一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置和方法

技术领域

本发明涉及液冷技术领域，特别是涉及一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置和方法。

背景技术

随着电子装备高度集成化、芯片小型化与元器件的国产化发展，芯片热设计功耗和热流密度快速增加，常规风冷和非接触式液冷技术已不能完全满足散热需求，接触式液冷中的浸没式液冷具有传热系数高、噪声低、能耗低、占用空间小的特点具有重要的发展潜力，目前已成功应用于商用数据中心及部分通信设备中；当前的相变浸没式液冷设备中，无有效抑制冷却液面上的波动以及冷却液面下的内部涌动的装置，在进行设备的振动、颠振、冲击时，冷却液面波动剧烈，此会影响设备的抗冲击能力，甚至会损坏设备内部的电子器件。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何抑制冷却液面上的波动以及冷却液面下的内部涌动。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置，包括：第一防浪板和至少一个第二防浪板，所述第二防浪板设置于所述第一防浪板下面，所述第一防浪板设置于冷却液面上，所述第二防浪板设置于所述冷却液面下；

所述第一防浪板和第二防浪板上均设有防浪孔，所述第二防浪板上设有压电片；

所述第一防浪板上的防浪孔用于抑制所述冷却液面上的波动；所述第二防浪板上的防浪孔用于抑制所述冷却液面下的内部涌动；

所述压电片用于接收所述冷却液面下的内部涌动，从而产生电信号；

所述压电片用于根据由所述电信号所产生的振动信号发生振动，所述压电片还用于带动所述第二防浪板振动，以抵消所述冷却液面下的内部涌动。

优选的，所述第二防浪板上设置有控制模块，所述压电片与所述控制模块连接；

所述控制模块用于接收所述压电片传输的电信号，从而根据所述电信号生成振动信号，并将所述振动信号传输至所述压电片，以使所述压电片产生相应的振动；

所述压电片用于根据所述振动信号产生与所述内部涌动同频率但逆相的形变，从而带动所述第二防浪板振动，以抵消所述内部涌动。

优选的，所述装置还包括第一抵板和第二抵板，所述第一抵板与第二抵板对称设置于所述第一防浪板两端；

所述第二防浪板的固定端与所述第一抵板连接，和/或，所述第二防浪板的固定端与所述第二抵板连接。

优选的，所述第一防浪板包括多个防浪条，相邻所述防浪条之间设置有槽口。

优选的，所述第二防浪板的数目为多个，位于同一个抵板上的相邻的所述第二防浪板之间存在预设间距；

所述槽口正对于所述预设间距所对应的开口来进行设置。

优选的，所述压电片设置于所述第二防浪板的活动端。

优选的，所述第一防浪板和所述第二防浪板上的防浪孔的制作方法包括：

对冷却液机箱进行振动试验，得到振动所产生的试验波浪的试验波形；

将所述冷却液面上的波动与所述冷却液面下的内部涌动所产生的实际波形分别与所述振动试验得到的试验波形进行比较；

对所述试验波形的频率进行分析，得到所述试验波浪的波长与波高；

结合冷却液自身物理参数，根据所述波长得到所述防浪孔的孔径，并根据所述波高得到所述防浪孔之间的间隔；

通过调整孔径和间隔，以使所述防浪孔最大限度的分别吸收所述冷却液面上的波动与所述冷却液面下的内部涌动。

优选的，所述第一防浪板和所述第二防浪板上的防浪孔均按照所述防浪孔之间的间隔交错排列，以分别对所述冷却液面上的波动与所述冷却液面下的内部涌动所产生的波形进行抑制。

优选的，所述第一防浪板和所述第二防浪板上的防浪孔设置为第一列防浪孔和第二列防浪孔，所述第一列防浪孔上为配合孔A，所述第二列防浪孔上为配合孔B；

除开最两侧的配合孔A和/或配合孔B以外，按照配合孔A和配合孔B在第一防浪板和第二防浪板上的排列顺序，第N个配合孔A位于第N个配合孔B和第N+1个配合孔B在水平方向投影的中间位置；

