CN111207941B - 测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测试装置，所述测试装置包含槽体、第一流体、发热器、冷凝器、热交换器、入口管、出口管、第二流体及至少一侦测器。所述第一流体置于所述槽体内。所述发热器设置于所述槽体内且浸泡于所述第一流体中。所述冷凝器设置于所述槽体内。所述热交换器设置于所述槽体外。所述入口管及所述出口管各自连接于所述热交换器及所述冷凝器之间。所述第二流体系在由所述冷凝器、所述入口管、所述热交换器及所述出口管所构成的封闭空间流动。所述至少一侦测器设置于所述入口管、所述出口管、所述热交换器之至少一者，用以收集侦测资料及据以调整冷却装置设定。

Description

测试装置

技术领域

本发明关于一种测试装置，尤指一种可藉由侦测资料，据以调整冷却装置设定的测试装置。

背景技术

在两相浸入式之冷却装置中，可于槽体内置入冷却用的液体，将电子组件置入液体内，于槽体内之上方设置冷凝器，冷凝器可包含散热排体。当电子组件发热，即可将液体汽化为蒸气，蒸气上升接触到冷凝器，可转为液态，并滴回槽体下方。热能即可转移到冷凝器。

上述的架构虽可达到冷却电子组件之功效，但实作上已发现缺失。举例来说，冷凝器的摆放方式等冷却装置之设定，其对应的散热功效很难评估。此外，由于冷却装置涉及流体的对流及相变化，相异的设定之间的互相影响及工程抵换等因素，不易评估。换言之，如何调整冷却装置，才可得到更好的散热功效，其评估具相当难度。

虽然可以藉由复杂的计算及长期工程经验，粗略地优化冷却装置之设定，但实作上，此方法的执行难度高，且精确度较低。因此，本领域仍须解决方案，以利更妥善地评估冷却装置之各项设定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试装置，以解决现有冷却装置之设定精确度低且执行难度高等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测试装置，用以测试及调整一冷却装置设定，其特征在于，包含：

一槽体，包含一第一槽体接口及一第二槽体接口；

一第一流体，置于所述槽体内；

一发热器，设置于所述槽体内且浸泡于所述第一流体中，用以产生热能；

一冷凝器，设置于所述槽体内，包含一第一冷凝器接口，及一第二冷凝器接口；

一热交换器，设置于所述槽体外，包含一第一热交换器接口，及一第二热交换器接口；

一入口管，包含一第一入口管接口连接于所述第一热交换器接口，及一第二入口管接口连接于所述第一冷凝器接口，其中所述入口管穿过所述第一槽体接口；

一出口管，包含一第一出口管接口连接于所述第二热交换器接口，及一第二出口管接口连接于所述第二冷凝器接口，其中所述出口管穿过所述第二槽体接口；

一第二流体，用以于一封闭空间内流动，其中所述封闭空间系由所述冷凝器、所述入口管、所述热交换器及所述出口管所构成；及

至少一侦测器，设置于所述入口管、所述出口管、所述热交换器之至少一者，用以收集至少一侦测资料；

其中所述至少一侦测资料系用以分析，从而据以调整所述冷却装置设定。

可选的，所述第一流体系一介电液体。

可选的，所述第二流体系水。

可选的，所述发热器系根据一测试模块产生所述热能，及所述测试模块系对应于所述发热器之一发热时间及至少一发热温度。

可选的，所述至少一侦测器包含一入口温度侦测器，设置于所述入口管，用以侦测一入口温度，其中所述入口温度对应于所述第二流体由所述第二入口管接口进入所述第一冷凝器接口时之一温度，且所述至少一侦测资料包含所述入口温度；及

