专利名称：流场可视化模组的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种流场分析模组，且特别是有关于一种流场可视化模组。
背景技术：
一般来说，电脑主机内部的电路板上会设有许多电子元件，常见的电子元件例如 是中央处理单元(Central Processing Unit, CPU)、显示卡、存储卡、南桥芯片及北桥芯片 等。当这些电子元件在运作时会产生大量的热能，故必须在壳体内安装散热装置。现有的 散热装置包括散热座、风扇、鳍片与导流板。当风扇运转时，风扇所产生的气流可经由散热 座的进风口进入散热座内，并经由散热座的出风口排出，以对电子元件进行散热。此外，设 置在鳍片下方的导流板更可引导部分气流朝向电路板表面流动，以对散热座周围的电子元 件进行散热。因此，风扇所产生的流场及流向是否符合实际需求，以对电子元件提供优异的散 热效果，关系到整体的散热设计。现有用以检测风扇于出风口处的流场的速度分布的方法， 大致上分为两种(1)在风扇的出风口处放置速度传感器，利用速度传感器来测量风速；(2)利用流场分析软件来模拟出风口处的流场的速度分布。其中，用速度传感器测量风速时，由于速度传感器的方向与流场的方向垂直，这样 一来会干扰到流场的速度分布，测量出来的速度不是真实情况下的速度。若用流场分析软 件来模拟出风口处的流场的速度分布时，前处理时网格的品质或是物件间间隔大小会影响 网格的数量，对整体计算结果也会产生很大的影响，而且要建立完善的模型、前处理、计算、 后处理也不是简单的工作，常会花费不少时间及人力成本。
发明内容
本发明提供一种流场可视化模组，用以检视流场的速度分布。本发明提出一种流场可视化模组，包括一加热源、一风扇以及一感温变色件。风扇 用以产生一流场，该风扇具有一进风口以及一出风口，其中该加热源提供一热量至该风扇， 以使该流场携带该热量并由该进风口朝该出风口移动。感温变色件配置于该出风口，该感 温变色件吸收该流场所携带的该热量并显示该流场的速度分布。在本发明的一实施例中，上述的风扇包括一框架、一转轴以及多个叶片，该框架具 有一容置空间，而该些叶片装设于该转轴上并配置于该容置空间中，以产生该流场。在本发明的一实施例中，上述的进风口位于该转轴的轴线方向上，而该流场经由 该进风口沿着该转轴的轴线方向进入于该框架内。在本发明的一实施例中，上述的出风口位于该转轴的轴径方向上，而该流场沿着该轴转的轴径方向朝该出风口移动而离开该框架。在本发明的一实施例中，上述的流场可视化模组更包括一承载件，用以固定该感 温变色件，且该承载件具有一底座以及多个支柱，这些支柱支撑于该底座与该感温变色件 之间，且该底座与该感温变色件之间形成一通道，以供该流场流经该通道。
在本发明的一实施例中，上述的感温变色件包括一透明基板以及一感温变色层， 该感温变色层位于该透明基板的一表面，而该流场流经该表面时，该感温变色层吸收该流 场所携带的该热量。在本发明的一实施例中，上述的透明基板的材质包括玻璃或压克力。在本发明的一实施例中，上述的感温变色层的材质包括聚异丙基丙烯醯胺。在本发明的一实施例中，上述的感温变色件包括一变色基板，而该变色基板具有 一感温变色材料，用以吸收该流场所携带的该热量。感温变色材料包括聚异丙基丙烯醯胺。在本发明的一实施例中，上述的感温变色件的一表面与该流场的方向平行配置， 且该感温变色件的该表面靠近该流场的一部分区域吸收该热量而变色，以形成一变色区 域。在本发明的一实施例中，上述的感温变色件靠近该流场的该变色区域与该流场的 速度分布呈正比关系。基于上述，本发明的流场可视化模组借由感温变色件的部分区域吸收流场所携带 的热量而呈现不同的颜色，如此不仅能透过测量来量化流场的速度分布，还可立即用肉眼 观测流场的速度分布，提高研究人员在判读上的效率。此外，感温变色件与流场的方向同向 配置，不易产生紊流或扰动，故测量出来的速度近似于真实情况下的速度。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明，其中图1为本发明一实施例的流场可视化模组于未运作时的俯视图。图2为图1的流场可视化模组于进行运作时的俯视图。