第N个配合孔B位于第N-1个配合孔A和第N个配合孔A在水平方向投影的中间位置。

第二方面，提供了一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制方法，包括：

所述第一防浪板上的防浪孔抑制所述冷却液面上的波动；

所述第二防浪板上的防浪孔抑制所述冷却液面下的内部涌动；

所述压电片接收所述冷却液面下的内部涌动，从而产生电信号；

所述压电片根据由所述电信号所产生的振动信号发生振动，所述压电片带动所述第二防浪板振动，以抵消所述冷却液面下的内部涌动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过第一防浪板和第二防浪板上的防浪孔，分别对冷却液面上的波动以及冷却液面下的内部涌动进行抑制；同时，通过压电片接收冷却液面下的内部涌动，产生电信号，并根据电信号产生的振动信号发生振动，并会带动第二防浪板振动，以抑制冷却液面下的内部涌动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的第二防浪板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的第二防浪板的控制原理示意图；

图4是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的第一种结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置实际应用的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的第二种结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的第三种结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的防浪板的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制方法的流程示意图；

图10是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的冷却液机箱的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的机箱结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的主被动切换器的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的机箱的具体结构示意图；

图15是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的冷却液机箱外部结构示意图；

图16是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的冷凝回流模块和强迫风冷模块的结构示意图；

图17是本发明实施例提供的一种主被动自动切换的相变液冷装置的压力检测模块的结构示意图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、、“上”、“下”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。本发明中术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

冷却液波动是指冷却系统中冷却液面的上下运动，波动可由多种因素引起，包括管道布局、压力波动以及对设备的振动试验等，液面波动可能导致不稳定的冷却效果以及损坏设备内部电子器件等问题；内部涌动是指冷却系统中冷却液面下的涌动，内部涌动可能导致冷却液混合不均匀、压力不稳定和流体阻力增加等问题。

为了解决冷却液面波动和内部涌动问题，在本实施例中提出了一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置，如图1所示，包括：第一防浪板和至少一个第二防浪板，所述第二防浪板设置于所述第一防浪板下面，所述第一防浪板设置于冷却液面上，所述第二防浪板设置于所述冷却液面下；所述第一防浪板和第二防浪板上均设有防浪孔(如图4所示)，所述第二防浪板上设有压电片；所述第一防浪板上的防浪孔用于抑制所述冷却液面上的波动；所述第二防浪板上的防浪孔用于抑制所述冷却液面下的内部涌动；

其中，参照图1，所述第一防浪板设置在冷却液面上，用于抑制冷却液面上的波动，在所述第一防浪板上设有防浪孔，用于缓冲冷却液面的波动；所述第二防浪板设置在第一防浪板下面并位于冷却液面下方，所述第二防浪板上也设有防浪孔，用于抑制冷却液面下的内部涌动。所述防浪孔具体的设置方法将在下文中进行说明。

所述压电片安装在第二防浪板上，如图2所示，所述压电片设置于所述第二防浪板的活动端。所述压电片与所述第二防浪板组成压电梁，压电梁是一种使用压电片制成的细长梁状结构，其具有压电效应和梁的机械特性。压电梁在应力场下会发生变形，并在施加电场时产生电势差。其通常由压电材料制成，具有良好的压电性能和机械特性。它可以通过压电效应将施加的电场转化为机械应变或挠曲，或者将施加的外力或应变转化为电势差。压电梁的设计和性能会受到压电材料的选择、梁的几何形状、电场和机械载荷的应用方式等因素的影响。因此，在具体应用中，需要考虑这些因素，并选择合适的压电片材料和所述第二防浪板的尺寸参数来满足实际应用需求。