所述冷却装置设定包含一入口温度设定，其中所述入口温度设定系对应于所述入口温度。

可选的，所述至少一侦测器包含一流量侦测器，设置于所述入口管，用以侦测所述第二流体于所述入口管内之一流量，其中所述至少一侦测资料包含所述流量；及

所述冷却装置设定包含一流量设定，其中所述流量设定系对应于所述流量。

可选的，所述至少一侦测器包含一压力侦测器，用以侦测一液压，其中所述至少一侦测资料包含所述液压，且所述液压对应于所述第二流体于所述入口管内流动产生之一压力；及

所述冷却装置设定包含一液压设定，其中所述液压设定系对应于所述液压。

可选的，所述至少一侦测器另包含一出口温度侦测器，设置于所述出口管，用以侦测一出口温度，其中所述至少一侦测资料另包含所述出口温度；及

所述至少一侦测资料系用以分析以求得一热交换效率，所述冷却装置设定系根据至少所述热交换效率而调整。

可选的，所述冷却装置设定另包含所述冷凝器之一种类，一置放角度，一置放高度，一散热排数量，及/或一流阻值。

可选的，所述测试装置另包含：

一支架，设置于所述槽体内，用以支撑所述冷凝器，及调整所述冷凝器置放角度及/或所述冷凝器置放高度。

综上，藉由使用实施例提供的测试装置，藉由分析由侦测器收集的侦测资料，及调整测试装置之各项设定，可便利地观测相异的设定对于散热功效之影响，亦可观察多项设定所共同导致的散热功效之变化，及相关的抵换(trade off)效应。所发现的技术结果，可应用于实际的冷却系统上，从而使用调整过的冷却装置设定，优化冷却装置。因此，对于本领域的测试、研发、除错、改良等，都有帮助。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是本发明一实施例提供的测试装置的示意图；

图2是本发明一优选实施例提供的冷凝器直立置放的示意图；

图3是本发明一优选实施例提供的冷凝器水平置放的示意图。

附图中：

100 测试装置

L1 第一流体

L11 蒸气

L2 第二流体

110 槽体

110A 第一槽体接口

110B 第二槽体接口

120 发热器

130 冷凝器

130A 第一冷凝器接口

130B 第二冷凝器接口

140 热交换器

140A 第一热交换器接口

140B 第二热交换器接口

155 入口管

155A 第一入口管接口

155B 第二入口管接口

166 出口管

166A 第一入口管接口

166B 第二入口管接口

SQ 流量侦测器

SP 压力侦测器

STI 入口温度侦测器

STO 出口温度侦测器

SC 封闭空间

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“所述”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

本发明实施例提供一种测试装置，用以测试及调整一冷却装置设定，所述测试装置包含一槽体、一第一流体、一发热器、一冷凝器、一热交换器、一入口管、一出口管、一第二流体及至少一侦测器。所述槽体包含一第一槽体接口及一第二槽体接口。所述第一流体置于所述槽体内。所述发热器设置于所述槽体内且浸泡于所述第一流体中，用以产生热能。所述冷凝器设置于所述槽体内，包含一第一冷凝器接口，及一第二冷凝器接口。所述热交换器设置于所述槽体外，包含一第一热交换器接口，及一第二热交换器接口。所述入口管包含一第一入口管接口连接于所述第一热交换器接口，及一第二入口管接口连接于所述第一冷凝器接口，其中所述入口管穿过所述第一槽体接口。所述出口管包含一第一出口管接口连接于所述第二热交换器接口，及一第二出口管接口连接于所述第二冷凝器接口，其中所述出口管穿过所述第二槽体接口。所述第二流体用以于一封闭空间内流动，其中所述封闭空间系由所述冷凝器、所述入口管、所述热交换器及所述出口管所构成。所述至少一侦测器设置于所述入口管、所述出口管、所述热交换器之至少一者，用以收集至少一侦测资料。所述至少一侦测资料系用以分析，从而据以调整所述冷却装置设定。

请参考图1，其是本发明一实施例中，测试装置100的示意图。测试装置100可用以测试及调整冷却装置设定。也就是说，测试装置100可用以仿真冷却装置的运作，藉由侦测得到测试装置100上的测量数据，再用以分析，作为设定冷却装置的依据。

测试装置100包含槽体110、第一流体L1、发热器120、冷凝器130、热交换器140、入口管155、出口管166、第二流体L2及至少一侦测器。

槽体110可包含第一槽体接口110A及第二槽体接口110B。第一流体L1置于槽体110内。发热器120可设置于槽体110内且浸泡于第一流体L1中，用以产生热能。第一流体L1受热后，可产生蒸气L11。较高温的蒸气L11接触较低温的冷凝器130后，蒸气L11可凝结而变回液态之第一流体L1，滴落至槽体110的下方，热能可由流动的第二流体L2带走。

冷凝器130可设置于槽体110内，包含第一冷凝器接口130A，及第二冷凝器接口130B。热交换器140可设置于槽体110外，包含第一热交换器接口140A及第二热交换器接口140B。入口管155包含第一入口管接口155A连接于所述第一热交换器接口140A，及第二入口管接口155B连接于第一冷凝器接口130A，其中入口管155可穿过第一槽体接口110A。出口管166包含第一出口管接口166A连接于第二热交换器接口140B，及第二出口管接口166B连接于第二冷凝器接口130B，其中出口管166可穿过第二槽体接口110B。

