TWM600861U - 水冷系統之水箱水位感測裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種水冷系統之水箱水位感測裝置，包括一水箱本體、一浮動單元、一設有一磁感應器的水位感測單元與一控制單元，該水箱本體具有一容水腔室、一入水口及一出水口，該浮動單元設於該容水腔室內，且設有一浮筒、一轉動部與一連接該浮筒與該轉動部的連接部，該轉動部係樞設於該容水腔室內，且外側設有一磁性區，該磁感應器係設於對應該轉動部磁性區的水箱本體的一外側，該控制單元根據該磁感應器感測該磁性區的一轉動角度傳送的一感測訊號做處理，並產生一水位資訊，透過本創作此設計使得可達到感測水箱內水位高度的效果。

Description

水冷系統之水箱水位感測裝置

本創作有關於一種水冷系統之水箱水位感測裝置，尤指一種可達到感測水箱內水位高度的效果的水冷系統之水箱水位感測裝置。

按，一般工業電腦、伺服器電腦及高散熱元件大多都是以24小時運轉，電腦的伺服器在運作過程中會產生高熱，雖然電腦內有安裝散熱風扇，但電腦設備之熱源不斷產生，安裝之散熱風扇其空氣對流作用不佳，使得散熱效果有限，因此，為了有效的降溫，故乃有業者開發出一種水冷系統，其係安裝在電子設備之發熱元件上，可利用水冷液不斷的循環進出，用以調節電腦伺服器之工作溫度。

而現有水冷系統是由一水冷頭、一泵浦、一填充有工作液體(如純水)的水箱、一水冷排與複數水管組成，透過該複數水管將該水冷頭、泵浦、水箱和水冷排串接連通一起，該水冷頭係與發熱元件(如CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)或其他晶片或元件)接觸，以吸收該發熱元件上的熱量，並藉由該泵浦驅動其內的工作液體依序流經通過水冷頭、水冷排與水箱內，最後循環流回到該泵浦內繼續不斷水循環散熱，但卻延伸另一間題，就是該水箱內的工作液體使用一段時間後會有損耗，例如原本該水箱內的工作液體的液面高度(或稱水面高度)為5公分(如工作液體容量200毫升)，經使用一段時間後，該水箱內的工作液體的液面高度會逐漸慢慢損耗下降為4公分(如工作液體容量160毫升)、3公分(如工作液 體容量120毫升)至0公分(如工作液體容量0毫升)，以導致該水冷系統內沒有工作液體或沒有足夠工作液體可提供發熱元件進行水冷散熱，進而造成發熱元件的熱量無法快速散去而損壞，且該發熱元件也會隨著該水箱內的工作液體逐漸損耗下降而影響運作效能及散熱不足等現象發生。

所以目前是透過人為方式來查看該水箱內的工作液體是否減少，例如使用者是使用該水冷系統一段時間後，則必須將該水箱拆開自行查看其內的工作液體是否有減少，以人工的方式隨時補充其內的工作液體到該水箱內的一標準液面刻度位置(如工作液體的液面高度為5公分)，才能避免水冷系統無法正常運作，以導致使用上不便與困擾。

本創作之一目的在提供一種可達到感測水箱內水位高度的效果的水冷系統之水箱水位感測裝置。

本創作之另一目的在提供一種降低成本的水冷系統之水箱水位感測裝置。

本創作之另一目的在提供一種透過一水位感測單元的一磁感應器設置於該水箱外，且以非接觸方式感測對應一水箱其內的一轉動部外側設置的一磁性區的轉動角度，即可以達到水位感測準確度高的效果，以及該水箱本身無需鑽孔拉線可避免漏水的問題的水冷系統之水箱水位感測裝置。

