一种基于物联网技术的计算机散热装置

1.本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的计算机散热装置。


背景技术：

2.计算机机箱因内置电源、处理器、显卡等发热硬件，导致需要配备良好的散热结构。现有的计算机机箱散热机构大都由带滤网的进风口、以及带风扇的出风口组成，通过风力的循坏，及时带走机箱内的热量，保护硬件使用安全。然而，随着计算机的使用，机箱进风口处的滤网会逐渐被灰尘堵塞，若不及时清理，会导致进风量和进风风速均减小，进而使出风口处的风量和风速也随之减小，影响散热效果。
3.目前，针对进风口滤网通畅程度的监测以及相应的清理工作，缺乏有效的自动化措施，只能通过用户定期观察判断，或者通过计算机显示的温度情况来判断，显然这十分麻烦，也存在一定的滞后性和不准确性。
4.另外，若通过监测特定风扇转速下的风速或风量值来判断滤网的通畅程度，也是不准确的。因为当滤网堵塞后，不仅会使风速、风量降低，还会因气体流通不畅，以及可能引起的气流反窜，使风扇转动阻力增大，进而使转速也明显下降，此时若监测实际转速以及实际风速，可能会出现实际风速与该实际转速下的标准风速接近的“正常”情况，因此无法反馈出滤网已经被堵塞的真实情况。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的计算机散热装置，其解决了现有计算机机箱散热装置针对进风口滤网通畅程度的监测以及相应的清理工作缺乏有效的自动化措施的问题。
6.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
7.一种基于物联网技术的计算机散热装置，装置包括设于计算机机箱上的进风口和出风口，所述进风口处设有过滤网，所述出风口处设有风扇，装置还包括：用于监测机箱内温度值的温度传感模块，用于监测出风口处气体流速或流量的气体传感模块，以及控制模块；
8.所述控制模块被配置为：根据机箱内的温度值控制风扇的功率，以调节风扇的转速，并在风扇处于任一功率时，通过比较该功率下出风口处气体流速或流量的实测值与标准值，判断过滤网是否堵塞；
9.其中，出风口处气体流速或流量的标准值由风扇的功率一一对应确定。
10.进一步改进在于，根据机箱内的温度值控制风扇的功率的具体过程为：当机箱内的温度值高于温度的标准值时，所述控制模块控制增大风扇的功率，以增大风扇的转速；当机箱内的温度值低于标准值时，所述控制模块控制减小风扇的功率，以减小风扇的转速。
11.进一步改进在于，所述温度的标准值为机箱外部的环境温度值加上正常升温值得到，且所述正常升温值设定为10-30℃。
12.进一步改进在于，判断过滤网是否堵塞的具体过程为：当任一功率下出风口处气体流速或流量的实测值等于标准值时，判断过滤网为不堵塞；当任一功率下出风口处气体流速或流量的实测值小于标准值时，判断过滤网为堵塞。
13.进一步改进在于，所述装置还包括：
14.警示模块，所述警示模块与控制模块通信连接，用于在判断过滤网为堵塞时发出报警。
15.进一步改进在于，所述装置还包括：
16.除尘模块，所述除尘模块包括位于机箱内部且一端为敞口的空心管，所述空心管内滑动连接有活塞块，所述活塞块将空心管内部密封形成空腔，在空腔内填充有热膨胀介质，所述活塞块上设有联动杆，所述联动杆延伸至机箱外部，且在联动杆上连接有除尘板，所述除尘板贴附于过滤网的进风侧表面，当机箱内温度上升时，空心管空腔内热膨胀介质受热膨胀，推动活塞块移动，进而通过联动杆带动除尘板沿过滤网进风侧表面擦动，实现除尘。
17.进一步改进在于，所述热膨胀介质为二氧化碳、氦气、氢气、空气或水银中的一种。
18.进一步改进在于，所述机箱上开设有环形孔，所述环形孔由直线段和弧线段围成，其中直线段方向与空心管长度方向平行，环形孔内滑动设有与环形孔密封配合的环形圈，所述环形圈在位于直线段的位置处开设有穿孔，所述联动杆贯穿环形圈上的穿孔后延伸至机箱外部。
19.进一步改进在于，所述空心管内腔设有进气管和排气管，所述进气管采用绝热材质且延伸至机箱外，进气管上设有单向阀和进气叶轮，所述排气管上设有排气叶轮，所述排气叶轮与进气叶轮联动，所述空心管内壁上竖向设有阻尼滑动配合的滑杆，所述滑杆的底端设有用于密封排气管的密封片，滑杆的顶端设有承载环，所述活塞块的底端设有配重块，所述配重块通过拉绳与滑杆连接；