所述第二防浪板的活动端允许所述压电片通过压电效应来感知冷却液面下的内部涌动，并根据所述内部涌动来施加相应的力来减缓内部涌动。实际上，在优选的实施例中，所述压电片的安装位置可以根据具体的设计和应用场景而有所变化。当冷却液面下的内部涌动普遍较小，所述压电片还可以固定在第二防浪板靠近中间部位，仅需进压电片设置于所述第二防浪板上，实现压电片的振动可以带动所述第二防浪板的振动即可，以便在内部涌动作用下产生对液面的反馈力，从而改变液面下内部涌动的运动状态。以此有助于增加冷却液的稳定性，减少内部涌动带来的影响。

所述压电片的工作方式为：所述压电片用于接收所述冷却液面下的内部涌动，从而产生电信号；所述压电片用于根据由所述电信号所产生的振动信号发生振动，所述压电片还用于带动所述第二防浪板振动，以抵消所述冷却液面下的内部涌动。

具体为：如图2和图3所示，在所述第二防浪板上设置有控制模块，所述压电片与所述控制模块连接；所述控制模块用于接收所述压电片传输的电信号，从而根据所述电信号生成振动信号，并将所述振动信号传输至所述压电片，以使所述压电片产生相应的振动；所述压电片用于根据所述振动信号产生与所述内部涌动同频率但逆相的形变，从而带动所述第二防浪板振动，以抵消所述内部涌动。

其中，所述控制模块还可以不设置于所述第二防浪板上，还可以设置于冷却液机箱的侧壁以及冷却液机箱外部均可，以防止对冷却液机箱内其他模块的安置产生影响；所述控制模块与所述压电片连接，由于整个压电梁结构都浸没在冷却液中，因此，对于所述连接线以及控制模块的防水性能均有一定的要求，连接线和所述控制模块的具体类型在本实施例中均不作具体限定，需要具有防水，信号传输与分析处理等能力即可。

所述控制模块接收由压电片传输的电信号，并根据这些电信号生成振动信号，然后将振动信号传输回压电片。压电片根据接收到的振动信号产生相应的振动，与内部涌动具有相同频率但相反相位的变形。这样的振动会驱动所述第二防浪板进行相应的振动，以抵消内部涌动的效应。在优选的实施例中，利用压电效应和反馈控制系统，通过压电片的振动和第二防浪板的振动相互协作来抵消内部涌动。压电片接收到的电信号经过所述控制模块处理，产生适当的振动信号，使得压电片能够产生与内部涌动相反的振动。这样的振动传递给第二防浪板，使其以相反的方式振动。通过这种协同振动，内部涌动的影响可以被有效地抵消，从而保持冷却液面的稳定性。

需要注意的是，具体的控制模块设计、信号处理算法和压电片与防浪板的连接方式会因实际应用而有所不同。在实际方案设计中，应考虑实际因素带来的影响，在本实施例中不作过多说明。

其中，压电片是一种能够产生压电效应的压电材料制成的薄片或片状组件。它通常由压电晶体材料(如石英、铅锆钛酸盐等)制成，具有良好的压电性能和机械特性。压电片通过压电效应将机械应变或振动转化为电信号，或反之将电信号转化为机械运动。

所述压电片的功能是接收冷却液面下的内部涌动产生的机械振动，并通过压电效应将这种机械振动转化为电信号。压电效应是一种特殊的物理效应，指的是某些材料在受到外部电场或机械力的激励时，会产生机械变形或应变。具体而言，当压电片受到外力或应变时，会产生电荷或者电位的变化，将这个电荷或者点位的变化告知控制模块，控制模块下发振动信号给压电片以使压电片产生振动，这种设计利用了压电效应的特性，将液面下的内部涌动转化为可控的机械振动，并通过第二防浪板的振动来抵消液面下的涌动行为。

在优选的实施例中，为了将所述第一防浪板与所述第二防浪板结合为一个整体，如图4所示，所述装置还包括第一抵板和第二抵板，所述第一抵板与第二抵板对称设置于所述第一防浪板两端；所述第二防浪板的固定端与所述第一抵板连接，和/或，所述第二防浪板的固定端与所述第二抵板连接。

