料的比热(J/g/℃)
Tf=物体的最后温度(℃)
Ti=物体的初始温度(℃)
t=预热时间(s)
在此给出以下常用材料的比热Cp作为参考:


预热中的热损耗
这是指热沉在被加热到要求温度的过程中的热能损失。
这是一个变值,热沉和环境温度差越大,热能损失越快。
温度保持状态的热损耗
这是指当热沉达到要求的温度时的热损失。在稳定的环境下为一个固定值。
加热器运行温度
我们常规的加热器长期使用温度范围是:-60℃至250℃。
如果您需要在此温度范围以外使用,请您联系深圳市深圳市圣柏林电热膜制品厂有限公司获得帮助
 客户定制外观形状及尺寸
 最大尺寸:600mm×3000mm
 最小尺寸:100mm2
 可选择开孔
 定制电阻元件结构,包括:
 单层、单回路 (基本型)
 双层、单回路
 单层、双回路
 双层、双回路
 定制电阻(包括电压、功率)
 可选择导线
 可选择绝缘强度
 可选择焊盘或焊接导线及位置
 可选择丙烯酸压敏胶膜背胶