TW202026580A

TW202026580A - 主動式均勻散熱系統

Info

Publication number: TW202026580A
Application number: TW108100717A
Authority: TW
Inventors: 林銘哲
Original assignee: 國立高雄科技大學
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2020-07-16
Also published as: TWI684741B

Abstract

本發明係揭露一種主動式均勻散熱系統，係鄰近於移動式熱源加工裝置，且移動式熱源加工裝置係施加熱源至加工件。主動式均勻散熱系統包含紅外線熱影像裝置、電腦數據擷取裝置、控制裝置及空氣噴嘴裝置；紅外線熱影像裝置係感測加工件而產生複數個熱影像感測訊號；電腦數據擷取裝置係連結紅外線熱影像裝置且整合複數個熱影像感測訊號而產生熱影像資訊；控制裝置係連結電腦數據擷取裝置且運算熱影像資訊而產生控制資訊；空氣噴嘴裝置係連結控制裝置且依據控制資訊調整噴射至加工件之氣流之噴射參數；其中，加工件係接收移動式熱源加工裝置所施加之熱能而具有第一熱擴散均勻性，加工件係接收空氣噴嘴裝置之氣流而具有第二熱擴散均勻性，第二熱擴散均勻性係高於第一熱擴散均勻性。

Description

主動式均勻散熱系統

本發明是有關於一種散熱系統，特別是有關於一種主動式均勻散熱系統。

目前習知之移動式熱源加工機係可於其加工部之移動過程中穩定施加熱能，故可有效地熔融目標工件之部分區域以達成其加工目的，此移動式熱源加工機係可包含雷射加工機及點焊加工機，當移動式熱源加工機施加熱能至加工機台上之加工件時，加工件之各加工區域將具有不同之熱場梯度，而當持續地進行加工且未針對加工件進行散熱處理，將導致加工件之熱擴散均勻性不佳進而影響其機械性質。

目前針對此問題而進行改良之習知技術，係通常藉由紅外線熱像儀對加工中之工件進行溫度感測以取得感測訊號，並藉由計算裝置運算感測訊號以取得加工中之工件之溫度變化情形；然而，該些習知技術於取得工件之溫度變化情形後，僅可藉由觀察此溫度變化資訊而手動調整加工機台之參數，進而改善加工工件之溫度變化情形，但無法有效地藉由加工機台或其他輔助裝置於感測至加工工件之熱擴散均勻性不佳時，主動地進行散熱處裡以改善其熱擴散均勻性。

綜合上述問題，本發明之發明人設計了一種主動式均勻散熱系統，以針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知之問題，本發明之目的係提供一種主動式均勻散熱系統，係鄰近於移動式熱源加工裝置，且移動式熱源加工裝置係施加熱源至加工件。主動式均勻散熱系統包含紅外線熱影像裝置、電腦數據擷取裝置、控制裝置及空氣噴嘴裝置；紅外線熱影像裝置係感測加工件而產生複數個熱影像感測訊號；電腦數據擷取裝置係連結紅外線熱影像裝置且整合複數個熱影像感測訊號而產生熱影像資訊；控制裝置係連結電腦數據擷取裝置且運算熱影像資訊而產生控制資訊；空氣噴嘴裝置係連結控制裝置且依據控制資訊調整噴射至加工件之氣流之噴射參數；其中，加工件係接收移動式熱源加工裝置所施加之熱能而具有第一熱擴散均勻性，加工件係接收空氣噴嘴裝置之氣流而具有第二熱擴散均勻性，第二熱擴散均勻性係高於第一熱擴散均勻性。

較佳地，紅外線熱影像裝置係可包含熱影像感測模組及熱影像運算模組，熱影像感測模組係感測加工件而產生熱影像訊息，熱影像運算模組係運算熱影像訊息而產生複數個熱影像感測訊號。

