TWI495990B - 散熱風量之偵測方法及電子裝置 - Google Patents

Description

散熱風量之偵測方法及電子裝置

本發明係關於一種散熱風量之偵測方法，特別是一種透過壓力感測器量測散熱風流之風壓，以判斷散熱風流風量是否充足，進而判斷風扇或入風口是否發生異常，並可因應不同使用環境而重新調整風壓標準之方法。

隨著資訊科技的快速發展，除了電腦系統(如筆記型電腦、桌上型電腦或伺服器)中的處理器運算時脈已大幅提升外，各種功能強大或傳輸速率更快的晶片或元件更相繼誕生，而成為了現在電腦系統中不可或缺的裝置。

然而，在享受高速運算處理的同時，伴隨而來便是元件散熱的問題。目前大部分電腦系統的散熱方式，主要係透過風扇來導入外部的空氣，以冷卻發熱元件，或者利用風扇以將內部的熱空氣經由散熱孔排出，惟不論係以何種方式為之，均須透過風扇及機殼上的散熱孔來使空氣產生對流，方能實現散熱之功能。一旦風扇故障，又或者散熱孔累積太多灰塵時，都將會使得電腦系統無法有效散熱，嚴重時將導致電腦系統當機或毀損。

為防止上述情形發生，目前多數的伺服器系統，其內部伺服器多設有熱感應裝置；一旦風扇發生異常或散熱孔積塵嚴重而導致散熱風量不足，造成伺服器溫度超過預設標準時，控制單元會提高風扇轉速以改善散熱效果。此一方法，固然可防止伺服器溫度過熱，惟伺服器過熱會有很多原因，透過熱感應的判斷，並無法精準斷定伺服器過熱 是出於散熱風量的不足。

本發明之主要目的係在提供一種散熱風量之偵測方法。

本發明之另一主要目的係在提供一種可用以偵測散熱風量之電子裝置。

為達成上述之目的，本發明之散熱風量之偵測方法適用於電子裝置。電子裝置包括有風扇及具有複數入風孔之外殼，風扇設置於外殼內，用以將外殼外之空氣導入外殼內，以於外殼內形成散熱風流。本發明之散熱風量之偵測方法包括有以下步驟：偵測是否有重設指令輸入；若有重設指令輸入，則根據重設指令以重設風壓標準值；若無重設指令輸入，則根據啟動訊號而使風扇全速運轉；於使風扇全速運轉後，偵測散熱風流之風壓，以取得風壓值；判斷風壓值是否符合風壓標準值；若風壓值不符合風壓標準值時，發出警告訊號。

本發明之電子裝置包括有外殼、風扇、風壓感測裝置及控制單元。外殼具有複數入風孔。風扇設置於外殼內，用以將外殼外之空氣導入外殼內，以於外殼內形成散熱風流。風壓感測裝置設置於外殼內，用以偵測散熱風流之風壓，以取得風壓值。控制單元設置於外殼內，其用以接收重設指令，藉以根據重設指令，以重設風壓標準值。此外，控制單元可根據啟動訊號，以控制風扇全速運轉，並於使風扇全速運轉後，判斷於風扇全速運轉時，風壓感測裝置 測得之風壓值是否符合風壓標準值，並且當風壓值不符合風壓標準值時，發出警告訊號。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下請一併參考圖1及2關於本發明之電子裝置之架構圖。

如圖1所示，其係表示一種設有吹風冷卻式之風扇30的電子裝置1。於本發明之一實施例中，電子裝置1包括有外殼10、主機板20、風扇30、風壓感測裝置40、控制單元50、類比數位轉換器60及複數中央處理單元70及複數記憶體80。於本發明之具體實施例中，電子裝置1為伺服器系統，但本發明不以此為限。

於本發明之一實施例中，外殼10具有複數之入風孔11；入風孔11用以讓外殼10外的空氣得由此進入至外殼10內。

主機板20設於外殼10內，用以提供放置風壓感測裝置40、控制單元50、類比數位轉換器60及複數中央處理單元70、複數記憶體80等元件。

風扇30設置於外殼10內，用以於運轉時，將外殼10外之空氣導引入外殼10內，以於外殼10內形成一散熱風流(如圖1箭頭所示)，藉以透過散熱風流以冷卻設置於主機板20上的中央處理單元70、記憶體80或其他發熱元件。

風壓感測裝置40係嵌入在外殼10內的主機板20上， 並且位於入風孔11與風扇30之間的位置；風壓感測裝置40用以偵測散熱風流之風壓，以取得一風壓值。於本發明之具體實施例中，風壓感測裝置40為一電壓輸出型的壓阻式壓力感測器；當其輸出電壓越大時，即代表測得的風壓越大，但本發明之風壓感測裝置40不以此為限，其也可為電流輸出型的壓阻式壓力感測器或其他型式的壓力感測器。