第二流体L2用以于封闭空间SC内流动，其中封闭空间SC系由冷凝器130、入口管155、热交换器140及出口管166所构成。当蒸气L11之热能碰触冷凝器130外部后，冷凝器130内部的第二液体L2之温度可升高，再透过出口管166流到热交换器140内部。在热交换器140外部，可使用自然冷却、风扇、冷却管路或其他方式，使热交换器140内部的第二液体L2之温度降低。降温后的第二液体L2可再由热交换器140内部透过入口管155流入冷凝器130内部，从而再透过出口管166带走蒸气L11具有的热能。上述操作可反复循环执行，以模拟持续带走发热器120之热能的冷却操作。上述的侦测器可设置于入口管155、出口管166、热交换器140之至少一者，用以收集至少一笔侦测资料，所述的侦测资料可用以分析，从而据以调整冷却装置设定，如后文所述。

根据实施例，第一流体L1可为介电液体，其可为不导电或导电性近乎为零。为了达到较好的散热效果，第一流体L1可具有低沸点及低比热。根据实施例，第二流体L2可具较高的沸点，从而易于保持液态，举例来说，第二流体L2可为水。

发热器120可根据测试模块(test pattern)产生热能，测试模块可对应于发热器120之发热时间及至少一发热温度。举例而言，发热器120可用以仿真会发热的电子组件(例如处理器、系统芯片、电路板及显示适配器等)，测试模块可藉由预先编码或外部控制之方式，调整发热器120发热的时段长度及发热程度，以符合测试的需求。举例而言，测试模块可控制发热器120使其发热状况接近实际的电子组件，亦可再加长发热时间及/或再提高发热温度，从而仿真发热比实际情况更严重之情境。

根据实施例，上述的侦测器可包含入口温度侦测器STI，设置于入口管155，用以侦测入口温度。其中，入口温度可对应于第二流体L2由第二入口管接口155B进入第一冷凝器接口130A时之温度，且上述的侦测资料可包含入口温度。所述的冷却装置设定可包含入口温度设定，其中入口温度设定可对应于入口温度，例如可用以调整入口温度。

根据实施例，上述的侦测器可包含流量侦测器SQ，设置于入口管155，用以侦测第二流体L2于入口管155内之流量，也就是单位时间流过之液体量。上述的侦测资料可包含侦测到的流量。所述的冷却装置设定可包含流量设定，其中流量设定可对应于第二流体L2于入口管155内之流量，例如可用以调整第二流体L2于入口管155内之流量。

根据实施例，上述的侦测器可包含压力侦测器SP，用以侦测液压，上述的侦测资料可包含侦测到的液压。所述的液压可对应于第二流体L2于入口管155内流动产生之压力。所述的冷却装置设定可包含液压设定，其中液压设定可对应于液压，例如可用以调整入口管155内之液压。

根据实施例，上述的侦测器可另包含出口温度侦测器STO，设置于出口管166，用以侦测出口温度，亦即第二液体L2流出冷凝器130进入出口管166的温度。上述的侦测资料可另包含出口温度，且可用以分析以求得热交换效率。冷却装置设定可至少根据此热交换效率而调整。举例而言，当出口温度越高，则第二流体L2可带走更多热能，故热交换效率可越高。

根据实施例，上述的入口温度侦测器STI、流量侦测器SQ及压力侦测器SP可为选择性地使用，换言之，测试装置100的侦测器可包含入口温度侦测器STI、流量侦测器SQ及压力侦测器SP的至少一者，及出口温度侦测器STO。

当评估热交换效率及冷却装置的效能时，可综合考虑多个侦测器求得的侦测资料。举例而言，当第一冷凝器接口130A的入口温度越低，且第二冷凝器接口130B的出口温度越高，则表示冷凝器130内的热能交换量越大。虽然这可表示冷凝器130的效能较好，但入口温度越低则表示热交换器140外部须耗费较多功率，例如，风扇所耗的功率须更高。因此，如何达到整体的能耗优化，仍须综合评估。又，关于流量侦测器SQ侦测到的流量，流量越小则单位时间于冷凝器130中可供热能交换的第二流体L2越少，但单位体积的第二流体L2可吸收更多的热能，因此，流量过高或过低都不利于冷却装置的效能，测试装置100可用以求得较适的流量。

如上文及图1所示，入口温度侦测器STI侦测到的入口温度、流量侦测器SQ的流量、压力侦测器SP侦测到的压力，及/或出口温度侦测器STO侦测到的出口温度，可用以分析以调整冷却装置设定。冷却装置设定可包含上述的入口温度、流量、压力、出口温度，此外，冷却装置设定还可包含冷凝器130的种类，置放角度，置放高度，散热排数量，及/或流阻值。举例而言，当测试时，可改变冷凝器130置放方式及种类，从而选用最佳的冷凝器及配置方式。