其中，参照图1和图5，由于冷却液面上的波动较冷却液面下的内部涌动要大，因此，所述第一防浪板的面积较所述第二防浪板的面积要大。冷却液面下的内部涌动相对于冷却液面上的波动幅度较小，且主要靠近设备壁面，所以所述第二防浪板需靠近壁面。所述第二防浪板的数量包括一个或多个，依靠冷却液面的面积来决定，所述第二防浪板按如下方式设置：将所述第二防浪板的固定端固定于所述第一抵板的靠中间部位；和/或，将所述第二防浪板的固定端固定于所述第二抵板的靠中间部位；和/或，将所述第二防浪板的固定端分别对称固定于所述第一抵板和第二抵板的靠中间部位。

值得注意的是，如图6所示，在所述第一防浪板与所述第二防浪板设置完成后，所述第一防浪板与所述第二防浪板会在所述冷却液面下形成一个梯形空间，所述梯形空间用于所述液冷机箱内其他模块的放置。

在优选的实施例中，如图7所示，所述第一防浪板包括多个防浪条，相邻所述防浪条之间设置有槽口。所述第二防浪板的数目为多个，位于同一个抵板上的相邻的所述第二防浪板之间存在预设间距；所述槽口正对于所述预设间距所对应的开口来进行设置。

其中，在所述第一防浪板中设置槽口，将其分为多个防浪条，目的是用于在减轻所述装置重量的同时，还不会影响到所述装置的波浪抑制效果。所述防浪条的数量依据冷却液面的面积决定；为了节省材料并增强抑制效果，在设置多个第二防浪板的同时，在相邻的两个第二防浪板之间隔开一定的预设间距，所述预设间距依靠实际冷却液面下的内部涌动大小以及冷却液的物理性质来确定，在本实施例中不作具体限定，在所述装置上，所述第一防浪板上的槽口正对于所述预设间距来设置，利于冷却液的上下流动，以增强抑制效果。例如，预设间距为10cm或者其他数值，具体依据实际情况而定，在此不做具体限定。

在所述第一防浪板与所述第二防浪板上均设有防浪孔，在优选的实施例中，所述防浪孔的一种设计方案如下：

对冷却液机箱进行振动试验，得到振动所产生的试验波浪的试验波形；将所述冷却液面上的波动与所述冷却液面下的内部涌动所产生的实际波形分别与所述振动试验得到的试验波形进行比较；对所述试验波形的频率进行分析，得到所述试验波浪的波长与波高；结合冷却液自身物理参数，根据所述波长得到所述防浪孔的孔径，并根据所述波高得到所述防浪孔之间的间隔；通过调整孔径和间隔，以使所述防浪孔最大限度的分别吸收所述冷却液面上的波动与所述冷却液面下的内部涌动。

具体地，对冷却液机箱进行振动试验，并记录振动试验所产生的试验波浪的试验波形；将冷却液面上的波动和冷却液面下的内部涌动所产生的波形分别与振动试验得到的试验波形进行比较；对试验波形的频率进行分析，以确定试验波浪的波长和波高；结合冷却液的物理参数，根据波长确定防浪孔的孔径，较长的波长对应较大的孔径；根据波高确定防浪孔之间的间隔，较大的波高可以对应更大的间距；最后通过调整防浪孔的孔径和间距，使其能够有效吸收冷却液面上的波动和冷却液面下的内部涌动。

孔径的选择主要与试验波形的波长相关，较长的波长对应较大的孔径，可以使得更大的波动能够通过防浪孔；间距的选择主要与试验波形的波高相关，较大的波高需要较大的间距，以保证防浪孔之间的有足够间距的来吸收和消散波动能量。通过合理的孔径和间距设计，防浪孔可以最大限度地吸收和消散冷却液面上的波动和内部涌动，从而保持冷却液面的稳定性。

其中，根据波长设置孔径和根据波高设置间距，可以通过以下方法进行估算和优化：

1、根据波长设置孔径：波长是波浪的长度，可以用来估计防浪孔的孔径。较长的波长需要较大的孔径来容纳波动能量的传输。具体的精确关系取决于液体的特性以及防浪孔的布局等因素。一种常见的方法是根据经验公式或实验结果来确定孔径与波长的关系。

