CN110377078B - 一种低温环境下电子器件工作温度控制方法及装置 - Google Patents
一种低温环境下电子器件工作温度控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例提供了一种低温环境下电子器件工作温度控制方法及装置,方法包括:获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小。本发明实施例实现了低温环境下电子器件工作温度的控制,在保证电子器件能够正常工作的同时使得所述加热装置的功耗较小。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件技术领域,具体涉及一种低温环境下电子器件工作温度控制方法及装置。
背景技术
电子元件工作的稳定性与老化速度是和环境温度息息相关的。功率电子组件是由多种半导体材料组成的。由于开关电源功率元件工作时的损耗是由其自身发热来散失,所以膨胀系数不同的多种材料相互联系的热循环会引起非常显着的应力,甚至有可能导致瞬间断裂,使元件失效。若功率元件长期工作在异常的温度条件下,会引发将导致断裂的疲劳。由于半导体存在热疲劳寿命,这就要求其应该工作在相对稳定和低的温度范围内。同时快速的冷热变化会暂时的产生半导体温度差,从而会产生热应力与热冲击,使元件承受热机械应力,当温差过大时,导致元件的不同材料部分产生应力裂纹,使元件过早失效。这也就要求功率元件应工作在相对稳定的工作温度范围内,减少温度的急剧变化,以消除热应力冲击的影响,保证元件长期可靠的工作。
一般地,对于电子元件来说,有其适宜的工作温度范围。例如,工业级电子元件产品的工作温度范围是-20~85℃,军品或者汽车级产电子元件的工作温度范围是-40~125℃。然而在极端严寒的环境(例如高海拔山区、南北极极地地区)的气温往往会低于电子器件的工作温度(如-40摄氏度),在这种极端严寒环境下,电子器件往往无法正常工作,而如果要在工业级或者军品级元器件中挑选满足更低温度工作的样品,则会极大的增加设备研制时间和研发成本。为解决该问题,在这种极端严寒环境运行的含有电子器件的仪器设备(例如气象数据、天文观测等研究领域)通常都会将电子器件置于密闭的保温容器内。然而,在极端严寒的地区全年温度变化往往会超过60摄氏度。如果密闭容器保温设计得过好,电子器件自身的发热将会使得密闭容器内的温度提升过高(例如超过100摄氏度),反而会导致容器内电子设备损坏。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明实施例提供一种低温环境下电子器件工作温度控制方法及装置。
第一方面,本发明实施例提供了一种低温环境下电子器件工作温度控制方法,包括:
获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;
根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。
优选地,所述获取密闭的保温容器内的温度值,具体包括:
若所述保温容器中只有一个温度传感器,则连续读取N次所述温度传感器测得的温度值,并根据当前场景需要,从N个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值;其中,N为大于1的整数;
其中,若当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从N个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;若当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从N个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;当前场景需要满足控制的准确度要求,则从N个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值;
若所述保温容器中有M个温度传感器,则读取M个温度传感器测得的温度值,并根据当前场景需要,从M个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值;其中,M为大于1的整数;
其中,若当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从M个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;若当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从M个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;当前场景需要满足控制的准确度要求,则从M个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值。
优选地,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,具体包括:
若所述保温容器内的温度值T0小于或等于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且所述加热装置处于关闭状态,则开启所述加热装置,并在等待t1时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,C表示所述保温容器的比热容,C=CpρV,Cp为空气定压比热容,ρ为空气密度,V为所述保温容器的内体积,λ为所述保温容器使用的保温材料的热传导系数,S为所述保温容器的内表面积,L为所述保温容器使用的保温材料的厚度,Winst表示所述保温容器内电子器件自身的发热功率,Wheat表示所述加热装置的功率,Tamb表示所述保温容器外的环境温度,T0表示所述保温容器内的温度值,Tmin表示所述保温容器内的预设温度要求范围的下限,Tmax表示所述保温容器内的预设温度要求范围的上限。
优选地,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
若所述保温容器内的温度值T0大于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且小于所述保温容器内的预设温度要求范围的上限Tmax且所述加热装置处于开启状态,则在等待t2时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
优选地,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