关于冷凝器130的流阻值，为了达到较低的电源使用效率值(Power UsageEffectiveness，又称PUE值)，系统整体使用的散热功率宜为较低。对于用于冷凝器130之散热排的帮浦而言，所耗的功率可与流经散热排的流量及流阻之乘积成正比，故对两流量相似的散热排而言，流阻越高则所须的散热功率越高。因此，当评估热交换效率时，可考虑散热排的流阻。于测试装置100中，可藉由侦测散热排的流量及流阻，评估散热功率。上述的电源使用效率值，可为信息科技系统(IT system)的总功耗(包含使用功耗及浪费功耗)及使用功耗的比例。换言之，电源使用效率值应会大于1，若可越接近1，则越节能。

根据实施例，冷凝器130可包含多根连通的管体组成之散热排，故其形状可为排片状。冷凝器130的管体可为具有鳍片的管体，管体可为圆管或扁平管，上述仅为举例，非用以限制管体的样态。冷凝器130可用不同的倾斜角度予以置放。根据实施例，测试装置100另可包含支架，设置于槽体110内，用以支撑冷凝器130，及调整冷凝器130的置放角度及/或冷凝器130置放高度。

请参考图2及图3，其中，图2及图3系不同实施例中，冷凝器130具有相异之置放角度的示意图。图2中，冷凝器130系直立置放，其角度可定义为90度。图3中，冷凝器130系水平置放，其角度可定义为0度。当执行冷却测试时，可调整上述的支架，以改变冷凝器130的置放角度(例如于0至90度之间调整)，从而找出散热功效较佳的角度。

综上，藉由使用实施例提供的测试装置，藉由分析由侦测器收集的侦测资料，及调整测试装置之各项设定，可便利地观测相异的设定对于散热功效之影响，亦可观察多项设定所共同导致的散热功效之变化，及相关的抵换(trade off)效应。所发现的技术结果，可应用于实际的冷却系统上，从而使用调整过的冷却装置设定，优化冷却装置。因此，对于本领域的测试、研发、除错、改良等，都有帮助

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

Claims (9)

1.一种测试装置，适用于两相浸入式之冷却装置，用以测试及调整一冷却装置设定，其特征在于，包含：

一槽体，包含一第一槽体接口及一第二槽体接口；

一第一流体，置于所述槽体内；

一发热器，设置于所述槽体内且浸泡于所述第一流体中，用以产生热能；

一冷凝器，设置于所述槽体内，包含一第一冷凝器接口，及一第二冷凝器接口；其中所述槽体内的所述第一流体受热后可产生所述第一流体的蒸气，所述第一流体的蒸气接触所述冷凝器后可凝结回液态的所述第一流体并滴落至所述槽体的下方；

一支架，设置于所述槽体内，用以支撑所述冷凝器，及调整所述冷凝器置放角度及/或所述冷凝器置放高度；

一热交换器，设置于所述槽体外，包含一第一热交换器接口，及一第二热交换器接口；

一入口管，包含一第一入口管接口连接于所述第一热交换器接口，及一第二入口管接口连接于所述第一冷凝器接口，其中所述入口管穿过所述第一槽体接口；

一出口管，包含一第一出口管接口连接于所述第二热交换器接口，及一第二出口管接口连接于所述第二冷凝器接口，其中所述出口管穿过所述第二槽体接口；

一第二流体，用以于一封闭空间内流动，其中所述封闭空间由所述冷凝器、所述入口管、所述热交换器及所述出口管所构成；及

至少一侦测器，设置于所述入口管、所述出口管、所述热交换器之至少一者，用以收集至少一侦测资料；

其中设置于所述入口管的所述至少一侦测器包含一入口温度侦测器、一流量侦测器、及一压力侦测器，所述入口温度侦测器用以侦测所述第二流体由所述第二入口管接口进入所述第一冷凝器接口时的一入口温度，所述流量侦测器用以侦测所述第二流体于所述入口管内的一流量，所述压力侦测器用以侦测所述第二流体于所述入口管内流动产生的一液压，其中所述至少一侦测资料用以分析，从而据以调整所述冷却装置设定。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一流体为一介电液体。

3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第二流体为水。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述发热器根据一测试模块产生所述热能，及所述测试模块对应于所述发热器之一发热时间及至少一发热温度。

5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述冷却装置设定包含一入口温度设定，其中所述入口温度设定对应于所述入口温度。

6.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述冷却装置设定包含一流量设定，其中所述流量设定对应于所述流量。

7.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述冷却装置设定包含一液压设定，其中所述液压设定对应于所述液压。

8.如权利要求5～7中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述至少一侦测器另包含一出口温度侦测器，设置于所述出口管，用以侦测一出口温度，其中所述至少一侦测资料另包含所述出口温度；及

所述至少一侦测资料用以分析以求得一热交换效率，所述冷却装置设定根据至少所述热交换效率而调整。

9.如权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述冷却装置设定另包含所述冷凝器之一种类，一置放角度，一置放高度，一散热排数量，及一流阻值中的至少一者。

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