CN113083797B - 自动检测除尘装置及除尘机箱 - Google Patents

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Abstract

提供一种自动检测除尘装置，包括：光源，用于发射探测光；透镜，用于接收所述探测光，并发出平行光；第一光电探测器，用于接收并检测来自所述透镜的光；吸尘装置，用于吸收粉尘；除尘控制板，其被设置用于接收所述第一光电探测器的检测信息，并计算得到当前的粉尘浓度，以及当所述当前的粉尘浓度大于预设阈值时，所述除尘控制板控制所述吸尘装置启动。

Description

自动检测除尘装置及除尘机箱
技术领域
本发明涉及一种自动检测除尘装置，尤其涉及一种用于计算机机箱的自动检测除尘装置。
背景技术
计算机内部硬件在工作中会散发出热量，机箱在保护内部元件的同时还需要提供散热功能。风扇散热是当前的主流趋势，而在整个机箱留有许多气孔，势必会导致灰尘的进入。过多的灰尘会导致计算机硬件的非正常工作，所以除尘是计算机维护的必要工作。当前除尘机箱多为结构设计，没有对粉尘浓度的检测系统，达不到全自动的效果。同时人工除尘需要断电清理，更耗费人工成本。
发明内容
基于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种自动检测除尘装置，包括：
光源，用于发射探测光；
透镜，用于接收所述探测光，并发出平行光；
第一光电探测器，用于接收并检测来自所述透镜的光；
吸尘装置，用于吸收粉尘；
除尘控制板，其被设置用于接收所述第一光电探测器的检测信息，并计算得到当前的粉尘浓度，以及
当所述当前的粉尘浓度大于预设阈值时，所述除尘控制板控制所述吸尘装置启动。
优选地，当所述当前的粉尘浓度小于预设阈值时，所述除尘控制板控制所述自动检测除尘装置关闭。
优选地，还包括第二光电探测器，其被配置为检测来自所述透镜的光，其中所述第二光电探测器经由光电探测器位移装置移动至所述第一光电探测器与所述透镜之间或移出光路。
优选地，还包括透镜风扇，其中，当所述第二光电探测器所检测到的光强低于预定阈值时，由所述除尘控制板控制所述透镜风扇启动，对所述透镜进行吹扫。
优选地，还包括第三光电探测器，其被配置为检测来自所述光源的光，其中所述第三光电探测器经由光电探测器位移装置移动至所述光源与所述透镜之间或移出光路。
优选地，当所述第三光电探测器所检测到的光强低于预定阈值时，由所述除尘控制板发出更换光源的指示。
优选地，还包括扬尘风扇，在所述自动检测除尘装置启动时，由所述除尘控制板控制所述扬尘风扇启动，以使得粉尘悬浮于空气中。
优选地，所述扬尘风扇面向机箱中的电子器件吹扫，以及所述吸尘装置设置于所述扬尘风扇的下风路。
优选地，还包括粉尘盒，所述吸尘装置吸收的粉尘收置于所述粉尘盒中，以及其中，当所述吸尘装置累计工作时长大于预定阈值时，由所述除尘控制板发出粉尘盒清理指示。
本发明还提供一种应用上述自动检测除尘装置的计算机机箱，其中，所述自动检测除尘装置设置于所述计算机机箱中。
本发明的自动检测除尘装置可以自动检测粉尘浓度并自动除尘，节省人力时间成本。应用本发明的自动检测除尘装置的计算机机箱可以自动进行除尘处理，无需人工干预，可有效保证计算机硬件工作环境，保证计算机的连续工作状态。本发明的自动检测除尘装置也适用于需长期不间断运行的其他机器，或需在特殊环境下运行的机器，在人工不方便干预的情况下，机器可全自动完成除尘。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的自动检测除尘装置的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的自动检测除尘装置在工作模式下的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的自动检测除尘装置在检测模式下的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是根据本发明一个实施例的自动检测除尘装置100的结构示意图。自动检测除尘装置100总体上包括除尘控制板101、检测模块115、吸尘装置110以及粉尘盒111。其中，该自动检测除尘装置100可设置于计算机机箱中，优选地，该自动检测除尘装置100中的光路设置于计算机主板114的上方。
