TWI806157B - 液冷迴路中測量液體溫度的方法 - Google Patents

Abstract

一種液冷迴路中測量液體溫度的方法，在液冷迴路的待測管路中接入三通管件，透過所述三通管件異於連接所述待測管路的接口將熱電偶的導線引入所述待測管路，實現液冷迴路中液體溫度的測量，提高了液冷迴路中液體溫度測量的可操作性，降低測試成本，且液體讀取溫度精度高。

Description

液冷迴路中測量液體溫度的方法

本發明係關於硬碟測試裝置領域，特別是關於一種液冷迴路中測量液體溫度的方法。

隨著行業內對高效散熱技術需求的日益增長，液冷技術因其高綠色化程度以及低PUE值(能耗比)，逐步開始成為主流散熱手段之一，其中，流體溫度作為評估液冷性能的重要指標之一，要求精確的測量。然而，在實驗室階段或測試階段精確測量流體溫度往往要求嚴密的密封、精準的儀器及客製化的管路，大大增加了研發週期及研發成本。常見液冷迴路測量流體溫度通常存在以下問題：

(1)常見液冷迴路中所用管路導熱係數低且表面不平整，直接測量管路表面溫度無法得到真實的液體溫度；

(2)液體膨脹式測溫儀耐震、價格低廉，一般直接用於讀數。如果將傳統的玻璃測溫計放置在管路裡，不但讀取溫度有難度，而且原本柔韌性極佳的管道由於放置了測溫計，會無法彎折，且有破碎的風險；

(3)採用非接觸式熱成像儀拍攝溫度易受管路表面輻射率影響，且設備成本較高；

(4)採用超聲波相移技術來測量管內流體的溫度，是根據液體的聲學特性在各個截面上進行測量，但受限於測量裝置，不易於實際操作；

(5)市面上現有的雙金屬溫度計是將繞成螺紋旋形的熱雙金屬片作為感溫器件，並安裝在保護套管內，但其最小尺寸大於液冷管路，且因為是剛性結構，無法很好將其密封。

鑒於上述缺陷，實有必要設計一種液冷迴路中測量液體溫度的方法。

本發明在於提供一種液冷迴路中測量液體溫度的方法，提高液體溫度測量的可操作性，降低測量成本，提高溫度測量精度。

本發明之一實施例所揭露之液冷迴路中測量液體溫度的方法，包括：

在測溫位置處將待測管路斷開；

透過三通管件的兩接口將斷開的所述待測管路連接；以及

透過所述三通管件異於連接所述待測管路的接口，將熱電偶的導線引入所述待測管路。

可選地，所述三通管件為T型三通管，包括橫向接口和豎向接口。

可選地，所述三通管件的材料包括聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。

可選地，所述三通管件的橫向接口與所述待測管路連接，且所述橫向接口有螺旋凸起。

可選地，所述橫向接口的口徑小於所述待測管路的口徑。

可選地，所述三通管件的豎向接口引入所述熱電偶的導線，且所述豎向接口內填充有液體膠，以防止液體滲漏。

可選地，所述橫向接口與所述待測管路的銜接處採用密封膠帶進行包裹。

可選地，所述三通管件的材料包括鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵或碳鋼。

可選地，所述三通管件的橫向接口具有內螺紋，且與帶有外螺紋的倒刺頭模組螺旋連接，透過所述倒刺頭模組與所述待測管路連接。

可選地，所述橫向接口與所述倒刺頭模組之間還設置有第一橡膠圈，以實現端面密封。

可選地，所述三通管件的豎向接口具有內螺紋，且與帶外螺紋的自密封頭螺旋連接。

可選地，所述自密封頭的中央設置有第二橡膠圈，透過擰緊所述自密封頭實現所述第二橡膠圈對所述熱電偶的導線的密封。

根據上述實施例所揭露的液冷迴路中測量液體溫度的方法，在液冷迴路的待測管路中接入三通管件，透過所述三通管件異於連接所述待測管路的接口將熱電偶的導線引入所述待測管路，實現液冷迴路中液體溫度的測量，提高了液冷迴路中液體溫度測量的可操作性，降低測試成本，且液體讀取溫度精度高。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者瞭解本發明之實施例之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