20.初始状态下，所述热膨胀介质受热后推动活塞块向上移动，当活塞块向上移动至设定位置时，通过拉绳拉动滑杆以及密封片向上滑动，使排气管打开排气，受热后的热膨胀介质排出，且排气时驱动排气叶轮转动，进而带动进气叶轮转动，使进气管进气，补充外界冷的热膨胀介质，此时空心管内腔内趋于常压，活塞块在配重块的重力作用下向下移动，并通过下压承载环使滑杆以及密封片向下滑动，进而使排气管关闭，恢复至初始状态。
21.本发明的有益效果在于：
22.(1)该散热装置基于物联网技术，其一方面根据机箱内的温度值控制风扇的功率，实现风扇转速的精确调节，另一方面通过比较任一功率下出风口处气体流速或流量的实测值与标准值，实现过滤网堵塞情况的准确判断，且相对于通过监测特定风扇转速下的流速或流量的方式，其规避了因滤网堵塞而使风扇转速自身下降所带来的影响，避免反馈失准现象。
23.(2)该散热装置设置有除尘模块，其无需任何外界动力源，可在每次计算机使用时利用热能自动进行过滤网的除尘工作；另外，该除尘模块还具有安全性高、往复擦动除尘效果好等优点。
附图说明
24.图1为本发明实施例1的结构示意图；
25.图2为控制模块的控制原理图；
26.图3为本发明实施例2的机箱内部示意图；
27.图4为本发明实施例2的机箱外部示意图；
28.图中：1、机箱；2、进风口；3、出风口；4、过滤网；5、风扇；6、温度传感模块；7、气体传感模块；8、控制模块；9、警示模块；10、空心管；11、活塞块；12、联动杆；13、除尘板；14、环形孔；15、环形圈；16、进气管；17、排气管；18、单向阀；19、进气叶轮；20、排气叶轮；21、滑杆；22、密封片；23、承载环；24、配重块；25、拉绳。
具体实施方式
29.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
30.实施例1
31.结合图1和图2所示，一种基于物联网技术的计算机散热装置，装置包括设于计算机机箱1上的进风口2和出风口3，进风口2处设有过滤网4，出风口3处设有风扇5，装置还包括：用于监测机箱1内温度值的温度传感模块6，用于监测出风口3处气体流速或流量的气体传感模块7，以及控制模块8；
32.控制模块8被配置为：根据机箱1内的温度值控制风扇5的功率，以调节风扇5的转速，并在风扇5处于任一功率时，通过比较该功率下出风口3处气体流速或流量的实测值与标准值，判断过滤网4是否堵塞；
33.其中，出风口3处气体流速或流量的标准值由风扇5的功率一一对应确定。
34.本发明中，根据机箱1内的温度值控制风扇5的功率的具体过程为：当机箱1内的温度值高于温度的标准值时，控制模块8控制增大风扇5的功率，以增大风扇5的转速；当机箱1内的温度值低于标准值时，控制模块8控制减小风扇5的功率，以减小风扇5的转速。温度的标准值为机箱1外部的环境温度值加上正常升温值得到，且正常升温值设定为10-30℃。例如，在环境温度为30℃时，升温值设定为15℃，此时温度的标准值为45℃，即当机箱1内的温度值高于45℃时，控制模块8控制增大风扇5的功率，以增大风扇5的转速，提高散热效果，使温度下降。
35.本发明中，判断过滤网4是否堵塞的具体过程为：当任一功率下出风口3处气体流速或流量的实测值等于标准值时，判断过滤网4为不堵塞；当任一功率下出风口3处气体流速或流量的实测值小于标准值时，判断过滤网4为堵塞。其原理是当过滤网4为不堵塞，进风正常，因此出风口的气体流速或流量也正常，当过滤网4堵塞后，进风风速以及风量均降低，此时机箱1内无法有效补充气体，导致出风口的气体流速或流量也降低。
36.本发明中，装置还包括：
37.警示模块9，警示模块9与控制模块8通信连接，用于在判断过滤网4为堵塞时发出报警。警示模块9可以是在计算机桌面上进行弹窗显示，也可是直接在机箱1上的声光显示。
38.下面结合表1(各项数据均取模拟的近似值)进行具体说明：
39.表1：功率、风扇转速、出风口风量的对照表
[0040][0041]