2、根据波高设置间距：波高是指波浪的振幅或高度，可以用来估计防浪孔之间的间距。较大的波高需要更大的间距来确保防浪孔与防浪孔之间的有足够的容积来吸收和消散波动能量。类似于孔径设置，具体的关系也是可以通过经验公式或实验数据来确定。

在实际的应用中，通常会结合数值模拟、实验测试和经验设计来进行优化。通过对不同孔径和间距的组合进行比较和评估，可以找到最佳的设计方案，以满足具体的需求和条件。需要注意的是，孔径和间距的设计也受到其他因素的制约，如材料的强度和稳定性，以及整体结构的布局等。因此，在进行具体设计时，需要根据实际情况来进行设定，以确保防浪孔设计的准确性和有效性。其更具体的实现过程，在本实施例中不作过多说明。

根据实际情况设置完成所述防浪孔的孔径和间距后，在优选的实施例中，所述第一防浪板和所述第二防浪板上的防浪孔均按照所述防浪孔之间的间隔交错排列，以分别对所述冷却液面上的波动与所述冷却液面下的内部涌动所产生的波形进行抑制。

接下来对所述防浪孔之间的间隔交错排列的具体排列方法进行说明，在一个实施例中，如图8所示，所述第一防浪板和所述第二防浪板上的防浪孔设置为第一列防浪孔和第二列防浪孔，所述第一列防浪孔上为配合孔A，所述第二列防浪孔上为配合孔B；除开最两侧的配合孔A和/或配合孔B以外，按照配合孔A和配合孔B在第一防浪板和第二防浪板上的排列顺序，第N个配合孔A位于第N个配合孔B和第N+1个配合孔B在水平方向投影的中间位置；第N个配合孔B位于第N-1个配合孔A和第N个配合孔A在水平方向投影的中间位置。

如图8所示，本实施例中，可以看到所述第一防浪板上最两侧的配合孔A和/或配合孔B在相邻两侧均不是都有其他配合孔的，因此在除开最两侧的配合孔A和/或配合孔B以外，将其余的配合孔按照排列顺序进行编号，所述“第N个”可以代表处最两侧配合孔以外的任意一个配合孔。由于配合孔A和配合孔B的交错设置，能够加强所述第一防浪板对所述冷却液面上的波动进行更好的抑制，所述第二防浪板上的防浪孔与所述第一防浪板上的防浪孔的设置一致，均按照交错设置，以加强对所述冷却液面下的内部涌动进行更好的抑制作用。

本发明实施例通过在第一防浪板和第二防浪板上设置的防浪孔，分别对冷却液面上的波动以及冷却液面下的内部涌动进行抑制；同时，通过压电片接收冷却液面下的内部涌动，产生电信号，并根据电信号产生的振动信号发生振动，并会带动第二防浪板振动，以抑制冷却液面下的内部涌动。

实施例2

在实施例1中提出了一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置，在本实施例中将提出一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制方法，所述方法适用于如实施例1所述的基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置中，如图9所示，所述方法包括：

步骤101：所述第一防浪板上的防浪孔抑制所述冷却液面上的波动。

将所述多层孔波浪抑制装置固定于冷却液机箱内壁上，根据冷却液的深度，保证所述第一防浪板处于所述冷却液面以上，保证所述第二防浪板处于所述冷却液面以下，此时，若所述冷却液机箱内的冷却液发生晃动，所述第一防浪板便会对所述冷却液面上的波动进行抑制作用。

步骤102：所述第二防浪板上的防浪孔抑制所述冷却液面下的内部涌动。

同时，若所述冷却液机箱内的冷却液发生晃动，所述第二防浪板会对所述冷却液面上的波动进行抑制作用，

所述压电片接收所述冷却液面下的内部涌动，从而产生电信号；所述压电片根据由所述电信号所产生的振动信号发生振动，所述压电片带动所述第二防浪板振动，以抵消所述冷却液面下的内部涌动。