在說明書中的術語“第一”、“第二”等用於在類似元件之間進行區分，且未必是用於描述特定次序或時間順序。要理解的是，在適當情況下，如此使用的這些術語可替換，例如可使得本文所述的本發明實施例能夠以不同於本文所述的或所示的其他順序來操作。類似的，如果本文所述的方法包括一系列步驟，且本文所呈現的這些步驟的順序並非必須是可執行這些步驟的唯一順序，且一些所述的步驟可被省略和/或一些本文未描述的其他步驟可被添加到該方法。若某圖式中的構件與其他圖式中的構件相同，雖然在所有圖式中都可輕易辨認出這些構件，但為了使圖式的說明更為清楚，本說明書不會將所有相同構件的標號標於每一圖中。

實施例一

圖1為本實施例提供的一種液冷迴路中測量液體溫度的方法的流程圖。如圖1所示，本實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法，包括：

S01：在測溫位置處將待測管路斷開；

S02：透過三通管件的兩接口將斷開的所述待測管路連接；以及

S03：透過所述三通管件異於連接所述待測管路的接口，將熱電偶的導線引入所述待測管路。

圖2為本實施例提供的三通管件的結構示意圖，圖3為本實施例提供的三通管件接入待測管路進行液體溫度測量的結構示意圖。以下參考圖1至圖3詳細介紹本實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法。

具體地，首先，在液冷迴路測溫位置處將待測管路110斷開。所述液冷迴路中的待測管路110一般為塑料管路，可以在需要溫度測量的位置處將其剪開，然後將三通管件100插入剪開的待測管路110，所述待測管路110透過所述三通管件100連接。

本實施例中，所述三通管件100為T型三通管，包括橫向接口101和豎向接口102，其中，所述三通管件100的橫向接口101與所述待測管路110連接，所述三通管件100的豎向接口102則用於實現熱電偶的導線120的引入。所述橫向接口101的口徑小於所述待測管路110的口徑，且所述橫向接口101和豎向接口102上均設置有螺旋凸起103，當所述橫向接口101與所述待測管路110連接時，透過所述螺旋凸起103實現所述三通管件100與所述待測管路110的固定。

當所述三通管件100可接入所述待測管路110後，在所述橫向接口101與所述待測管路110的銜接處採用密封膠帶130進行包裹，以確保密閉效果。

本實施例中，所述三通管件100和所述待測管路110同為塑料材質，例如所述三通管件100的材料包括聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。在本發明其他實施例中，可以根據待測管路所處的位置的特殊性採用為其他類型的三通管件，如可以採用“Y”型三通管件。

接著，透過所述三通管件100的豎向接口102將熱電偶的導線120引入所述待測管路110。所述豎向接口102內填充有液體膠140，以防止進行液體溫度測量時，液體透過所述豎向接口102向外滲漏。

接著，將數據採集模組插入安捷倫，將熱電偶的公頭端插入數據採集模組尾端的母頭端，開啟安捷倫設備的電源，透過USB串口將安捷倫連接到電腦上，打開安捷倫軟體，選擇配置儀器，將熱電偶所插的端口名勾選，設定採集數據的類型為“TEMPERATURE”，單位為℃。在配置通道中根據所選通道設置熱電偶名稱，隨後點擊開始按鈕，開始溫度採集，進行液冷迴路液體溫度的測試，並順利讀取測溫溫度處界面的液體溫度。

以下採用該方法在某型號的機台中測試2p(兩顆處理器processor，簡稱2p)系統的液冷情況，在兩顆CPU的管路中間透過上述熱電偶的固定方式引入熱電偶，來讀取第一顆CPU的出口液體溫度，即第二顆CPU的入口溫度。採用兩顆intel purley平台的205W CPU，將CPU加載滿205W，根據以上提及的方法採集數據。得到的數據如下表1所示，其中CPU0出口溫度即為透過本方法熱電偶所得溫度，數據精度高。