較佳地，電腦數據擷取裝置係可進一步包含第一顯示模組，熱影像資訊係以文字、圖案或其組合顯示於第一顯示模組。

較佳地，控制裝置係可運算熱影像資訊而產生熱場梯度訊息及流場訊息，控制裝置係整合熱場梯度訊息及流場訊息而產生控制資訊。

較佳地，控制裝置可進一步包含第二顯示模組，熱場梯度訊息及流場訊息係以文字、圖案或其組合顯示第二顯示模組。

較佳地，控制裝置可進一步包含調整模組，調整模組係依據熱場梯度訊息及流場訊息變更控制資訊，以進一步變更空氣噴嘴裝置噴射至加工件之氣流之各噴射參數。

較佳地，各噴射參數係可包含噴射角度、噴射流量、噴射頻率或其組合。

較佳地，空氣噴嘴裝置係可包含噴嘴控制模組及噴嘴件，噴嘴件之一端係連結噴嘴控制模組，噴嘴件之另一端係對應加工件，噴嘴控制模組係連結控制裝置，且噴嘴控制模組依據控制資訊調整噴嘴件之各噴射參數，噴嘴件係依據各噴射參數而噴射氣流至加工件。

較佳地，主動式均勻散熱系統可進一步包含電源供應裝置，電源供應裝置係連結控制裝置，且電源供應裝置係依據控制資訊提供電力至控制裝置。

較佳地，主動式均勻散熱系統可進一步包含電流及電壓感測裝置，電流及電壓感測裝置係連結電源供應裝置且感測電力而產生電流資訊及電壓資訊，電流及電壓感測裝置係進一步包含第三顯示模組，電流資訊及電壓資訊係以文字、圖案或其組合顯示於第三顯示模組。

綜上所述，本發明之主動式均勻散熱系統具有下列優點：

(1)本發明之主動式均勻散熱系統與一般習知的散熱系統相比，本發明之主動式均勻散熱系統係可藉由紅外線熱影像裝置感測移動式熱源加工裝置所加工之工件，進而取得複數個熱影像感測訊號，並藉由電腦數據擷取裝置整合複數個熱影像感測訊號而形成熱影像資訊，此熱影像資訊可藉由文字、圖案或其組合呈現於第一顯示模組，以利於使用者進行確認與記錄，另藉由控制裝置運算熱影像資訊而產生熱場梯度訊息及流場訊息，此熱場梯度訊息及流場訊息可藉由文字、圖案或其組合呈現於第二顯示模組，亦可利於使用者進行確認與記錄。

(2)其中控制裝置係可整合熱場梯度訊息及流場訊息而產生控制資訊並傳送至空氣噴嘴裝置之噴嘴控制模組，噴嘴控制模組係依據控制資訊而調整噴嘴件噴射至加工件之氣流之至少一噴射參數，其中噴射參數係可包含噴射角度、噴射流量、噴射頻率或其組合；此外，控制裝置係可進一步包含調整模組，使用者可藉由調整模組依據熱場梯度訊息及流場訊息而變更控制資訊，以進一步變更空氣噴嘴裝置之噴嘴件噴射至加工件之氣流之各噴射參數，故可有效地符合使用者之特殊加工需求；其中，當移動式熱源加工裝置施加熱能所加工之加工件接收空氣噴嘴裝置之氣流，係可有效地改善加工件之熱擴散均勻性，故可有效地避免因熱加工使加工件產生不良熱擴散均勻性進而影響其機械性質之情形。