图3为图2的流场可视化模组的侧视图。主要元件符号说明100 流场可视化模组110:加热源120 风扇122:叶片124 转轴126 框架130 感温变色件130a 表面132:透明基板134 感温变色层140 承载件142 底座144 支柱F 流场S 速度分布
IN:进风口OUT:出风口Α:轴线方向C:容置空间G 通道
具体实施例方式图1为本发明一实施例的流场可视化模组于未运作时的俯视图。图2为图1的流 场可视化模组于进行运作时的俯视图，而图3为图2的流场可视化模组的侧视图。请先参考图1，流场可视化模组100包括一加热源110、一风扇120以及一感温变 色件130。加热源110例如是电阻加热器、陶瓷加热器或其他的加热器等，可配置于风扇120 的容置空间C内或是流场可流经的区域内。加热源110用以提供足够的热量给风扇120，以 使进入风扇120的空气吸收热量而变为热空气，且相对于风扇120外侧的冷空气的温度高。 当风扇120的叶片122进行运转时，可将风扇120内的热空气朝出风口 OUT推动，以形成一 稳定流动的流场F，如图2所示。同时，为了测量流场F的速度分布S，本实施例将感温变色 件130配置于出风口 OUT，让感温变色件130的部分区域吸收流场F所携带的热量而呈现不 同的颜色。以下针对流场可视化模组100的细部结构进行描述，请参考图2及图3。详细而 言，风扇120与感温变色件130平行地配置于同一表面上，且风扇120的出风口 OUT朝向感 温变色件130的方向，以使风扇120所产生的流场F稳定地由感温变色件130的表面130a 的一端移动至另一端。在本实施例中，风扇120包括一框架126、一转轴124以及多个叶片 122，框架126具有一容置空间C，而这些叶片122装设于转轴124上并配置于容置空间C中， 且这些叶片122可相对于转轴124的轴线旋转以产生一径向的流场F。其中，进风口 IN例 如位于转轴124的轴线方向A上，而流场F经由进风口 IN沿着转轴124的轴线方向A进入 于框架126内。此外，出风口 OUT例如位于转轴124的轴径方向上，而流场F沿着轴转124 的轴径方向朝出风口 OUT移动而离开框架126。当然，在另一未绘示的实施例中，当出风口 也位于转轴的轴线方向上，并与进风口相对时，风扇可产生一轴向的流场。关于风扇130的 配置方式具有不同的型态，对此，本发明不加以限定。接着，请参考图1及图2的变化，在图1中，当风扇120的叶片122未转动时，此时 感温变色件130的温度处于常温状态，呈透明状，没有颜色上的变化。在图2中，当风扇120 的叶片122转动时，感温变色件130的表面130a因靠近流场F的区域吸收较多的热量而升 高，促使部分区域由内向外呈现不同的渐层颜色，例如深浅分层变化的乳白色(以斜线密 度代表深浅的程度)，而远离流场F的区域因无法吸收较多的热量而不会升温，故呈现原来 的透明状。值得注意的是，感温变色件130的变色区域与流场F的速度分布S有直接的正 比关系，如图2所示的速度分布S的曲线图。当出风口 OUT处的流场F的速度分布呈现高 低起伏的变化时，感温变色件130的变色区域也会随着高低起伏而变化，如此不仅能透过 测量来量化流场F的速度分布S，还可立即用肉眼观测流场F的速度分布S，提高研究人员 在判读上的效率。在本实施例中，感温变色件130例如是一透明基板132以及一感温变色层134，感温变色层134位于透明基板132的一表面，而流场F流经此表面时，感温变色层134吸收流场F所携带的热量，而呈现不同的颜色(例如乳白色)。透明基板132的材质例如是玻璃、压 克力或其他基材，而感温变色层134的材质例如是聚异丙基丙烯醯胺(p0ly(N-iS0pr0pyl acrylamide))或其他材质。此外，在另一未绘示的实施例中，感温变色件134例如是一变色 基板，变色基板具有一感温变色材料，例如是聚异丙基丙烯醯胺或其他变色材料，而流场F 流经此变色基板的一表面时，感温变色材料吸收流场所携带的热量，而呈现不同的颜色。关 于感温变色件130的配置方式具有不同的型态，对此，本发明不加以限定。接着，本实施例的流场可视化模组100更包括一承载件140，用以固定感温变色件 130，承载件140例如具有一底座142以及多个支柱144，支柱144支撑于底座142与感温变 色件130之间，且底座142与感温变色件130之间形成一通道G，以供流场F流经此通道G。 