一种高温监控散热扇结构的制作方法

1.本实用新型属于高温监控技术领域，具体涉及一种高温监控散热扇。


背景技术：

2.设计之初，机箱内部安装有散热系统，服务器及其配套板卡能够有效散热，但是单板测试过程中，所述的板卡需要移出机箱，使得板卡散热问题成为一个安全隐患。
3.现有解决方案是将散热扇放置于散热片顶部进行局部散热，这种散热扇的放置位置导致散热扇与散热片风道不一致，散热效果差，散热区域小。在测试过程中发现，散热扇经过长时间运转会出现停转的问题，散热扇不仅失去散热的功能，同时可能会因为质量问题带来火灾隐患。因此，仅仅通过散热扇降温，不对散热扇状态监控存在很大安全隐患，此为现有技术的不足之处。
4.有鉴于此,本实用新型提供一种高温监控散热扇结构,以解决现有技术中存在的缺陷,是非常有必要的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，针对上述现有技术存在的散热扇与散热片风道不一致导致的散热效果差，散热区域小，以及散热扇的工作状态未监控，散热扇停转带来火灾的安全隐患的缺陷，提供设计一种高温监控散热扇结构，以解决上述技术问题。
6.一种高温监控散热扇结构包括电机轴，电机轴上设置有光电编码器，电机轴顶端连接风扇叶片，风扇叶片外部设置风扇罩，电机轴尾端连接风扇电机，所述的风扇电机连接mcu风扇控制器；
7.所述的mcu风扇控制器包括微处理器，微处理器连接有声光报警电路、无线透传模块和电源电路，无线透传模块连接有红外温度传感器模块；
8.所述的红外温度传感器模块包括红外温度传感器，以及与所述的红外温度传感器连接的信号放大电路；所述的信号放大电路放大红外温度传感器信号，输出放大信号，所述的放大信号通过无线透传模块将检测到的温度数据发送至微处理器；微处理器还连接声光报警电路。
9.作为优选，所述的放大电路包括，运算放大器反向输入端连接电阻r2的一端和电阻r1第一端，电阻r2第二端接地，电阻r1第二端接电压5v，运算放大器同向输入端接电阻r3第一端，电阻r3第二端接电阻r4第一端和电容c2，电阻r4第二端接电容c3第一端和比较器lm35的3端口，lm35的1端口接vcc，电容c2、电容c3、电容c4第二端均接地。
10.作为优选，声光报警电路包括，led1正极连接电阻r6第一端，电阻r6第二端接电压5v和蜂鸣器1端，led1负极接三极管q1上引脚，三极管q1上引脚接蜂鸣器2端，三极管q1下引脚接地，电阻r5第一端接微处理器，第二端接三极管q1。
11.作为优选，所述的无线透传模块采用低功耗蓝牙传输或者wifi传输，在数据传送过程中，发送方和接收方数据的长度和内容完全一致，保证了传输的质量，同时不对传输的
数据处理。
12.作为优选，所述的电源电路包括，霍尔电流传感器fd
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sip2第一引脚接地，第二引脚接电阻r7第一端和二极管d1正极，二极管d1负极接电源vcc，电容c5和电容c6第一端均接电源vcc，电容c5和电容c6第二端均接地，电阻r7第二端接电阻r8第一端，电阻r8第二端接地。
13.作为优选，一种高温监控散热扇系统包括，红外温度传感器设置在上层试验台，散热支架固定安装在下层试验台，散热支架上设置有角度可调节的散热扇若干个，散热扇风道方向设置散热片，散热片设置在单板上。
14.作为优选，所述的光电编码器实现散热扇转速检测，设置低功率霍尔电流传感器，散热扇功率检测；散热扇转速、功率任一项出现异常，及时切换备用散热扇，散热扇均异常直接切断散热扇和测试单板电源以减少安全风险。
15.作为优选，微处理器型号为stm32，低功耗、体积小、可靠性高，运算速度快且功能强。
16.本实用新型的有益效果在于，设计了一种高温监控散热扇结构，增加了散热扇运行状态监控、单板环境温度检测、异常报警功能，用于实验台单板散热可有效降低安全风险。本实用新型发明可以24小时无人看管情况下运行，可以有效缩短单板测试时间，提高研发效率。此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
17.由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
18.图1为mcu风扇控制器示意图。
19.图2为一种高温监控散热扇结构示意图。
20.图3为温度传感器运算放大电路原理图。
21.图4为声光报警器电路原理图。
22.图5为电源电路原理图。
23.图6为高温监控系统示意图。
24.其中，100
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微处理器；101
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声光报警电路；102
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无线透传模块；103
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红外传感器模块；104
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电源电路；1
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上层实验台；2
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红外温度传感器；3
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散热片；4
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单板；5
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下层实验台；6
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散热支架；7