除尘控制板101用于控制检测模块115和吸尘装置110，其可以是控制电路板。图1中示例性地给出了除尘控制板101的内部结构，但本发明不限于此，本发明对除尘控制板101的内部结构不做限定，只要能实现相应的控制功能即可。如图1所示，除尘控制板101包括光源控制与检测模块102、透镜风扇吹扫模块103、扬尘风扇控制模块104、数据接收分析控制单元105以及除尘控制与粉尘盒更换提示模块106。其中，光源控制与检测模块102可以控制自动检测除尘装置100的开启与关闭，其连接至光源107、光电探测器3、光电探测器2、光电探测器位移装置113以及光电探测器1。光源控制与检测模块102可用于控制光源107、光电探测器3、光电探测器2以及光电探测器1的开启与关闭，用于控制光电探测器位移装置113的移动，并可以接收来自光电探测器3和光电探测器2的检测信息。光源控制与检测模块102还连接至透镜风扇吹扫模块103，用于根据光电探测器2的检测信息控制透镜风扇吹扫模块103，进而控制透镜风扇108的启动。光源控制与检测模块102还连接至扬尘风扇控制模块104，用于控制扬尘风扇(图中未示出)的启动。
数据接收分析控制单元105连接至光电探测器1以及除尘控制与粉尘盒更换提示模块106，用于接收并分析来自光电探测器1的检测信息，根据分析结果控制除尘控制与粉尘盒更换提示模块106，进而控制吸尘装置110的启动，或者用于提供粉尘盒111的更换提示。数据接收分析控制单元105还连接至光源控制与检测模块102，当来自光电探测器1的检测信息指示不需要吸尘操作时，控制光源控制与检测模块102关闭自动检测除尘装置100。
检测模块115包括光源107、透镜109、透镜固定装置112以及光电探测器1。光源107用于发射探测光，优选地，光源107可以是激光光源，例如激光二极管。光源107通过光源传输介质将探测光传输至透镜109，其中光源传输介质通常为空气，但是根据不同的应用，也可使用其他类型的可以传输光的介质。透镜109用于接收来自光源107的光，并将光发出，优选地该发出的光为平行光。在本发明中，透镜109可以是单个透镜，也可以是多个透镜组成的阵列。透镜109通过透镜固定装置112进行固定，以保证透镜109不发生位移。光电探测器1用于接收并检测来自透镜109的光。
检测模块115还包括位于机箱中的扬尘风扇(图中未示出)，通过扬尘风扇的高速运转，使得机箱内的粉尘悬浮于空气中，以方便检测。扬尘风扇的功率根据需要除尘的机箱的大小进行选择，以使得机箱内的粉尘能够充分悬浮于空气中。在大多数的机箱中，其本身的散热风扇并不能充分的使粉尘悬浮于空气中，因此本发明通过使用扬尘风扇使得机箱内的粉尘充分悬浮于空气中，提高检测精度。应当注意，扬尘风扇不是必须的，如果机箱内本身的风扇已经达到使粉尘悬浮于空气中的效果，则也可以省略扬尘风扇。优选地，扬尘风扇面向机箱中的电子器件吹扫，在用于计算机机箱的示例中，扬尘风扇可面向计算机机箱中的主板吹扫。优选地，吸尘装置110位于扬尘风扇的下风路，以利于充分的吸收粉尘。
检测模块115还包括光电探测器3、光电探测器位移装置113、光电探测器2以及透镜风扇108。其中光电探测器3和光电探测器2连接至光电探测器位移装置113。初始状态时，光电探测器3和光电探测器2设置于不遮挡光路的位置，当自动检测除尘装置100对光源107进行检测时，光源控制与检测模块102控制光电探测器位移装置113将光电探测器3移动至光源107与透镜109之间并紧靠光源107，当检测完成后，光电探测器3移动回初始位置。当自动检测除尘装置100对透镜109进行检测时，光源控制与检测模块102控制光电探测器位移装置113将光电探测器2移动至透镜109与光电探测器1之间并紧靠透镜109，当检测完成后，光电探测器2移动回初始位置。透镜风扇108设置于透镜109的一侧，用于对透镜109进行吹扫。当光电探测器2的检测结果指示透镜需要吹扫时，由光源控制与检测模块102控制透镜风扇吹扫模块103启动透镜风扇108，对透镜109进行吹扫清洁。