若所述保温容器内的温度值T0大于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且小于所述保温容器内的预设温度要求范围的上限Tmax且所述加热装置处于关闭状态,则在等待t3时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
优选地,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
若所述保温容器内的温度值T0大于或等于所述保温容器内的预设温度要求范围的上限Tmax且所述加热装置处于开启状态,则关闭所述加热装置,并在等待t4时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
优选地,所述低温环境下电子器件工作温度控制方法,还包括:
判断计算得到的t1是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t1的大小设置成所述安全等待时间阈值;
判断计算得到的t2是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t2的大小设置成所述安全等待时间阈值;
判断计算得到的t3是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t3的大小设置成所述安全等待时间阈值;
判断计算得到的t4是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t4的大小设置成所述安全等待时间阈值。
第二方面,本发明实施例还提供了一种低温环境下电子器件工作温度控制装置,包括:
获取模块,用于获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;
控制模块,用于根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。
第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述低温环境下电子器件工作温度控制方法的步骤。
第四方面,本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述低温环境下电子器件工作温度控制方法的步骤。
由上述技术方案可知,本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制方法及装置,根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,对所述加热装置的开闭状态进行控制,从而在保证所述保温容器内的电子器件能够正常工作的同时使得所述加热装置的功耗较小。本发明实施例实现了低温环境下电子器件工作温度的控制,在保证电子器件能够正常工作的同时使得功耗较小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制方法的流程图;
图2是本发明一实施例提供的温度控制原理示意图;
图3是本发明另一实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制装置的结构示意图;
图4是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
正如背景技术部分所述,对于电子元件来说,有其适宜的工作温度范围。例如,工业级电子元件产品的工作温度范围是-20~85℃,军品或者汽车级产电子元件的工作温度范围是-40~125℃。然而在极端严寒的环境(例如高海拔山区、南北极极地地区)的气温往往会低于电子器件的工作温度(如-40摄氏度),在这种极端严寒环境下,电子器件往往无法正常工作。为解决该问题,在这种极端严寒环境运行的含有电子器件的仪器设备(例如气象数据、天文观测等研究领域)通常都会将电子器件置于密闭的保温容器内。然而,在极端严寒的地区全年温度变化往往会超过60摄氏度。如果密闭容器保温设计得过好,电子器件自身的发热将会使得密闭容器内的温度提升过高(例如超过100摄氏度),反而会导致容器内电子设备损坏。针对该问题,本发明实施例提供了一种温度控制方法,使得在外界环境温度很低且变化很大的情况下,密闭容器内的温度始终能够保持在电子设备的工作温度范围内,同时也能够保证功耗相对最小。
图1示出了本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制方法的流程图。如图1所示,本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制方法包括如下步骤:
步骤101:获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置。
在本步骤中,所述保温容器外的环境温度可以采用设置在所述保温容器外的温度传感器获取,所述保温容器内温度可以采用设置在所述保温容器内的温度传感器获取。
在本步骤中,由于本实施例提供的是一种在低温环境下电子器件工作温度控制方法,因此,需要所述保温容器具有良好的保温效果,因此,优选地,所述保温容器可以由不锈钢外箱、不锈钢内胆和外壳与内胆间的保温层组成。为了防止内胆空间热量通过信号电缆快速导出,本实施例将电缆延长并埋置于多层保温材料间。通常电子器件工作温度标称在-40度以上。为了保证电子器件在极端严寒的环境下正常工作,本实施例在内胆内贴有加热电阻片作为加热装置(可换成别的加热方式),加热电阻可由程序自动控制开关,并在内胆布置有温度传感器。其中,所述加热电阻片在所述保温容器内的温度低于电子器件正常工作的温度要求时开启,以进行温度加热。例如,当内胆温度在-40度以下时,所述加热电阻片才会开启加热。
步骤102:根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。
在本步骤中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。例如,假设所述电子器件正常工作需要的温度条件为-40-60℃,则可以确定所述预设温度要求范围[Tmin,Tmax]为(-38,55),也即Tmin=-38,Tmax=55。可见,所述预设温度要求范围与所述电子器件正常工作需要的温度条件之间预留了一定的温度空间,目的就是为了充分保证电子器件的工作安全。此外,为减少功耗,还可以将所述预设温度要求范围[Tmin,Tmax]确定为(-38,-28),也即Tmin=-38,Tmax=-28。