如此，流场F能稳定地流经平行配置的感温变色件130，相对于现有利用速度传感器测量风 速时，由于速度传感器的方向与流场的方向垂直，干扰到流场的速度分布，测量出来的速度 不是真实情况下的速度，本发明采用与流场F的方向平行配置的感温变色件130来显示流 场F的速度分布S，不易产生紊流或扰动，故测量出来的速度近似于真实情况下的速度。此 夕卜，相对于现有利用流场分析软件来模拟流场的速度分布，需建立庞大的模型及模拟系统， 本发明利用感温变色件可省略前处理、计算、后处理等复杂的工作，用肉眼即可观测流场的 速度分布，节省不少的时间及人力成本。综上所述，本发明的流场可视化模组借由感温变色件的部分区域吸收流场所携带 的热量而呈现不同的颜色，如此不仅能透过测量来量化流场的速度分布，还可立即用肉眼 观测流场的速度分布，提高研究人员在判读上的效率。此外，感温变色件与流场的方向同向 配置，不易产生紊流或扰动，故测量出来的速度近似于真实情况下的速度。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范 围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
一种流场可视化模组，包括一加热源；一风扇，用以产生一流场，该风扇具有一进风口以及一出风口，其中该加热源提供一热量至该风扇，以使该流场携带该热量并由该进风口朝该出风口移动；以及一感温变色件，配置于该出风口，该感温变色件吸收该流场所携带的该热量并显示该流场的速度分布。
2.如权利要求1所述的流场可视化模组，其特征在于，该风扇包括一框架、一转轴以及 多个叶片，该框架具有一容置空间，而该些叶片装设于该转轴上并配置于该容置空间中，以 产生该流场。
3.如权利要求2所述的流场可视化模组，其特征在于，该进风口位于该转轴的轴线方 向上，而该流场经由该进风口沿着该转轴的轴线方向进入于该框架内。
4.如权利要求2所述的流场可视化模组，其特征在于，该出风口位于该转轴的轴径方 向上，而该流场沿着该轴转的轴径方向朝该出风口移动而离开该框架。
5.如权利要求1所述的流场可视化模组，其特征在于，更包括一承载件，用以固定该感 温变色件，且该承载件具有一底座以及多个支柱，这些支柱支撑于该底座与该感温变色件 之间，且该底座与该感温变色件之间形成一通道，以供该流场流经该通道。
6.如权利要求1所述的流场可视化模组，其特征在于，该感温变色件包括一透明基板 以及一感温变色层，该感温变色层位于该透明基板的一表面，而该流场流经该表面时，该感 温变色层吸收该流场所携带的该热量。
7.如权利要求6所述的流场可视化模组，其特征在于，该透明基板的材质包括玻璃或 压克力。
8.如权利要求6所述的流场可视化模组，其特征在于，该感温变色层的材质包括聚异丙基丙烯醯胺。
9.如权利要求1所述的流场可视化模组，其特征在于，该感温变色件包括一变色基板， 而该变色基板具有一感温变色材料，用以吸收该流场所携带的该热量。
10.如权利要求9所述的流场可视化模组，其特征在于，该感温变色材料包括聚异丙基丙烯醯胺。
11.如权利要求1所述的流场可视化模组，其特征在于，该感温变色件的一表面与该 流场的方向平行配置，且该感温变色件的该表面靠近该流场的一部分区域吸收该热量而变 色，以形成一变色区域。
12.如权利要求11所述的流场可视化模组，其特征在于，该感温变色件靠近该流场的 该变色区域与该流场的速度分布呈正比关系。
全文摘要
本发明揭示一种流场可视化模组，包括一加热源、一风扇以及一感温变色件。风扇用以产生一流场，风扇具有一进风口以及一出风口，其中加热源提供一热量至风扇，以使流场携带热量并由进风口朝出风口移动。感温变色件配置于出风口，感温变色件吸收流场所携带的热量并显示流场的速度分布。
文档编号G01P5/10GK101839920SQ20091012858
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者王少甫, 王立婷, 许圣杰, 钟智光, 陈群鹏, 黄庭强 申请人:英业达股份有限公司