表1

流量 L/min	CPU瓦數/W	CPU0溫度/℃	CPU1溫度/℃	CPU0入口溫度/℃	CPU1出口溫度/℃	CPU0出口溫度/℃
0.5	205	66	67	38.72	48.05	43.34
0.8	205	64	66	39.32	45.14	42.27
1	205	63	66	39.62	44.52	42.01
1.2	205	63	66	40.08	44.14	42.13
1.4	205	63	67	41.32	44.5	42.89

根據能量傳遞公式∆T=P*0.86/G(其中，∆T為流體溫差，P為熱量，G為單位小時內通過橫截面的流體體積)，在知道流量與溫差的情況下即可計算得到液冷迴路中液冷帶走的熱量，由此計算得到5組測試數據中液冷帶走了約160W的熱量，剩餘約20%熱量則是由占空比(fan duty ratio)為30%的風扇帶走。

本實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法，使用原理簡單，成本非常低廉，不會對液冷設備造成堵塞，流體流量也不會受到影響，而且溫度數據讀取非常精準，可以廣泛應用於日常測試中，具有廣闊的應用前景。

示例性地，本實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法可以在有彎折的管道位置進行操作，有很好的變通性，不受管體迴路造型的影響；因為是使用專業的溫度讀取儀器和軟體，讀取精確性非常高；且可以在需要測量的任何截面進行操作，沒有局限性；進一步地，本實施液體溫度的測量只是在原有液冷管路中接入三通管件和熱電偶導線，容易密封，沒有液體洩露風險；且該種液體溫度測量過程中，待測管路基本沒有阻力產生，不影響管路內液體流動，對散熱沒有任何影響；另外，由於僅需要額外使用三通材料和密封材料，測量的成本非常低廉。

實施例二

本實施例提供一種液冷迴路中測量液體溫度的方法，與實施例一的區別在於，本實施例中接入液冷迴路待測管路的三通管件不同，三通管件接入待測管路的方法也不同。

圖4為本實施例提供的三通管件的結構示意圖，圖5A和圖5B為本實施例提供的自密封頭的結構示意圖，圖6為本實施例提供的倒刺頭模組的結構示意圖，圖7為本實施例提供的三通管件接入待測管路進行液體溫度測量的結構示意圖。以下參考圖1、及圖4至圖7詳細介紹本實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法。

如圖7所示，本實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法包括：三通管件200的橫向接口201透過倒刺頭模組400接入待測管路210，三通管件200的豎向接口202透過自密封頭300實現熱電偶導線220的引入及密封。

具體地，本實施例中，所述三通管件200為金屬材質，所述三通管件200的材料例如包括鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵或碳鋼等。如圖4所示，所述三通管件200的橫向接口201具有內螺紋，且與帶有外螺紋的倒刺頭模組400螺旋連接，透過所述倒刺頭模組400與所述待測管路210連接。可選地，所述橫向接口201與所述倒刺頭模組400之間還設置有第一橡膠圈230，以實現端面密封。示例性地，如圖6所示，所述倒刺頭模組400包括帶有外螺紋的螺栓401及帶有倒刺的插頭402，所述螺栓401與所述三通管件200的橫向接口201的內螺紋相配合，透過所述螺栓401與所述橫向接口201的螺旋連接，實現所述三通管件200與所述待測管路210的連接。且由於所述三通管件200與所述倒刺模組400均為金屬材質，螺旋連接密封性能較好，無需使用密封膠帶協助兩者的密封。

示例性地，所述三通管件200的豎向接口202具有內螺紋，且與帶外螺紋的自密封頭300螺旋連接。如圖5A和圖5B所示，所述自密封頭300包括活動螺母301及與其連接固定螺母302，所述固定螺母302連接的通孔(圖中未示出)帶有外螺紋，與所述三通管件200的豎向接口202的內螺紋相配合，實現所述三通管件200與所述自密封頭300的連接。同理，由於所述三通管件200與所述自密封頭300均為金屬材質，螺旋連接密封性能較好，也無需使用膠帶協助兩者的密封。

所述活動螺母301的內部周向設置有若干個可伸縮的彈片303，且在所述活動螺母301的中央設置有第二橡膠圈304，如圖5A所示。旋轉活動螺母301，所述彈片303向所述活動螺母301的中央伸展，擠壓所述第二橡膠圈304，實現所述第二橡膠圈304對所述熱電偶的導線220的密封，如圖5B和圖7所示。

