基于颜色识别的喷雾冷却系统及其工作方法

本发明涉及电子设备冷却，具体涉及一种基于颜色识别的喷雾冷却系统及其工作方法。

背景技术：

1、电子设备故障与高温密切相关。当温度超过一定温度时，电子设备的故障率呈指数增长。因此，一些电子设备的长期稳定可靠运行需要高效的冷却措施，以消除超温带来的各种问题。喷雾冷却需要的冷却剂更少，具有更强的散热能力，更好的温度可控性以及温度均匀性。

2、市面上常见的喷雾冷却系统大多数在冷却目标的侧边或者下方安装热电偶来进行测温，导致目标面的温度与测试温度不一致，存在冷却的滞后性。此外，大部分喷雾冷却系统是持续性喷射，该种方式需要大量的冷却剂，会造成不必要的浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于颜色识别的喷雾冷却系统及其工作方法，该系统及其工作方法有利于及时、可靠地进行喷雾冷却，并减少冷却液的使用。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于颜色识别的喷雾冷却系统，包括罩体、热源、冷却循环系统、温度传感器、颜色识别传感器和控制单元，所述罩体罩设于热源中上部外侧，所述冷却循环系统包括装储有冷却液的冷却液筒，所述冷却液筒的出水管连接水泵，所述水泵出口分两路分别连接喷水管和溢流管，所述喷水管上设有电磁阀，所述喷水管前端设有喷头并伸入罩体中正对热源，所述溢流管上设有溢流阀，所述溢流管接至冷却液筒的进水管；所述罩体底部开设有排水口，所述排水口经排水管接至冷却液筒的进水管；所述温度传感器设置于热源内，所述颜色识别传感器设置于罩体内热源上方，所述控制单元分别与温度传感器、颜色识别传感器和电磁阀电性连接。

3、进一步地，所述冷却液为带有颜色的溶液，且其颜色可随浓度变化而变化。

4、进一步地，所述颜色识别传感器的探头正对于热源表面，以检测热源表面的冷却液颜色变化。

5、进一步地，所述罩体内设有排气扇，用于抽走罩体内蒸发的冷却液，所述排气扇的排气口直接排空或者经冷凝器接至冷却液筒内，所述排气扇与控制单元电性连接。

6、进一步地，所述温度传感器为热电偶。

7、进一步地，所述溢流阀为机械式溢流阀。

8、进一步地，所述罩体底部开设有两个排水口，所述两个排水口分别连接排水管，两根排水管和溢流管经一四通接口连接冷却液筒的进水管。

9、进一步地，所述水泵为出口压力达到3mpa以上的高压水泵。

10、本发明还提供了上述基于颜色识别的喷雾冷却系统的工作方法，包括以下步骤：

11、1）根据需要热源维持的工作温度确定冷却液并充装入冷却液筒中；

12、2）启动系统；控制单元先控制电磁阀开启一次进行一次喷雾，再控制颜色识别传感器采集初始冷却液颜色，并设定颜色差阈值；控制单元控制温度传感器开始持续测温，并设定温度阈值；控制单元控制水泵开启；

13、3）热源开始工作；控制单元控制电磁阀开启，进行第一次喷雾冷却，此时溢流阀未达到开启压力，处于关闭状态；持续设定时长后，控制电磁阀关闭，此时溢流阀达到开启压力，溢流阀自动开启，冷却液向溢流管流动；

14、4）热源表面的冷却液在蒸发过程中，水分逐渐减少，导致冷却液颜色变化，当颜色识别传感器检测到当前冷却液颜色与初始冷却液颜色的差值达到颜色差阈值时，控制单元控制电磁阀再次开启，进行设定时长的喷雾冷却，并将热源表面的冷却液冲刷干净；

15、5）在热源温度未达到温度阈值的情况下，不断重复步骤4）的过程；当温度传感器检测到热源温度达到温度阈值时，控制单元控制电磁阀常开，持续进行喷雾冷却，并采取相应的处理措施。