為了讓上述目的、技術特徵及實際實施後之增益性更為明顯易懂，於下文中將係以較佳之實施範例輔佐對應相關之圖式來進行更詳細之說明。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「內」及「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，若使用術語「第一」、「第二」及「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「連結」、「整合」、「施加」、「產生」、「設置」、「運算」、「控制」、「調整」、「噴射」及「顯示」應做廣義理解。對於所屬技術領域的通常知識者而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之主動式均勻散熱系統10之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖係為本發明之主動式均勻散熱系統之裝置連結示意圖，第2圖係為本發明之主動式均勻散熱系統之系統配置圖。如圖所示，本發明之目的係提供一種主動式均勻散熱系統10，係鄰近於移動式熱源加工裝置80，且移動式熱源加工裝置80係施加熱源至加工件90。主動式均勻散熱系統10包含紅外線熱影像裝置20、電腦數據擷取裝置30、控制裝置40及空氣噴嘴裝置50；紅外線熱影像裝置20係感測加工件90而產生複數個熱影像感測訊號130；電腦數據擷取裝置30係連結紅外線熱影像裝置20且整合複數個熱影像感測訊號130而產生熱影像資訊140；控制裝置40係連結電腦數據擷取裝置30且運算熱影像資訊140而產生控制資訊150；空氣噴嘴裝置50係連結控制裝置40且依據控制資訊150調整噴射至加工件90之氣流240之噴射參數；其中，加工件90係接收移動式熱源加工裝置80所施加之熱能而具有第一熱擴散均勻性，加工件90係接收空氣噴嘴裝置50之氣流240而具有第二熱擴散均勻性，第二熱擴散均勻性係高於第一熱擴散均勻性；上述僅為舉例，並不以此為限。

紅外線熱影像裝置20係包含熱影像感測模組100及熱影像運算模組110，熱影像感測模組100係感測加工件90而產生熱影像訊息120，熱影像運算模組110係運算熱影像訊息120而產生複數個熱影像感測訊號130；其中熱影像感測模組100係藉由紅外線230感測加工件90，故其與加工件90之設置距離係位於紅外線230之感測預設距離內；上述僅為舉例，並不以此為限。

電腦數據擷取裝置30係進一步包含第一顯示模組211，熱影像資訊140係以文字、圖案或其組合顯示於第一顯示模組211，以利於使用者針對工件於加工過程中所呈現之熱影像資訊140進行確認與記錄；上述僅為舉例，並不以此為限。

控制裝置40係運算熱影像資訊140而產生熱場梯度訊息及流場訊息，控制裝置40係整合熱場梯度訊息及流場訊息而產生控制資訊150；上述僅為舉例，並不以此為限；上述僅為舉例，並不以此為限。

控制裝置40進一步包含第二顯示模組212，熱場梯度訊息及流場訊息係以文字、圖案或其組合顯示第二顯示模組212，以利於使用者針對工件於加工過程中所呈現之熱場梯度訊息及流場訊息進行確認與記錄；上述僅為舉例，並不以此為限。

控制裝置40進一步包含調整模組220，調整模組220係依據熱場梯度訊息及流場訊息變更控制資訊150，以進一步變更空氣噴嘴裝置50噴射至加工件90之氣流240之各噴射參數；舉例來說，當使用者於第二顯示模組212確認工件於加工過程中所呈現之熱場梯度訊息及流場訊息，則可視其加工需求而藉由調整模組220變更控制資訊150，以使空氣噴嘴裝置50依據此變更後之控制資訊150而對應地調整其噴射參數；上述僅為舉例，並不以此為限。

各噴射參數係包含噴射角度、噴射流量、噴射頻率或其組合；上述僅為舉例，並不以此為限。

空氣噴嘴裝置50係包含噴嘴控制模組160及噴嘴件170，噴嘴件170之一端係連結噴嘴控制模組160，噴嘴件170之另一端係對應加工件90，噴嘴控制模組160係連結控制裝置40，且噴嘴控制模組160依據控制資訊150調整噴嘴件170之各噴射參數，噴嘴件170係依據各噴射參數而噴射氣流240至加工件90；舉例來說，當控制裝置40傳送控制資訊150至噴嘴控制模組160，噴嘴控制模組160係可依據控制資訊150而調整噴嘴件170之噴射角度、噴射流量、噴射頻率或其組合，藉由噴射至工件之氣流240而改善移動式熱源加工裝置80所加工之加工件90之熱擴散均勻性；此外噴嘴控制模組160係可進一步連結氣體儲存裝置，故可將氣體儲存裝置之氣體導入噴嘴件170進而噴射至加工件90；上述僅為舉例，並不以此為限。