為達上述目的，本創作提供一種水冷系統之水箱水位感測裝置，包括一水箱本體、一浮動單元、一水位感測單元及一控制單元，該水箱本體具有一容水腔室、一入水口及一出水口，該容水腔室用以供該入水口導入的一工作液體儲存與供給，該浮動單元設於該容水腔室內，該浮動單元設有一隨該容水腔室內水位高低浮動的浮筒、一轉動部與一連接該浮筒與該轉動部的連接部，該轉動 部係樞設於該容水腔室內，且外側設有一磁性區，該水位感測單元包含一磁感應器，該磁感應器設於對應該轉動部的磁性區的該水箱本體的一外側，用以感測該磁性區隨該浮筒上、下浮動的一轉動角度，並產生一感測訊號，該控制單元電性連接該磁感應器，該控制單元根據該感測訊號做處理，並產生一水位資訊，透過本創作此水箱水位感測裝置的設計，使得可達到感測水箱內水位高度的效果及降低成本，且還可達到感測水位準確度高，以及水箱無需鑽孔拉線以有效避免漏水的問題。

1:水箱水位感測裝置

10:水箱本體

101:容水腔室

102:入水口

103:出水口

11:浮動單元

111:浮筒

112:連接部

113:轉動部

1131:磁性區

1132:非磁性區

114:結合桿

12:水位感測單元

123:磁感應器

1231:磁感應元件

13:控制單元

2:水冷系統

21:水冷頭

22:泵浦

23:導水管

3:工作液體

4:電子設備

41:主機板

第1圖為本創作之一實施例的水箱水位感測裝置之容水腔室的水位狀態示意圖。

第2圖為本創作之一實施例的水箱水位感測裝置之容水腔室的另一水位狀態示意圖。

第3圖為本創作之一實施例的水箱水位感測裝置之容水腔室的另一水位狀態示意圖。

第4圖為本創作之一實施例的水冷系統之示意圖。

本創作之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本創作提供一種水冷系統之水箱水位感測裝置，請參閱第1圖為本創作之一實施例的水箱水位感測裝置之容水腔室的水位狀態示意圖；第2圖為本創作之一實施例的水箱水位感測裝置之容水腔室的另一水位狀態示意圖；第3圖為本創作之一實施例的水箱水位感測裝置之容水腔室的另一水位狀態示意圖；第4圖為本創作之一實施例的水冷系統之示意圖。如圖1、2所示，本創作的水箱水 位感測裝置1係應用於一水冷系統2上，透過該水冷系統2對一電子設備4(如工業電腦、伺服器電腦或通訊機箱或其他設備)的一發熱元件(如CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)或其他晶片或元件或發熱源)進行水冷散熱。該水箱水位感測裝置1包括一水箱本體10、一浮動單元11、一水位感測單元12及一控制單元13，該水箱本體10具有一容水腔室101、一入水口102及一出水口103，該出水口103用以導引該容水腔室101內的工作液體3流出，該容水腔室101用以供該入水口102導引入的一工作液體3(如純水)儲存與供給；該浮動單元11設於該容水腔室101內，該浮動單元11設有一隨該容水腔室101內水位之高低浮動的浮筒111、一轉動部113與一連接部112，該連接部112(如連接桿)的兩端分別連接該浮筒111的一端與該轉動部113的外周側，使該浮筒111隨著於該容水腔室101內的工作液體3的水面高度(或稱液面高度)變化而向上或向下浮動，同時該轉動部113會受該連接部112帶動而朝如逆時針方向轉動或朝順時針方向轉動。在一可行實施例中該浮筒111與該轉動部113及連接部112為一體成型，例如以塑膠射出成型或3D列印成型，或非一體成型藉由連結手段例如螺接、嵌接或膠接等方式連接成一體。