在本步骤中,根据所述保温容器内的温度值T0、所述保温容器外的环境温度Tamb、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围[Tmin,Tmax]控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小。举例来说,假设所述保温容器内的温度值T0=-50℃,所述预设温度要求范围[Tmin,Tmax]为(-38,-28),所述保温容器外的环境温度Tamb=-80℃,由所述保温容器内的温度值T0=-50℃可知,当前所述保温容器内的温度值不能保证电子器件正常工作,故应立即开启所述加热装置进行加热,同时可以根据所述保温容器外的环境温度大小,确定开启的加热装置的功率或加热装置的数量,同时在加热一段时间后还需要进行再次监测,如果发现所述保温容器内的温度值能够满足电子器件正常工作的条件,则可以将所述加热装置关闭,从而尽可能地降低加热装置的功耗。当然,由于外界环境温度较低,在关闭加热装置一段时间后,还需要进行再次监测,如果发现所述保温容器内的温度值不能够满足电子器件正常工作的条件,则可以将所述加热装置重新开启。通过不断重复上述过程,可以使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小。
需要说明的是,位于保温容器内的温度传感器两次监测之间的等待时间间隔(也称休眠时间间隔)跟所述保温容器内的温度值T0、所述保温容器外的环境温度Tamb、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围[Tmin,Tmax]有关。
由上述技术方案可知,本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制方法,根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,对所述加热装置的开闭状态进行控制,从而在保证所述保温容器内的电子器件能够正常工作的同时使得所述加热装置的功耗较小。本发明实施例实现了低温环境下电子器件工作温度的控制,在保证电子器件能够正常工作的同时使得功耗较小。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,上述步骤101可通过如下方式实现:
若所述保温容器中只有一个温度传感器,则连续读取N次所述温度传感器测得的温度值,并根据当前场景需要,从N个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值;其中,N为大于1的整数;需要说明的是,为避免温度传感器采集的异常温度点对控制结果的影响,在从N个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值之前,需要先剔除异常温度点;
其中,若当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从N个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;若当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从N个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;当前场景需要满足控制的准确度要求,则从N个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值;
若所述保温容器中有M个温度传感器,则读取M个温度传感器测得的温度值,并根据当前场景需要,从M个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值;其中,M为大于1的整数;需要说明的是,为避免温度传感器采集的异常温度点对控制结果的影响,在从M个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值之前,需要先剔除异常温度点;
其中,若当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从M个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;若当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从M个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;当前场景需要满足控制的准确度要求,则从M个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值。
也即在本实施例中,存在下面六种计算所述保温容器内的温度值的算法,分别为:
【算法1】如果只有一个温度传感器,连续读取N次,剔除异常温度点,取最大值为T0。
【算法2】如果只有一个温度传感器,连续读取N次,剔除异常温度点,取最小值为T0。
【算法3】如果只有一个温度传感器,连续读取N次,剔除异常温度点,取平均值为T0。
【算法4】如果有M个温度传感器,读取所有温度传感器的温度,剔除异常温度点,取最大值T0。
【算法5】如果有M个温度传感器,读取所有温度传感器的温度,剔除异常温度点,取最小值T0。
【算法6】如果有M个温度传感器,读取所有温度传感器的温度,剔除异常温度点,取平均值T0。
需要说明的是,在本实施例中,通过上述六种算法,避免了一些意外失效点或单个传感器失效的问题。
需要说明的是,对于上述六种算法,需要根据实际应用场景进行选择,如所述保温容器中只有一个温度传感器且当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从N个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;如所述保温容器中只有一个温度传感器且当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从N个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;如所述保温容器中只有一个温度传感器且当前场景需要满足控制的准确度要求,则从N个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值。
类似地,如所述保温容器中有M个温度传感器且当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从M个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;如所述保温容器中有M个温度传感器且当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从M个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;如所述保温容器中有M个温度传感器且当前场景需要满足控制的准确度要求,则从M个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值。