主動式均勻散熱系統10進一步包含電源供應裝置60，電源供應裝置60係連結控制裝置40，且電源供應裝置60係依據控制資訊150提供電力180至控制裝置40；上述僅為舉例，並不以此為限。

主動式均勻散熱系統10進一步包含電流及電壓感測裝置70，電流及電壓感測裝置70係連結電源供應裝置60且感測電力180而產生電流資訊190及電壓資訊200，電流及電壓感測裝置70係進一步包含第三顯示模組213，電流資訊190及電壓資訊200係以文字、圖案或其組合顯示於第三顯示模組213；舉例來說，電源供應裝置60係依據控制資訊150而提供對應之電力180至控制裝置40，而電流及電壓感測裝置70係可感測此電力180而產生對應之電流資訊190及電壓資訊200，且藉由第三顯示模組213以文字、圖案或其組合呈現電流資訊190及電壓資訊200，以利於使用者針對加工過程中電源供應裝置60之電流資訊190及電壓資訊200進行確認及記錄；上述僅為舉例，並不以此為限。

本發明之主動式均勻散熱系統10與一般習知的散熱系統相比，本發明之主動式均勻散熱系統10係可藉由紅外線熱影像裝置20感測移動式熱源加工裝置80所加工之工件，進而取得複數個熱影像感測訊號130，並藉由電腦數據擷取裝置30整合複數個熱影像感測訊號130而形成熱影像資訊140，此熱影像資訊140可藉由文字、圖案或其組合呈現於第一顯示模組211，以利於使用者進行確認與記錄，另藉由控制裝置40運算熱影像資訊140而產生熱場梯度訊息及流場訊息，此熱場梯度訊息及流場訊息可藉由文字、圖案或其組合呈現於第二顯示模組212，亦可利於使用者進行確認與記錄。

其中控制裝置40係可整合熱場梯度訊息及流場訊息而產生控制資訊150並傳送至空氣噴嘴裝置50之噴嘴控制模組160，噴嘴控制模組160係依據控制資訊150而調整噴嘴件170噴射至加工件90之氣流240之至少一噴射參數，其中噴射參數係可包含噴射角度、噴射流量、噴射頻率或其組合；此外，控制裝置40係可進一步包含調整模組220，使用者可藉由調整模組220依據熱場梯度訊息及流場訊息而變更控制資訊150，以進一步變更空氣噴嘴裝置50之噴嘴件170噴射至加工件90之氣流240之各噴射參數，故可有效地符合使用者之特殊加工需求；其中，當移動式熱源加工裝置80施加熱能所加工之加工件90接收空氣噴嘴裝置50之氣流240，係可有效地改善加工件90之熱擴散均勻性，故可有效地避免因熱加工使加工件90產生不良熱擴散均勻性進而影響其機械性質之情形。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神及範疇，而對其進行之等校修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10:主動式均勻散熱系統20:紅外線熱影像裝置30:電腦數據擷取裝置40:控制裝置50:空氣噴嘴裝置60:電源供應裝置70:電流及電壓感測裝置80:移動式熱源加工裝置90:加工件100:熱影像感測模組110:熱影像運算模組120:熱影像訊息130:熱影像感測訊號140:熱影像資訊150:控制資訊160:噴嘴控制模組170:噴嘴件180:電力190:電流資訊200:電壓資訊211:第一顯示模組212:第二顯示模組213:第三顯示模組220:調整模組230:紅外線240:氣流