相比於實施例一，本實施例液體溫度測量過程中，無需在三通管件200的橫向接口201與所述待測管路210的銜接處包裹膠帶，也無需在三通管件200的豎向接口202處填充液體膠，即，本實施例在測量取得溫度的同時可以在無需液體膠和密封膠帶的情況下實現液冷迴路的密封。

根據上述實施例之液冷迴路中測量液體溫度的方法，在液冷迴路的待測管路中接入三通管件，透過所述三通管件異於連接所述待測管路的接口將熱電偶的導線引入所述待測管路，實現液冷迴路中液體溫度的測量，提高了液冷迴路中液體溫度測量的可操作性，降低測試成本，液體讀取溫度精度高。

需要說明的是，本實施例中的方法和結構採用遞進的方式描述，在後的方法和結構的描述重點說明的都是與在前的方法和結構的不同之處，對於本實施例揭露的結構而言，由於與實施例揭露的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200:三通管件 101,201:橫向接口 102,202:豎向接口 103:螺旋凸起 110,210:待測管路 120,220:熱電偶的導線 130:密封膠帶 140:液體膠 230:第一橡膠圈 300:自密封頭 301:活動螺母 302:固定螺母 303:彈片 304:第二橡膠圈 400:倒刺頭模組 401:螺栓 402:插頭

圖1為本發明一實施例提供的液冷迴路中測量液體溫度的方法的流程圖。 圖2為本發明一實施例提供的三通管件的結構示意圖。 圖3為本發明一實施例提供的三通管件接入待測管路進行液體溫度測量的結構示意圖。 圖4為本發明另一實施例提供的三通管件的結構示意圖。 圖5A和圖5B為本發明另一實施例提供的自密封頭的結構示意圖。 圖6為本發明另一實施例提供的倒刺頭模組的結構示意圖。 圖7為本發明另一實施例提供的三通管件接入待測管路進行液體溫度測量的結構示意圖。

Claims (11)

1. 一種液冷迴路中測量液體溫度的方法，包含：在測溫位置處將待測管路斷開；透過三通管件的兩接口將斷開的所述待測管路連接；以及透過所述三通管件異於連接所述待測管路的接口，將熱電偶的導線引入所述待測管路；其中，所述三通管件為T型三通管，所述三通管件包括橫向接口和豎向接口，所述三通管件的所述橫向接口與所述待測管路連接，且所述三通管件的所述豎向接口引入所述熱電偶的導線；其中，所述液冷迴路中測量液體溫度的方法更包含對所述橫向接口與所述待測管路的銜接處進行密封以及對所述豎向接口進行密封。
2. 如請求項1所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述三通管件的材料包括聚丙烯或聚乙烯。
3. 如請求項2所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述橫向接口有螺旋凸起。
4. 如請求項3所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述橫向接口的口徑小於所述待測管路的口徑。
5. 如請求項4所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述豎向接口內填充有液體膠，以防止液體滲漏。
6. 如請求項4所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述橫向接口與所述待測管路的銜接處採用密封膠帶進行包裹。
7. 如請求項1所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其 中所述三通管件的材料包括鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵或碳鋼。
8. 如請求項7所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述三通管件的所述橫向接口具有內螺紋，且所述橫向接口與帶有外螺紋的倒刺頭模組螺旋連接，以透過所述倒刺頭模組與所述待測管路連接。
9. 如請求項8所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述橫向接口與所述倒刺頭模組之間還設置有第一橡膠圈，以實現端面密封。
10. 如請求項7所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述三通管件的所述豎向接口具有內螺紋，且所述豎向接口與帶外螺紋的自密封頭螺旋連接。
11. 如請求項10所述之液冷迴路中測量液體溫度的方法，其中所述自密封頭包括活動螺母及與其連接固定螺母，所述活動螺母的內部周向設置有若干個可伸縮的彈片，所述彈片向所述活動螺母的中央伸展，擠壓一第二橡膠圈，實現所述第二橡膠圈對所述熱電偶的導線的密封。

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