一种带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒及控制方法与流程

本发明涉及光模块，尤其涉及一种带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒及控制方法。

背景技术：

1、为了使光纤接头盒中的设备能正常工作，需要综合其温度、湿度及压力等相关要求，光模块等功能设备在光纤接头盒内部工作释放一定的热量，为了避免光纤接头盒内温度太高对已有的设备造成非正向的影响，因此光纤接头盒内的温度控制及调节是非常重要的。

2、传统光纤接头盒只能靠热传递的方式向盒外释放热量，这就需要光纤接头盒最大发热来推算能容纳的设备种类和数量，由于光纤接头盒环境整体温度不定，而导致部分设备到达极限工作温度而停止工作，这样就会导致相关设备的能源损耗多，并且噪声也一直很大。

3、所以现有技术中的光纤接头盒有以下缺陷：

4、1、散热方式单一，仅通过盒体外壳进行散热的效果较差。

5、2、传统的机箱、电源等装置中，虽然有采用风扇进行散热的方案，但是风扇一般只是对机箱、电源内部的整体空间进行散热，没有考虑装置的密封问题。而光纤接头盒的内壳体需要考虑密封问题，不能简单的加装一个风扇，需要考虑如何将风扇和散热结构结合起来进行设计。

6、3、光纤接头盒内存放的光模块、有源或无源器件的最高工作温度均不相同，当多个光纤接头盒相互连接组成光纤接头盒组时，不能简单的考虑单一光纤接头盒的工作温度，需要对各个器件的工作温度进行综合考虑。

7、4、现有技术中缺乏对光纤接头盒的温度等级与转速间进行转换控制的方法，且由于现有技术中散热结构比较简单，没有考虑各种温度等级下如何结合主被动散热进行综合调控的方法。

8、鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒及控制方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明提供一种带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒，光纤接头盒包括外壳体和内壳体，外壳体和内壳体之间设置有多个主风道；主风道为贯穿光纤接头盒的空腔，且主风道在外壳体的两端分别形成主风道口，主风道口处设置有风向传感器；外壳体的两端还设置有多个子风道，子风道为弧形空腔，且子风道一端在外壳体上形成子风道口，另一端与一个主风道的侧壁连通；外壳体两端的子风道处分别设置有一个风扇；

4、内壳体内设置有光纤盘、温度传感器和控制单元，温度传感器、风向传感器以及风扇均与控制单元电连接；控制单元用于根据温度传感器采集到的光纤接头盒内部的温度，实时进行控制；当温度低于阈值时，仅通过流经主风道和子风道内的自然风进行被动散热；当温度高于阈值时，控制单元控制风扇开启，根据风向传感器采集到的风向，控制风扇的转动方向，使风扇气流方向与自然风的风向一致，通过风扇气流流经子风道和主风道进行主动散热。

5、进一步地，本发明的主风道和子风道均呈中心对称的结构排列，且主风道和子风道的对称中心和内壳体的对称中心重合。

6、进一步地，本发明的内壳体的外壁位于主风道内的部分外表面上，设置有多个用于增大接触面积的散热片。

7、进一步地，本发明的内壳体内设置有电源模块，温度传感器、风向传感器、风扇、控制单元均与电源模块电连接。

8、本发明提供一种带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒组，包括多个通过有线或无线连接的带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒和至少一个综合计算单元；

9、综合计算单元，用于获取通过温度传感器测量的每个光纤接头盒的实测温度，获取每个光纤接头盒的最高工作温度，将光纤接头盒的最高工作温度的最大值作为测量的基准值，对每个光纤接头盒的实测温度进行加权计算；

10、综合计算单元内存储有温度对照关系，根据温度对照关系和每个光纤接头盒加权计算后的温度值，对每个光纤接头盒设置相应的温度等级，得到温度等级列表；综合计算单元内存储有风扇转速与温度等级的对应关系，根据每个光纤接头盒的温度等级计算对应的风扇转速的控制量，将控制量发送给对应的光纤接头盒的控制单元，进而对风扇转速进行主动调控。

11、进一步地，本发明的综合计算单元中进行加权计算的方法为：

12、所有光纤接头盒中最高工作温度的最大值为tmax；

13、某个光纤接头盒的最高工作温度为tnmax，n表示光纤接头盒组中光纤接头盒的数量；该光纤接头盒的实测温度为tn’；

14、该光纤接头盒的加权温度的计算公式为：

15、tn=tn’×（tmax/tnmax）

16、其中，tn表示第n个光纤接头盒的加权温度。

17、进一步地，本发明的综合计算单元中对每个光纤接头盒设置相应的温度等级的方法为：

18、以所有光纤接头盒中最高工作温度的最大值为tmax为分界线，将tmax的80％-100％区间内的某个值作为第一阈值，将tmax的100％-120％区间内的某个值作为第二阈值；