其中，所述压电片的功能是接收冷却液面下的内部涌动产生的机械振动，并通过压电效应将这种机械振动转化为电信号。压电效应是一种特殊的物理效应，指的是某些材料在受到外部电场或机械力的激励时，会产生机械变形或应变。具体而言，当压电片受到外力或应变时，会产生电荷或者电位的变化，将这个电荷或者点位的变化告知控制模块，控制模块下发振动信号给压电片以使压电片产生振动，这种设计利用了压电效应的特性，将液面下的内部涌动转化为可控的机械振动，并通过第二防浪板的振动来抵消液面下的涌动行为。

其中，所述第一防浪板以及第二防浪板上防浪孔的设置方式请参阅实施例1，在本实施例中不作过多说明。

实施例3

为了进一步说明实施例1中所提出的一种基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置，在本实施例中提出一种主被动自动切换的相变液冷装置，所述压电梁结构的多层孔波浪抑制装置设置于冷却液机箱内的冷却液面上。所述基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置设置于该冷却液面上。

接触式浸没式液冷在散热效率和功耗方面具有优势，但目前技术中还存在可以优化的空间。现有设计中参考的是最大热功耗情况，但实际运行状态不一定时刻处于最大功耗。可以考虑根据实时热功耗动态调整液冷系统工作模式，避免过度设计；现有设计中没有有效监测和调控机制，无法实时跟踪和优化液冷系统的运行状态。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种主被动自动切换的相变液冷装置，如图10、图11和图12所示，包括：机箱和主被动切换器，所述机箱包括冷却液机箱和驱动腔，所述冷却液机箱中设有冷却液，所述主被动切换器包括工质泵和温度传感器，所述工质泵设置在驱动腔内，所述工质泵通过管道与所述冷却液机箱通过管道连通；发热器件设置于所述冷却液机箱中，所述温度传感器设置在所述发热器件上方的蒸汽空间中；所述冷却液用于吸收所述发热器件产生的热量并产生蒸汽；所述温度传感器用于检测所述蒸汽空间内的蒸汽温度值；所述工质泵用于推动所述冷却液的流动；所述相变液冷装置具有被动相变工作模式和主动相变工作模式；当所述蒸汽温度值小于等于所述冷却液的沸点温度时，关闭所述工质泵，所述相变液冷装置工作在被动相变工作模式；当所述蒸汽温度值大于所述冷却液的沸点温度时，开启所述工质泵，所述相变液冷装置工作在主动相变工作模式。

其中，所述工质泵起到的关键作用包括：推动冷却液流动，实现冷却液在冷却液机箱内的循环，这更有利于热量从发热器件的导出。在主动相变模式下，开启工质泵可以加强冷却液对热的传导和吸收能力，从而更快地将发热器件产生的热量导出；工质泵的开闭状态直接决定所述相变液冷装置是否进入主动模式还是被动模式，所述工质泵是实现主被动自动切换的重要执行结构。工质泵的工作性能直接影响所述相变液冷装置的散热效率，如泵浦流量、工作频率等参数的优化会影响所述相变液冷装置整体性能，所述工质泵作为一个机电部件，其可靠性和使用寿命也会影响到所述相变液冷装置长期运行的可靠性。

除此之外，所述温度传感器用于实时检测所述蒸汽空间的蒸汽温度值，即蒸汽温度值是判断所述相变液冷装置是否需要进入主动模式的关键参考指标。在优选的实施例中，所述温度传感器采集到的实时温度数据也可以反馈给其相应的控制器，实现对所述相变液冷装置工作状态的实时监测和调优，关于控制器如何根据所述温度传感器来控制所述工质泵的方式将会在下文中进行说明。值得注意的是，由于设置在高温区域，所述温度传感器本身需要具有一定的高温工作能力和使用寿命，或采用多个温度传感器进行集群部署，这样也可以提高检测的精度以及所述相变液冷装置的可靠性。在本实施例中，对所述工质泵的具体型号以及所述温度传感器的具体型号均不作具体要求。