該轉動部113外側設有一磁性區1131，該磁性區1131於本實施例表示位於該轉動部113整體上，也就是該轉動部113為一磁鐵，但並不侷限於此。並該轉動部113係樞設於該容水腔室101內，本實施例中該轉動部113係選擇與該容水腔室內設置的一結合桿114相樞設，就是該結合桿114的一端與該轉動部113相樞設且作為轉動的支點，該結合桿114的另一端固設在該水箱本體10的一內壁。在其他實施例，參閱第3圖，該轉動部113為以塑膠材質或金屬材質構成，該轉動部113外側設有一磁性區1131與一非磁性區1132，該磁性區1131為一磁鐵或 具磁性部係設於位於對應該磁感應器123的該轉動部113的外側表面上，該轉動部113其餘未對應該磁感應器123的外側表面為非磁性區1132，該非磁性區1132是為未對應該磁感應器123的轉動部113外表面是沒有磁性且不會跟磁感應器123相感應作動的區域(位置)。

該磁感應器123設於對應該磁性區1131的該水箱本體10的一外側，且該磁感應器123透過該水箱本體10隔開不接觸該工作液體3與該轉動部113，該磁感應器123於本實施例為一個或多個磁感應元件1231組成的角度感測器(如非接觸式角度感測器為霍爾角度感測器)係設於該水箱本體10的外側，且該磁感應器123係與對應於該容水空間內壁的該轉動部113的磁性區1131是為非接觸式感測，該磁感應器123是用以感測該磁性區1131隨該浮動單元11的浮筒上、下浮動的一轉動角度，並產生一感測訊號，也就是該磁感應器123感測該磁性區1131轉動引起的磁場方向變化而轉換產生對應該磁性區1131的轉動角度的感測訊號。

並於本實際實施的該磁感應器123電性連接(如有線電性連接或無線電性連接)該控制單元13，該控制單元13可為中央處理器(CPU)、微控制器(MCU)或數位訊號處理器(DSP)，且該控制單元13於本實施例表示為電子設備4的一主機板41上的中央處理器說明，但並不侷限於此，該控制單元13是位於該水箱本體10外且不與該工作液體3接觸，該控制單元13是根據該感測訊號來得知磁性區1131的轉動角度，相對可得知該連接部112的擺動角度做處理，進而計算出該水箱本體10內的水面高度(或液面高度)，並產生一水位資訊傳送給一提醒元件(如LED燈、揚聲器或顯示器；圖中未示)顯示(或撥放)該水位資訊，讓使用者可即時得知目前水箱內的水位資訊，並能即時(或適時)補充新工作液體3灌入至該水箱本 體10的容水腔室101內，以確保該水箱本體10內的工作液體3可維持在一固定水面高度。其中該水位資訊為該水箱本體10的容水腔室101內目前工作液體3的水面高度(或目前工作液體3容量)及浮筒111位置的資訊，例如該容水腔室101內的最高水面高度為5公分(如第1圖)，且相對工作液體3容量為200毫升，此時該磁感應器123感測到該容水腔室101內目前工作液體3的水面高度(或液面高度)為2.5公分(如第2圖)，且相對工作液體3容量為100毫升，依此類推。

在一替代實施例，該控制單元13也可為一獨立的控制晶片與該磁感應器123設置在同一塊電路板上，並透過有線或無線方式將該水位資訊傳送給該提醒元件顯示(或撥放或警示)該水位資訊。

另外，參閱第1、2、4圖示，該水箱本體10的入水口102與該出水口103透過複數個導水管23與該水冷系統2相接連通，於本實施例的水冷系統2包含至少一水冷頭21、至少一泵浦22及該水箱本體10，該水冷頭21的底側貼設接觸在該發熱元件上，用以吸收該發熱元件上的熱量，該出水口103導引流出的工作液體3透過一第一個導水管23流入至該泵浦22內，該泵浦22透過一第二個導水管23連接且連通該水冷頭21的一入口，該泵浦22用以驅動該泵浦22內的工作液體3通過該第二導水管23流入至該水冷頭21內，該水箱本體10的入水口102透過一第三個導水管23連接且連通該水冷頭21的一出口，使該水冷頭21的出口導引流出經熱交換後的工作液體3通過該第三個導水管23流經該入水口102至該水箱本體10內，以一直不斷水循環，來達到水冷散熱的效果。