本发明采用光源检测机箱内的粉尘浓度，在扬尘风扇高速运转下，机箱内的粉尘可悬浮于空气中。可在主板上方留出一条光路，用于激光二极管或其它光源设备发射探测光，并在另一侧接收光。在本发明中，利用检测到的粉尘浓度，判定机箱内是否需要除尘，可设定阈值，当粉尘浓度超过阈值时，自动开启除尘功能。大功率吸尘装置110可放置于计算机机箱内的主板上方或侧方，吸收的粉尘收置于粉尘盒中，粉尘盒可拆卸清洁。
本发明的自动检测除尘装置100可以运行于工作模式和检测模式，以下，结合图2和图3对其进行详细说明。
图2是根据本发明一个实施例的自动检测除尘装置100在工作模式下的流程图。具体步骤如下：
S201：当需要除尘操作时，首先通过光源控制与检测模块102控制扬尘风扇控制模块104开启机箱内的扬尘风扇。扬尘风扇高速运转，使得机箱内的粉尘悬浮于空气中。
S202：光源控制与检测模块102控制光源107和光电探测器1启动。光源107通过传输介质将光传导到透镜109，经过透镜109后，发出平行光，当照射在待测粉尘时，会产生散射，使得光强减弱，通过光电探测器1来检测光的强度。
S203：根据光电探测器1的检测值计算粉尘浓度。光电探测器1接收光信号之后产生电压信号，并将该信号输送至数据接收分析控制单元105。数据接收分析控制单元105根据该接收到的电压信号以及预设的电压与粉尘浓度的函数关系即可以得到当前的粉尘浓度。其中预设的电压与粉尘浓度的函数关系一般在出厂之前进行测量，通过测量多种特定浓度的粉尘，拟合得到粉尘浓度与电压的函数关系，并将该关系写入数据接收分析控制单元105中，通常，粉尘浓度与电压成反比关系。数据接收分析控制单元105可以包括AD转换芯片，用于将模拟电压转换为数字电压，数据接收分析控制单元105还可以包括CPU或FPGA，用于计算与分析。
S204：如果数据接收分析控制单元105计算得到的粉尘浓度大于预设阈值，则控制除尘控制与粉尘盒更换提示模块106启动吸尘装置110进行吸尘，吸收的粉尘收置于粉尘盒111中。
S205：实时计算粉尘浓度，当数据接收分析控制单元105计算得到的粉尘浓度小于预设阈值后，控制除尘控制与粉尘盒更换提示模块106关闭吸尘装置110。同时数据接收分析控制单元105将除尘完成信号发送至光源控制与检测模块102，光源控制与检测模块102接收到该信号后控制关闭整个自动检测除尘装置。
在上述步骤S201中，也可以定时启动自动检测除尘装置100，可以设定开启时间间隔，在间隔一定的时间之后，由光源控制与检测模块102控制启动自动检测除尘装置100。
为了保证自动检测除尘装置的正常稳定工作，本发明设计了检测模式，用于检测除尘系统中的光源107、透镜109以及粉尘盒111是否正常工作。光源107由于本身具有一定的使用寿命，因此当光源107所发射的光强不满足系统检测要求时，需要更换光源，本发明的光源设计为可更换型。透镜109可在机箱内长期使用，但透镜本身存在被粉尘附着的可能，使得其透光率降低，本发明中设计透镜风扇108以根据需要对透镜109进行吹扫。粉尘盒111用于收集吸尘装置110吸入的粉尘，在本发明中粉尘盒设计为可拆卸并可清理，粉尘盒可根据除尘装置累计工作时长，发出清理指示。下面结合图3，对本发明的自动检测除尘装置100的检测模式进行详细说明。具体步骤如下：
S301：当需要对自动检测除尘装置进行检测时，首先通过光源控制与检测模块102控制光源107以及光电探测器3启动。
S302：由光源控制与检测模块102控制光电探测器位移装置113将光电探测器3位移至光源107与透镜109之间，且靠近光源107，以检测光源所发出的光的光强。