基于上述实施例的内容,在本实施例中,参见图2所示的温度控制原理图,上述步骤102可通过如下方式实现:
若满足条件①所述保温容器内的温度值T0小于或等于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且所述加热装置处于关闭状态,则开启所述加热装置,并在等待t1时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,C表示所述保温容器的比热容,C=CpρV,Cp为空气定压比热容,ρ为空气密度,V为所述保温容器的内体积,λ为所述保温容器使用的保温材料的热传导系数,S为所述保温容器的内表面积,L为所述保温容器使用的保温材料的厚度,Winst表示所述保温容器内电子器件自身的发热功率,Wheat表示所述加热装置的功率,Tamb表示所述保温容器外的环境温度,T0表示所述保温容器内的温度值,Tmin表示所述保温容器内的预设温度要求范围的下限,Tmax表示所述保温容器内的预设温度要求范围的上限。
进一步地,基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
若满足条件②所述保温容器内的温度值T0大于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且小于所述保温容器内的预设温度要求范围的上限Tmax且所述加热装置处于开启状态,则在等待t2时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
进一步地,基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
若满足条件③所述保温容器内的温度值T0大于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且小于所述保温容器内的预设温度要求范围的上限Tmax且所述加热装置处于关闭状态,则在等待t3时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
进一步地,基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
若满足条件④所述保温容器内的温度值T0大于或等于所述保温容器内的预设温度要求范围的上限Tmax且所述加热装置处于开启状态,则关闭所述加热装置,并在等待t4时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
由上面描述可知,在本实施例中,根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,采用图2所示的①-④四种控制方式控制所述加热装置的开闭状态,通过合理的参数设置(t1、t2、t3和t4)和控制,在保证电子器件正常工作的前提下,减少了加热装置的开启时间,从而降低了功耗。
此外,需要说明的是,在实际进行温度控制时,上述提到的参数t1、t2、t3和t4除了可以采用上述实施例介绍的方法确定以外,还可以采用常数值设定的方法。该常数值可以是在低温试验中实际测量得到的既能够保证电子器件正常工作,又能降低功耗的数据。例如,在实际进行温度控制时,上述t1可以设置成300s等。类似,上述t2、t3和t4也可以根据试验确定为其他常数值。
进一步地,基于上述实施例的内容,在本实施例中,所述低温环境下电子器件工作温度控制方法,还包括:
判断经过上述实施例计算得到的t1是否大于预设安全等待时间阈值,若是,则将t1的大小设置成所述安全等待时间阈值;其中,所述预设安全等待时间阈值为在低温试验中实际测量得到的在保证电子器件正常工作前提下的最长等待时间间隔。例如,假设所述安全等待时间阈值为900s,则若t1大于900s,则将t1设置为900s。
判断经过上述实施例计算得到的t2是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t2的大小设置成所述安全等待时间阈值;例如,假设所述安全等待时间阈值为900s,则若t2大于900s,则将t2设置为900s。
判断经过上述实施例计算得到的t3是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t3的大小设置成所述安全等待时间阈值;例如,假设所述安全等待时间阈值为900s,则若t3大于900s,则将t3设置为900s。
判断经过上述实施例计算得到的t4是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t4的大小设置成所述安全等待时间阈值。例如,假设所述安全等待时间阈值为900s,则若t4大于900s,则将t4设置为900s。
需要说明的是,通过在南极昆仑站投入使用的效果来看,采用本实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制方法,可以实现在外界环境温度低至-80摄氏度,且环境温度变化可达60摄氏度的条件下,保温密闭容器内的温度维持在电子器件工作温度范围,从而实现了电子器件在极端低温环境的正常工作。
图3示出了本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制装置的流程图。如图3所示,本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制装置包括:获取模块21和控制模块22,其中:
获取模块21,用于获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;
控制模块22,用于根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。
由于本发明实施例提供的低温环境下电子器件工作温度控制装置,可以用于执行上述实施例所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法,其工作原理和有益效果类似,故此处不再详述,具体内容可参见上述实施例的介绍。
基于相同的发明构思,本发明又一实施例提供了一种电子设备,参见图4,所述电子设备具体包括如下内容:处理器301、存储器302、通信接口303和通信总线304;
其中,所述处理器301、存储器302、通信接口303通过所述通信总线304完成相互间的通信;所述通信接口303用于实现各建模软件及智能制造装备模块库等相关设备之间的信息传输;
所述处理器301用于调用所述存储器302中的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述低温环境下电子器件工作温度控制方法的全部步骤,例如,所述处理器执行所述计算机程序时实现下述过程:获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。