前文提到若通过监测特定风扇转速下的风速或风量值来判断滤网的通畅程度，是不准确的，因为当滤网堵塞后，不仅会使风速、风量降低，还会因气体流通不畅，以及可能引起的气流反窜，使风扇转动阻力增大，进而使转速也明显下降，此时若监测实际转速以及实际风速，可能会出现实际风速与该实际转速下的标准风速接近的“正常”情况。例如，参照表1，根据已知的参数对应关系，当设定风扇转速为1600r/min时，正常风量应该有48cfm，监测过程中，若监测的数据是恰好是1600r/min和48cfm，则该方式会直接判断为不堵塞，然而在该监测数据下，还有可能是设定风扇转速为1800r/min且发生堵塞后的风量，因此该堵塞情况无法反馈。
[0042]
而采用本发明的判断方式，根据已知的参数对应关系，功率为2.3w时的正常风量为54cfm，若监测到2.3w时的风量为48cfm，则说明过滤网被堵塞，该方式有效规避了因滤网堵塞而使风扇转速自身下降所带来的影响。
[0043]
实施例2
[0044]
再结合图3和图4所示，为了降低过滤网4被堵塞的几率，本发明散热装置还可设置除尘模块，除尘模块包括位于机箱1内部且一端为敞口的空心管10，空心管10内滑动连接有活塞块11，活塞块11将空心管10内部密封形成空腔，在空腔内填充有热膨胀介质，热膨胀介质为二氧化碳、氦气、氢气、空气或水银中的一种，活塞块11上设有联动杆12，联动杆12延伸至机箱1外部，且在联动杆12上连接有除尘板13，除尘板13贴附于过滤网4的进风侧表面，当机箱1内温度上升时，空心管10空腔内热膨胀介质受热膨胀，推动活塞块11移动，进而通过联动杆12带动除尘板13沿过滤网4进风侧表面擦动，实现除尘。
[0045]
在每次计算机开机使用后，机箱1内的温度必然会有所上升，此时即可进行一次除尘擦动；当用完计算机关机后，机箱1内的温度逐渐下降，此时又可反向进行一次除尘擦动。通过该设置，可定期或不定期的清理过滤网4，有效降低了过滤网4被堵塞的几率。
[0046]
作为优选的实施方式，机箱1上开设有环形孔14，环形孔14由直线段和弧线段围成，其中直线段方向与空心管10长度方向平行，环形孔14内滑动设有与环形孔14密封配合的环形圈15，环形圈15采用软质橡胶材质，可任意挤压弯曲，环形圈15在位于直线段的位置
处开设有穿孔，联动杆12贯穿环形圈15上的穿孔后延伸至机箱1外部。当联动杆12上下移动时，会带动环形圈15绕环形孔14转圈滑动，滑动过程中，能始终保持密封性，避免灰尘进入机箱1内部。另外，为了增加滑动效果以及密封效果，可在环形圈15与环形孔14之间设置相互卡接的卡条与卡槽，并在卡槽内进行油封。
[0047]
作为优选的实施方式(此方案中热膨胀介质为空气)，空心管10内腔设有进气管16和排气管17，进气管16采用绝热材质(例如真空绝热材质)且延伸至机箱1外，用于吸取环境中未受热的空气，进气管16上设有单向阀18和进气叶轮19，排气管17上设有排气叶轮20，排气叶轮20与进气叶轮19联动(可以是链条联动、齿轮联动等)，空心管10内壁上竖向设有阻尼滑动配合的滑杆21，滑杆21的底端设有用于密封排气管17的密封片22，滑杆21的顶端设有承载环23，活塞块11的底端设有配重块24，配重块24通过拉绳25与滑杆21连接；
[0048]
初始状态下，热膨胀介质受热后推动活塞块11向上移动，当活塞块11向上移动至设定位置(根据除尘板13所需上下移动距离设定)时，通过拉绳25拉动滑杆21以及密封片22向上滑动，使排气管17打开排气，受热后的热膨胀介质排出，且排气时驱动排气叶轮20转动，进而带动进气叶轮19转动，使进气管16进气，补充外界冷的热膨胀介质，此时空心管10内腔内趋于常压，活塞块11在配重块24的重力作用下向下移动，并通过下压承载环23使滑杆21以及密封片22向下滑动，进而使排气管17关闭，恢复至初始状态。该设置一方面可增加安全性，避免空心管10升温而内部压强过大，发生意外，另一方面可增加擦动除尘的次数，在机箱1内温度升高后，仍然能反复进行擦动除尘。
[0049]
需要说明的是，实施例2的方案是在实施例1基础上的进一步优化，其可降低过滤网4被堵塞的几率，从而可以延长控制模块8的判断周期，降低电耗，以及延长传感器件使用寿命。当然，实施例2的方案也可单独实施，仅用于机箱滤网的除尘工作。
[0050]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。