控制單元50亦設置於外殼10內之主機板20上，其可用以接收一重設指令，藉以根據重設指令，以重設一風壓標準值。此外，控制單元50也會根據一啟動訊號，以控制風扇30全速運轉，並於使風扇30全速運轉後，判斷於風扇30全速運轉時，風壓感測裝置40測得的風壓值是否符合風壓標準值，並且當風壓值不符合風壓標準值時，發出一警告訊號。於本發明之一實施例中，前述之啟動訊號是根據一測試時間是否到來而產生，但本發明不以此為限，啟動訊號也可由人工輸入而產生。於本發明之具體實施例中，控制單元50為基板管理控制器(Baseboard Management Controller,BMC)，但本發明不以此為限，控制單元50也可為微控制器(Microcontroller)、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)或其他種類之可程式控制晶片。

類比數位轉換器60係用以將風壓感測裝置40感測取得的風壓值資訊由類比訊號轉換成數位訊號，以使控制單元50可讀取風壓感測裝置40所量測到的風壓值資訊。

接著如圖2所示，其係表示一種設有抽風冷卻式之風 扇30的電子裝置1。其與前述的電子裝置1差異在於，風扇30係用以將外殼10內的熱空氣抽取至外殼10外；一旦外殼10內空氣自裡面被排出而使外殼11內氣壓變小時，外殼10外的冷空氣就會因為對流效應而由入風孔11進入至外殼10內，以於外殼10內形成一散熱風流(如圖2箭頭所示)。此時，風壓感測裝置40之設置位置可於主機板20靠近入風口11且為散熱風流集中的區域(此與主機板20上元件的分佈有關)；如此一來，較能使風壓感測裝置40精確地偵測到散熱風流的最大風壓。

最後請參考圖3係關於本發明之散熱風量之偵測方法之步驟流程圖。

如圖3所示，其係表示本發明之散熱風量之偵測方法之步驟流程；以下將配合圖1及圖2，以依序說明本發明之散熱風量之偵測方法之各步驟。此處需注意的是，以下雖以前述之電子裝置1為例說明本發明之散熱風量之偵測方法，但本發明之散熱風量之偵測方法並不以使用在前述之電子裝置1為限。

首先進行步驟S1：偵測是否有一重設指令輸入。

本發明之散熱風量之偵測方法除可偵測散熱風流之風量是否充足外，更可因應不同的使用環境或者於風量異常狀態排除後，提供管理人員重新設定風壓標準值之功能。舉例而言，當電子裝置1於海拔較高的高山上使用時，由於高山上的空氣較為稀薄，因此即便風扇30同樣處於全速運轉的狀態，在高山上所產生的風量與一般在平地所產生風量是不一樣的；因此，必須重新設定新的風壓標準值， 才不會到了高山上使用時，因為偵測到的風流風壓變小(因為空氣稀薄而風量變少)而誤以為風扇30或入風口11發生異常(例如：入風口11積塵)。再舉例而言，當管理人員於清除堆積在入風口11的灰塵後，此時的入風口11理應是最標準的狀態，因此管理人員也可於每次清潔完畢後重新設定新的風壓標準值。一旦有管理人員按下電子裝置1上的重置鍵(圖未示)，電子裝置1即會進入重置模式，以開始執行風壓標準值的重設。

進行步驟S2：判斷測試時間是否到來。

於本發明之一實施例中，當電子裝置1未進入重置模式，控制單元50會於測試時間到來時，根據啟動訊號而開始執行散熱風流的偵測與判斷。於具體實施方式中，可利用控制單元50內的計時器(圖未示)進行計時，並於預設的測試時間到來時，透過中斷處理設定而產生啟動訊號，以使控制單元50根據啟動訊號開始執行散熱風流的偵測與判斷。舉例言之，管理人員可設定每天的中午十二點為預定的測試時間，只要每天中午十二點一到，控制單元50即會自動開始執行以下將述及的偵測與判斷動作。於此需注意的是，本發明啟動偵測的方式雖以自動啟動為例，但本發明不限於此，也可由管理人員以手動方式輸入啟動訊號而開啟偵測。

進行步驟S3：使風扇全速運轉。

一旦電子裝置1未進入重置模式，且測試時間也業已到來時，電子裝置1便會開始進行散熱風量的偵測。於進 行散熱風量之偵測時，首先控制單元50會先控制風扇30全速運轉，以期測得風扇30於全速運轉下所產生的散熱風流之風壓。

接著進行步驟S4：偵測散熱風流之風壓，以取得一風壓值。

當使風扇30全速運轉後，風壓感測裝置40偵測此時風扇30產生的散熱風流的風壓，以取得一風壓值，並藉由類比數位轉換器60將該風壓值資訊，由類比訊號轉換成數位訊號，以傳送至控制單元50做判讀。