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散热扇一；8
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散热扇二；9
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风扇罩；10
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风扇叶片；11
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电机轴；12
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光电编码器；13
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风扇电机；14
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mcu风扇控制器；15
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步进电机。
具体实施方式
25.下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。
26.实施例1：
27.如图1所示，所述的mcu风扇控制器14包括微处理器100，微处理器100连接有声光报警电路101、无线透传模块102和电源电路104，无线透传模块102连接有红外温度传感器模块103；
28.所述的红外温度传感器模块103包括红外温度传感器，以及与所述的红外温度传感器连接的信号放大电路；所述的信号放大电路放大红外温度传感器信号，输出放大信号，所述的放大信号通过无线透传模块将检测到的温度数据发送至微处理器100；微处理器还连接声光报警电路101。
29.实施例2：
30.一种高温监控散热扇结构，包括电机轴11，电机轴11上设置有光电编码器12，电机轴11顶端连接风扇叶片10，风扇叶片10外部设置风扇罩9，电机轴尾端连接风扇电机13，所述的风扇电机连接mcu风扇控制器14；所述的风扇电机13为步进电机15。
31.如图3所示，所述的放大电路包括，运算放大器反向输入端连接电阻r2的一端和电阻r1第一端，电阻r2第二端接地，电阻r1第二端接电压5v，运算放大器同向输入端接电阻r3第一端，电阻r3第二端接电阻r4第一端和电容c2，电阻r4第二端接电容c3第一端和比较器lm35的3端口，lm35的1端口接vcc，电容c2、电容c3、电容c4第二端均接地。
32.如图4所示，声光报警电路101包括，led1正极连接电阻r6第一端，电阻r6第二端接电压5v和蜂鸣器1端，led1负极接三极管q1上引脚，三极管q1上引脚接蜂鸣器2端，三极管q1下引脚接地，电阻r5第一端接微处理器，第二端接三极管q1。
33.所述的无线透传模块102采用低功耗蓝牙传输或者wifi传输，在数据传送过程中，发送方和接收方数据的长度和内容完全一致，保证了传输的质量，同时对传输的数据不处理。
34.如图5所述，电源电路104包括，霍尔电流传感器fd
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sip2第一引脚接地，第二引脚接电阻r7第一端和二极管d1正极，二极管d1负极接电源vcc，电容c5和电容c6第一端均接电源vcc，电容c5和电容c6第二端均接地，电阻r7第二端接电阻r8第一端，电阻r8第二端接地。
35.一种高温监控散热扇结构系统包括，红外温度传感器设置在上层试验台1，散热支架6固定安装在下层试验台5，散热支架6上设置有角度可调节的散热扇一7和散热扇二8，散热扇风道方向设置散热片，散热片3设置在单板4上。
36.所述的光电编码器12实现散热扇转速检测，设置低功率霍尔电流传感器，散热扇功率检测；散热扇转速、功率任一项出现异常，及时切换备用散热扇，散热扇均异常直接切断散热扇和测试单板4电源以减少安全风险。
37.微处理器型号为stm32，低功耗、体积小、可靠性高，运算速度快且功能强。
38.实施例3：
39.如图6所述，一种高温监控散热扇结构将外温度传感器分布安装于实验台顶端，用于检测单板4温度，散热扇安装于单板4的上下风口，用于给单板4降温，实验台分上下两层，上层底面可用于安装2
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4个红外温度传感器，采集到的温度数据通过无线透传模块102发送到微处理器，微处理器核对温度是否在安全温度区间内，若在安全区间内则维持当前散热扇状态，若温度过高则按照过热区域位置适当调节散热扇倾斜角度或散热扇转速。
40.首先区分单板上的主要散热点，将红外温度传感器安装于散热点正上方。微处理器兼容uart、iic、spi主流无线透传模块102接口，红外温度传感器通过无线透传模块102将检测到的温度数据发送给微处理器100。之后微处理器100按照设定的阈值判断温度是否在安全区域内，若均在安全区间内则散热扇保持当前状态；若出现温度数据超过阈值，则微处理器100通过散热扇的步进电机调节倾斜角度来改善散热效果。如果散热扇倾斜角调整到
最佳仍然无法达到理想的降温效果，微处理器100可以通过调节pwm占空比来增大散热扇转速。如果仍然不能使温度降至阈值以下，微处理器100发出声光报警并将报警信息发送到预先设置的紧急联系方式。
41.光电编码器数据经微处理器100匹配比对，若计算出的转速与设定值偏差较大，则启动第二路备用散热扇并向发送错误代码。霍尔电流传感器用于检测散热扇供电回路电流，若出现散热扇供电功率异常增大，切断该路散热扇电源启动备用散热扇，若两路散热扇均出现电流异常增大则切断两路散热扇及被测单板电源并发送问题代码，等待检修。
42.以上公开的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本实用新型原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本实用新型的保护范围内。