S303：光电探测器3接收光信号之后产生电压信号，并将该信号输送至光源控制与检测模块102，如果检测到光源的光强低于预定阈值，则判定需要更换光源，发出更换光源指示。
S304：光源检测完成后，将光电探测器3移动回原位置。
S305：启动光电探测器2，由光源控制与检测模块102控制光电探测器位移装置113将光电探测器2位移至透镜109与光电探测器1之间，且靠近透镜109，以检测经过透镜109后的光的光强。
S306：光电探测器2接收光信号之后产生电压信号，并将该信号输送至光源控制与检测模块102。如果检测到经过透镜后的光强低于预定阈值，则判定透镜被粉尘附着，需要吹扫。光源控制与检测模块102控制透镜风扇吹扫模块103启动透镜风扇108以对透镜109进行吹扫。
S307：透镜检测完成后，将光电探测器2移动回原位置。
S308：数据接收分析控制单元105调取吸尘装置累计工作时长，如果累计工作时长大于预定阈值，则判定粉尘盒需要清理，清理完毕后将除尘装置累计工作时长清零。
在上述检测步骤中，对光源107、透镜109以及粉尘盒111均进行了检测，但在实际操作中，可根据需要单独地对光源107、透镜109以及粉尘盒111实施检测。例如可以定时对光源107和透镜109进行检测(可以设定不同的间隔时间)，而在每次除尘完成后对粉尘盒111进行检测。
本发明的自动检测除尘装置可以应用于计算机机箱中，整个检测以及除尘过程均不需要人工干预，可以达到全自动除尘的效果，并保证计算机的连续工作状态。但是本发明不限于此，本发明的自动检测除尘装置也可以应用于其他的需要除尘的设备中。
最后应该说明的是，以上实施例仅用以解释本发明的技术方案而非限制。尽管上文参照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，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.一种自动检测除尘装置，包括：
光源，用于发射探测光，所述光源是激光光源；
透镜，用于接收所述探测光，并发出平行光，所述透镜通过透镜固定装置进行固定，以保证透镜不发生位移；
第一光电探测器，用于接收并检测来自所述透镜的光；
吸尘装置，用于吸收粉尘；
除尘控制板，其被设置用于接收所述第一光电探测器的检测信息，并计算得到当前的粉尘浓度；
光电探测器位移装置；
第二光电探测器，其被配置为检测来自所述透镜的光，其中所述第二光电探测器经由所述光电探测器位移装置移动至所述第一光电探测器与所述透镜之间或移出光路；
透镜风扇，其被配置为当所述第二光电探测器所检测到的光强低于预定阈值时，由所述除尘控制板控制所述透镜风扇启动，对所述透镜进行吹扫；以及
第三光电探测器，其被配置为检测来自所述光源的光，其中所述第三光电探测器经由所述光电探测器位移装置移动至所述光源与所述透镜之间或移出光路；其中，当所述第三光电探测器所检测到的光强低于预定阈值时，由所述除尘控制板发出更换光源的指示；
扬尘风扇，在所述自动检测除尘装置启动时，由所述除尘控制板控制所述扬尘风扇启动，以使得粉尘悬浮于空气中，所述扬尘风扇面向机箱中的电子器件吹扫，以及所述吸尘装置设置于所述扬尘风扇的下风路；以及
当所述当前的粉尘浓度大于预设阈值时，所述除尘控制板控制所述吸尘装置启动。
2.根据权利要求1所述的自动检测除尘装置，其中，当所述当前的粉尘浓度小于预设阈值时，所述除尘控制板控制所述自动检测除尘装置关闭。
3.根据权利要求1所述的自动检测除尘装置，还包括粉尘盒，所述吸尘装置吸收的粉尘收置于所述粉尘盒中，以及其中，当所述吸尘装置累计工作时长大于预定阈值时，由所述除尘控制板发出粉尘盒清理指示。
4.一种应用权利要求1-3之一所述的自动检测除尘装置的计算机机箱，其中，所述自动检测除尘装置设置于所述计算机机箱中。
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