19、若tn小于第一阈值，表示光纤接头盒正常工作，设置温度等级为0；

20、若tn大于第一阈值，且小于tmax，表示光纤接头盒仍能维持正常工作的临界状态，设置温度等级为1；

21、若tn大于tmax，且小于第二阈值，表示光纤接头盒温度处于无法正常工作，但仍在运行的状态，设置温度等级为2；

22、若tn大于第二阈值，表示光纤接头盒处于无法正常工作，停止运行的状态，设置温度等级为3。

23、本发明提供一种带主被动风道温度控制结构的光纤接头盒组的控制方法，该方法包括以下步骤：

24、步骤10、获取光纤接头盒组内的多个光纤接头盒的实测温度，获取每个光纤接头盒的最高工作温度，将光纤接头盒的最高工作温度的最大值作为测量的基准值，对每个光纤接头盒的实测温度进行加权计算；

25、步骤20、设定温度对照关系，根据温度对照关系和每个光纤接头盒加权计算后的温度值，对每个光纤接头盒设置相应的温度等级，得到温度等级列表；

26、步骤30、设定风扇转速与温度等级的对应关系，根据每个光纤接头盒的温度等级计算对应的风扇转速的控制量，将控制量发送给对应的光纤接头盒的控制单元，进而对风扇转速进行主动调控。

27、进一步地，本发明的步骤10中进行加权计算的方法为：

28、所有光纤接头盒中最高工作温度的最大值为tmax；

29、某个光纤接头盒的最高工作温度为tnmax，n表示光纤接头盒组中光纤接头盒的数量；该光纤接头盒的实测温度为tn’；

30、该光纤接头盒的加权温度的计算公式为：

31、tn=tn’×（tmax/tnmax）

32、其中，tn表示第n个光纤接头盒的加权温度。

33、进一步地，本发明的对每个光纤接头盒设置相应的温度等级的方法为：

34、以所有光纤接头盒中最高工作温度的最大值为tmax为分界线，将tmax的80％-100％区间内的某个值作为第一阈值，将tmax的100％-120％区间内的某个值作为第二阈值；

35、若tn小于第一阈值，表示光纤接头盒正常工作，设置温度等级为0；此时不开启风扇，仅通过主风道和子风道进行被动散热；

36、若tn大于第一阈值，且小于tmax，表示光纤接头盒仍能维持正常工作的临界状态，设置温度等级为1；此时不开启风扇，仅通过主风道和子风道进行被动散热；

37、若tn大于tmax，且小于第二阈值，表示光纤接头盒温度处于无法正常工作，但仍在运行的状态，设置温度等级为2；开启风扇，根据风向传感器测量自然风的风向，控制风扇的转动方向使风扇气流方向与自然风方向一致，并根据风扇转速与温度等级的对应关系设置风扇转速；

38、若tn大于第二阈值，表示光纤接头盒处于无法正常工作，停止运行的状态，设置温度等级为3；开启风扇，根据风向传感器测量自然风的风向，控制风扇的转动方向使风扇气流方向与自然风方向一致，并根据风扇转速与温度等级的对应关系设置风扇转速，等级3的风扇转速大于等级2的风扇转速。

39、本发明产生的有益效果是：

40、1、光纤接头盒采用主风道和子风道相结合的结构，不仅能利用流经风道内的自然风进行被动散热，还可在一定条件下开启风扇进行主动散热，散热效果优异。

41、2、光纤接头盒在具有良好散热效果的基础之上，仍然保持了内壳体的密封性，雨水、灰尘不会对内壳体中的光模块、有源或无源器件造成损坏。

42、3、当多个光纤接头盒组成光纤接头盒组时，光纤接头盒内存放的光模块、有源或无源器件的最高工作温度均不相同，综合考虑了各个光纤接头盒的工作温度，提出了一种加权温度计算的方法，实现了对不同元器件的温度等级的有效管理。

43、4、提出了一种加权温度的温度等级与风扇转速之间进行转换控制的方法，综合考虑了各种温度等级，并结合主动和被动散热进行综合调控，调控更加精确，控温效果好。

44、5、光纤接头盒的风道内还设置有风向传感器，通过调整风扇的转动方向，让自然风的风向与风扇气流的方向相叠加，增强了散热的性能。