16、进一步地，步骤5）中，所述处理措施为：如果持续进行喷雾冷却的过程中热源温度不断下降并最终下降至温度阈值以下时，控制单元延长喷雾冷却的设定时长，然后重复步骤4）的过程；如果持续喷雾冷却无法使热源温度下降，或者两次喷雾冷却的间隔时间与设定时长的差值小于设定阈值，则控制单元触发报警单元进行报警。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种基于颜色识别的喷雾冷却系统及其工作方法，该系统联合颜色识别与温度检测来对热源的温升情况进行检测，通过冷却液蒸发过程中的颜色变化来控制喷雾冷却系统间歇工作，并与温度检测相结合，相较于传统基于热电偶的喷雾冷却系统反应更加迅速，不仅提高了系统工作的可靠性和安全性，而且由于不需要长时间持续性进行喷雾冷却工作，可以有效减少冷却液的使用。因此，本发明具有很强的实用性和广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，包括罩体、热源、冷却循环系统、温度传感器、颜色识别传感器和控制单元，所述罩体罩设于热源中上部外侧，所述冷却循环系统包括装储有冷却液的冷却液筒，所述冷却液筒的出水管连接水泵，所述水泵出口分两路分别连接喷水管和溢流管，所述喷水管上设有电磁阀，所述喷水管前端设有喷头并伸入罩体中正对热源，所述溢流管上设有溢流阀，所述溢流管接至冷却液筒的进水管；所述罩体底部开设有排水口，所述排水口经排水管接至冷却液筒的进水管；所述温度传感器设置于热源内，所述颜色识别传感器设置于罩体内热源上方，所述控制单元分别与温度传感器、颜色识别传感器和电磁阀电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述冷却液为带有颜色的溶液，且其颜色可随浓度变化而变化。

3.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述颜色识别传感器的探头正对于热源表面，以检测热源表面的冷却液颜色变化。

4.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述罩体内设有排气扇，用于抽走罩体内蒸发的冷却液，所述排气扇的排气口直接排空或者经冷凝器接至冷却液筒内，所述排气扇与控制单元电性连接。

5.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。

6.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述溢流阀为机械式溢流阀。

7.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述罩体底部开设有两个排水口，所述两个排水口分别连接排水管，两根排水管和溢流管经一四通接口连接冷却液筒的进水管。

8.根据权利要求1所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统，其特征在于，所述水泵为出口压力达到3mpa以上的高压水泵。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的基于颜色识别的喷雾冷却系统的工作方法，其特征在于，步骤5）中，所述处理措施为：如果持续进行喷雾冷却的过程中热源温度不断下降并最终下降至温度阈值以下时，控制单元延长喷雾冷却的设定时长，然后重复步骤4）的过程；如果持续喷雾冷却无法使热源温度下降，或者两次喷雾冷却的间隔时间与设定时长的差值小于设定阈值，则控制单元触发报警单元进行报警。

技术总结
本发明涉及一种基于颜色识别的喷雾冷却系统及其工作方法，该系统包括罩体、热源、冷却循环系统、温度传感器、颜色识别传感器和控制单元，罩体罩设于热源中上部外侧，冷却循环系统包括装储有冷却液的冷却液筒，其出水管连接水泵，水泵出口分两路连接喷水管和溢流管，喷水管上设有电磁阀，喷水管前端设有喷头并伸入罩体中正对热源，溢流管上设有溢流阀，溢流管接至冷却液筒的进水管；罩体底部设有排水口，排水口经排水管接至冷却液筒的进水管；温度传感器设于热源内，颜色识别传感器设于罩体内热源上方，控制单元分别与温度传感器、颜色识别传感器和电磁阀电性连接。该系统及其工作方法有利于及时、可靠地进行喷雾冷却，并减少冷却液的使用。

技术研发人员：周立群,厚文韬,李乾,张庭瑄
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17