第1圖係根據本發明之主動式均勻散熱系統之裝置連結示意圖。第2圖係根據本發明之主動式均勻散熱系統之系統配置圖。

20:紅外線熱影像裝置

30:電腦數據擷取裝置

40:控制裝置

50:空氣噴嘴裝置

60:電源供應裝置

70:電流及電壓感測裝置

80:移動式熱源加工裝置

90:加工件

230:紅外線

240:氣流

Claims

一種主動式均勻散熱系統，係鄰近於一移動式熱源加工裝置，該移動式熱源加工裝置係施加熱源至一加工件，該主動式均勻散熱系統係包含：一紅外線熱影像裝置，係感測該加工件而產生複數個熱影像感測訊號；一電腦數據擷取裝置，係連結該紅外線熱影像裝置且整合該複數個熱影像感測訊號而產生一熱影像資訊；一控制裝置，係連結該電腦數據擷取裝置且運算該熱影像資訊而產生一控制資訊；以及一空氣噴嘴裝置，係連結該控制裝置且依據該控制資訊調整噴射至該加工件之氣流之至少一噴射參數；其中，該加工件係接收該移動式熱源加工裝置所施加之熱能而具有一第一熱擴散均勻性，該加工件係接收該空氣噴嘴裝置之氣流而具有一第二熱擴散均勻性，該第二熱擴散均勻性係高於該第一熱擴散均勻性。
如申請專利範圍第1項所述之主動式均勻散熱系統，其中該紅外線熱影像裝置係包含一熱影像感測模組及一熱影像運算模組，該熱影像感測模組係感測該加工件而產生一熱影像訊息，該熱影像運算模組係運算該熱影像訊息而產生該複數個熱影像感測訊號。
如申請專利範圍第1項所述之主動式均勻散熱系統，其中該電腦數據擷取裝置係進一步包含一第一顯示模組，該熱影像資訊係以文字、圖案或其組合顯示於該第一顯示模組。
如申請專利範圍第1項所述之主動式均勻散熱系統，其中該控制裝置係運算該熱影像資訊而產生一熱場梯度訊息及一流場訊息，該控制裝置係整合該熱場梯度訊息及該流場訊息而產生該控制資訊。
如申請專利範圍第4項所述之主動式均勻散熱系統，其中該控制裝置進一步包含一第二顯示模組，該熱場梯度訊息及該流場訊息係以文字、圖案或其組合顯示於該第二顯示模組。
如申請專利範圍第5項所述之主動式均勻散熱系統，其中該控制裝置進一步包含一調整模組，該調整模組係依據該熱場梯度訊息及該流場訊息變更該控制資訊，以進一步變更該空氣噴嘴裝置噴射至該加工件之氣流之各該噴射參數。
如申請專利範圍第1項所述之主動式均勻散熱系統，其中各該噴射參數係包含一噴射角度、一噴射流量、一噴射頻率或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之主動式均勻散熱系統，其中該空氣噴嘴裝置係包含一噴嘴控制模組及一噴嘴件，該噴嘴件之一端係連結該噴嘴控制模組，該噴嘴件之另一端係對應該加工件，該噴嘴控制模組係連結該控制裝置，且該噴嘴控制模組依據該控制資訊調整該噴嘴件之各該噴射參數，該噴嘴件係依據各該噴射參數而噴射氣流至該加工件。
如申請專利範圍第1項所述之主動式均勻散熱系統，其進一步包含一電源供應裝置，該電源供應裝置係連結該控制裝置，且該電源供應裝置係依據該控制資訊提供一電力至該控制裝置。
如申請專利範圍第9項所述之主動式均勻散熱系統，其進一步包含一電流及電壓感測裝置，該電流及電壓感測裝置係連結該電源供應裝置且感測該電力而產生一電流資訊及一電壓資訊，該電流及電壓感測裝置係進一步包含一第三顯示模組，該電流資訊及該電壓資訊係以文字、圖案或其組合顯示於該第三顯示模組。