進行步驟S5：判斷風壓值是否符合風壓標準值。

當風壓感測裝置40將測得的風壓值資訊傳送至控制單元50時，控制單元50便會將該風壓值與事先儲存的風壓標準值做比較，以判斷現時測得的風壓值是否符合風壓標準值。

進行步驟S6：發出一警告訊號。

一旦風壓值不等於風壓標準值時，控制單元50便會發出一警告訊號至管理中心，以通知管理人員。舉例而言，當入風孔11累積太多灰塵時，會使通過入風口11的風量變小；因此，當測得的風壓值小於風壓標準值時，即可推知入風孔11可能累積太多灰塵，因此可藉由警告訊號的發出，以通知管理人員前來清理。再舉例言之，當電子裝置1移往空氣密度不同的地區使用時，一旦使用者忘了重新設定風壓標準值，在測試時，若入風口11與風扇30皆處於正常狀態，此時測得風壓值無法符合風壓標準值，此時 亦可藉由發出警告訊號以通知管理人員重新設定風壓標準值。反之，當風壓值符合風壓標準值時，即表示進出風量正常，此時便不執行任何警告動作。於偵測動作結束後，計時器會重新計時測試時間，且於下次測試時間到來前，電子裝置1依然會隨時偵測是否有重設指令輸入(即執行步驟S1)，以判斷是否進入重置模式。

進行步驟S7：使風扇全速運轉。

當於步驟S1，控制單元50偵測並接收到管理人員所輸入的重設指令時，電子裝置1會進入重置模式，並開始進行重設風壓標準值的動作。於進行重設時，第一步將使風扇30全速運轉，以期測得風扇30於全速運轉下所產生的散熱風流之風壓。

進行步驟S8：偵測散熱風流之風壓，以取得一風壓基準值。

於重置模式下，當風扇30全速運轉後，風壓感測裝置40會偵測此時風扇30運轉所產生的散熱風流風壓，以取得一風壓基準值，並藉由類比數位轉換器60以將風壓基準值資訊由類比訊號轉換成數位訊號後傳送至控制單元50。

進行步驟S9：使風壓基準值設定成新的風壓標準值。

最後，在取得風壓基準值資訊後，控制單元50會把該風壓基準值設定成新的風壓標準值，以作為下次測試時判斷的依據。

此處需注意的是，本發明之散熱風量之偵測方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

藉由上述說明可知，本發明之散熱風量之偵測方法可藉由偵測散熱風流之風壓以判斷入風口11或風扇30是否有異常發生，並藉由發出警告訊息以通知管理人員。另外，當電子裝置1移往空氣密度不同的地區使用時，管理人員也可藉由重設風壓標準值，以因應不同環境來使用。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，為一大突破，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧外殼

11‧‧‧入風孔

20‧‧‧主機板

30‧‧‧風扇

40‧‧‧風壓感測裝置

50‧‧‧控制單元

60‧‧‧類比數位轉換器

70‧‧‧中央處理單元

80‧‧‧記憶體

圖1係本發明之電子裝置之第一架構圖。

圖2係本發明之電子裝置之第二架構圖。

圖3係本發明之散熱風量之偵測方法之步驟流程圖。

Claims (8)

1. 一種散熱風量之偵測方法，適用於一電子裝置，該電子裝置包括一風扇及一具有複數入風孔之外殼，該風扇置於該外殼內，用以將該外殼外之空氣導入該外殼內，以於該外殼內形成一散熱風流，該方法包括以下步驟：偵測是否有一重設指令輸入；若是，根據該重設指令以重設一風壓標準值；若否，則根據一啟動訊號而使該風扇全速運轉；於使該風扇全速運轉後，偵測該散熱風流之風壓，以取得一風壓值；判斷該風壓值是否符合該風壓標準值；以及若否，則發出一警告訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該啟動訊號係根據一測試時間是否到來而產生；當該風壓值符合該風壓標準值時，該方法更包括以下步驟：重新計時該測試時間，並於該測試時間到來前，偵測是否有該重設指令輸入。
3. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中重設該風壓標準值包括以下步驟：使該風扇全速運轉；偵測該散熱風流之風壓，以取得一風壓基準值；使該風壓基準值設定成新的風壓標準值。
4. 一種電子裝置，包括：一外殼，具有複數入風孔； 一風扇，設置於該外殼內，用以將該外殼外之空氣導入該外殼內，以於該外殼內形成一散熱風流；一風壓感測裝置，設置於該外殼內，用以偵測該散熱風流之風壓，以取得一風壓值；以及一控制單元，設置於該外殼內，用以接收一重設指令，藉以根據該重設指令，以重設一風壓標準值；該控制單元係可根據一啟動訊號，以控制該風扇全速運轉，並於使該風扇全速運轉後，判斷於該風扇全速運轉時，該風壓感測裝置測得之該風壓值是否符合該風壓標準值，並且當該風壓值不符合該風壓標準值時，發出一警告訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該控制單元更可用以設定一測試時間，藉以根據該測試時間是否到來以產生該啟動訊號。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該控制單元於重設該風壓標準值時，係先使該風扇全速運轉後，取得該風壓感測裝置於該風扇全速運轉時所測得之一風壓基準值，藉以以該風壓基準值設定成新的風壓標準值。
7. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該風壓感測裝置為一壓阻式壓力感測器。
8. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該控制單元可為微控制器、複雜可程式邏輯裝置或基板管理控制器。