當該水冷系統2對該發熱元件執行一段時間進行水冷散熱時，該水箱本體10的容水腔室101內的工作液體3原本容量為如200毫升(即水面高度為5公分；如第1圖)會逐漸損耗而減少，使該工作液體3的容量下降為如100毫升(如第2 圖)，同時該浮筒111會隨著該工作液體3逐漸下降而向下浮動，此時該磁感應器123則感測到該磁性區1131受到該連接部112帶動而朝順時針方向轉動且轉動角度為如45度，並產生對應該磁性區1131的轉動角度的感測訊號傳送給該控制單元13，使該控制單元13根據該感測訊號得知磁性區1131的轉動角度與該連接部112的擺動角度(如45度)做處理並產生該水位資訊，以透過該提醒元件顯示(或播放)該水位資訊。

因此，藉由本創作此水箱水位感測裝置1的設計，使得可達到即時感測水箱本體10內的水位高度(水位高低)的效果、且感測水位準確度高及降低成本。另外，讓使用者可即時得知目前水位資訊，有利於適時補充新工作液體3灌入該水箱本體10內，以有效達到使用便利性佳及可讓該水冷系統2一直維持在最佳狀態進行水冷散熱。

此外，透過該磁感應器123固定在該水箱本體10外以非接觸式感測該容水腔室101內該轉動部113的磁性區1131角度，所以本創作沒有導線從該水箱本體10內穿孔(或鑽孔)到該水箱本體10外的問題，讓該水箱本體10本身上除了該入水口102與出水口103外，其餘壁面沒有任何穿孔，使該水箱本體10具有較佳密閉性與可靠度高，以有效達到不會有漏水的問題。並該水箱本體10內只設有機構元件(如浮動單元11)，但沒有電子元件(如磁感應器123)在水箱本體10內，所以並不會有電子元件腐蝕的問題。

10:水箱本體

101:容水腔室

102:入水口

103:出水口

11:浮動單元

111:浮筒

112:連接部

113:轉動部

1131:磁性區

12:水位感測單元

123:磁感應器

1231:磁感應元件

Claims (7)

1. 一種水冷系統之水箱水位感測裝置，包括：一水箱本體，具有一容水腔室、一入水口及一出水口，該容水腔室用以供該入水口導入的一工作液體儲存與供給；一浮動單元，設於該容水腔室內，該浮動單元設有一隨該容水腔室內水位高低浮動的浮筒、一轉動部與一連接該浮筒與該轉動部的連接部，該轉動部係樞設於該容水腔室內，且外側設有一磁性區；一水位感測單元，包含一磁感應器，該磁感應器係設於對應該轉動部的磁性區的該水箱本體的一外側，用以感測該磁性區隨該浮筒上、下浮動的一轉動角度，並產生一感測訊號；及一控制單元，電性連接該磁感應器，該控制單元根據該感測訊號做處理，並產生一水位資訊。
2. 如請求項1所述之水冷系統之水箱水位感測裝置，其中該轉動部的外側設有一非磁性區，該磁性區位於對應該磁感應器的該轉動部的外側表面，該轉動部未對應該磁感應器的外側表面為非磁性區。
3. 如請求項1所述之水冷系統之水箱水位感測裝置，其中該轉動部或該磁性區為一磁鐵。
4. 如請求項1所述之水冷系統之水箱水位感測裝置，其中該容水腔室內設置一結合桿，該結合桿的一端與該轉動部相樞設，該結合桿的另一端固設在該水箱本體的一內壁。
5. 如請求項1所述之水冷系統之水箱水位感測裝置，其中該磁感應器為一角度感測器。
6. 如請求項1所述之水冷系統之水箱水位感測裝置，其中該入水口與該出水口透過複數導水管與一水冷系統相接連通。
7. 如請求項1所述之水冷系統之水箱水位感測裝置，其中該浮筒與該轉動部及該連接部為一體成型或非一體成型。

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