基于相同的发明构思,本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述低温环境下电子器件工作温度控制方法的全部步骤,例如,所述处理器执行所述计算机程序时实现下述过程:获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定。
此外,上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种低温环境下电子器件工作温度控制方法,其特征在于,包括:
获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;
根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定;
其中,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,具体包括:
若所述保温容器内的温度值T0小于或等于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且所述加热装置处于关闭状态,则开启所述加热装置,并在等待t1时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
2.根据权利要求1所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法,其特征在于,所述获取密闭的保温容器内的温度值,具体包括:
若所述保温容器中只有一个温度传感器,则连续读取N次所述温度传感器测得的温度值,并根据当前场景需要,从N个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值;其中,N为大于1的整数;
其中,若当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从N个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;若当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从N个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;当前场景需要满足控制的准确度要求,则从N个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值;
若所述保温容器中有M个温度传感器,则读取M个温度传感器测得的温度值,并根据当前场景需要,从M个温度值中选取最大值、最小值或平均值作为所述保温容器内的温度值;其中,M为大于1的整数;
其中,若当前场景需要满足器件正常工作的保险性要求,则从M个温度值中选取最小值作为所述保温容器内的温度值;若当前场景需要满足加热装置的低功耗要求,则从M个温度值中选取最大值作为所述保温容器内的温度值;当前场景需要满足控制的准确度要求,则从M个温度值中选取平均值作为所述保温容器内的温度值。
3.根据权利要求1所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法,其特征在于,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
4.根据权利要求3所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法,其特征在于,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
5.根据权利要求4所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法,其特征在于,所述根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小,还包括:
6.根据权利要求1或3或4或5所述的低温环境下电子器件工作温度控制方法,其特征在于,还包括:
判断计算得到的t1是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t1的大小设置成所述安全等待时间阈值;
判断计算得到的t2是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t2的大小设置成所述安全等待时间阈值;
判断计算得到的t3是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t3的大小设置成所述安全等待时间阈值;
判断计算得到的t4是否大于安全等待时间阈值,若是,则将t4的大小设置成所述安全等待时间阈值。
7.一种低温环境下电子器件工作温度控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取密闭的保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度;其中,所述保温容器内设置有用于完成预设工作的电子器件、用于监测保温容器内温度的温度传感器以及用于对所述保温容器内部进行加热的加热装置;
控制模块,用于根据所述保温容器内的温度值、所述保温容器外的环境温度、所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数以及所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
其中,所述预设温度要求范围由所述电子器件正常工作需要的温度条件确定;
其中,所述控制模块,具体用于:
若所述保温容器内的温度值T0小于或等于所述保温容器内的预设温度要求范围的下限Tmin且所述加热装置处于关闭状态,则开启所述加热装置,并在等待t1时间段后重新获取所述保温容器内的温度值和所述保温容器外的环境温度,并根据重新获取的所述保温容器内的温度值和重新获取的所述保温容器外的环境温度以及所述保温容器内保温材料的特性、所述保温容器的尺寸参数、所述加热装置的加热参数、所述电子器件的发热参数和所述保温容器内的预设温度要求范围,控制所述加热装置的开闭状态,使得所述保温容器内的电子器件能够正常工作且使得所述加热装置的功耗较小;
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~6任一项所述低温环境下电子器件工作温度控制方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~6任一项所述低温环境下电子器件工作温度控制方法的步骤。
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