本发明实施例通过温度传感器检测蒸汽空间中的蒸汽温度值，并通过对蒸汽温度值与冷却液的沸点温度进行比较，当所述蒸汽温度值小于等于所述冷却液的沸点温度时，关闭工质泵，以使所述相变液冷装置工作在被动相变工作模式；当所述蒸汽温度值大于所述冷却液的沸点温度时，开启工质泵，以使所述相变液冷装置工作在主动相变工作模式。实现了根据蒸汽温度值与冷却液的沸点温度来切换所述相变液冷装置的工作模式，从而减小了液冷装置的能耗。

在优选的实施例中，为了能够根据所述温度传感器反馈的蒸汽温度值来对所述工质泵的开启与关闭进行控制，如图13所示，所述主被动切换器还包括控制器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述控制器与所述工质泵连接；所述温度传感器用于检测所述蒸汽空间内的蒸汽温度值，并将所述蒸汽温度值传输给所述控制器；所述控制器用于接收所述蒸汽温度值，并将所述蒸汽温度值与所述冷却液的沸点温度进行比较，根据不同的比较结果，控制所述工质泵的开启与关闭。

其中，所述控制器连接所述温度传感器，可以实时接收传感器采集到的蒸汽温度值，所述控制器也连接所述工质泵，所述控制器可以对所述工质泵的开关状态进行控制，从而控制所述相变液冷装置进入主动或被动模式。

所述控制器用于对接收到的蒸汽温度值与冷却液的沸点温度进行比较，进行判断，所述控制器将接收到的蒸汽温度值与冷却液沸点温度进行比较，可以采取以下方法：

(1)、数字比较法：控制器内预设存储冷却液的沸点温度值作为数字参考值Tref，接收到的蒸汽温度值作为数字输入值Tin，通过数字比较器进行Tin与Tref的数字比较，得到比较结果。

(2)、模拟比较法：将Tref以电压或电流的形式预设在控制器内部的参考电路中，将Tin以相同的电压或电流形式输入控制器，通过运算放大器或比较器对两个模拟量进行比较，得到比较结果。

(3)、微处理器比较法：将Tref和Tin以数字值的形式存储在微处理器内存中，由微处理器进行Tin与Tref的数值比较运算，得到比较结果。

在上述方法中，所述数字比较法和模拟比较法的硬件实现简单；所述微处理器比较法的程序较为灵活，在优选的实施例中，所述控制器可以是单片机或者控制芯片，整体选择要根据所述控制器的工作机制和功能来确定，在本实施例中不作具体限定。

控制器实现了温度比较、判断和控制执行三个关键环节，使整个相变液冷装置具有完整的自动控制能力。在优选的实施例中，还可以考虑给所述控制器加入学习能力，进一步优化主被动的切换策略。

在优选的实施例中，接下来对所述被动相变工作模式和所述主动相变工作模式进行具体说明。

所述被动相变工作模式具体为：当所述温度传感器所检测到的蒸汽温度值小于等于所述冷却液的沸点温度时，所述控制器控制所述工质泵关闭，所述冷却液不流动，所述发热器件与所述冷却液通过热交换以实现热传递；所述主动相变工作模式具体为：当所述温度传感器所检测到的蒸汽温度值大于所述冷却液的沸点温度时，所述控制器控制所述工质泵开启，所述工质泵推动所述冷却液流动，以实现对流散热，所述发热器件与所述冷却液通过热交换以实现热传递。

简言之，所述被动相变工作模式仅采用自然对流方式进行热传递，发热器件通过温差驱动的自然对流与冷却液进行热交换，此时的冷却液基本静止，流动性很小，发热器件散发的热量通过冷却液分子与发热器件表面接触传导。热传递效率依赖温差和冷却液的物理性质，其散热能力有限。

所述主动相变工作模式采用强迫对流方式进行热传递，所述工质泵开启使冷却液流动循环。流动的冷却液液体带来新的冷却液分子不断与发热器件表面接触，增强对流传热。工质泵产生的对流使冷却液内部产生对流，提高吸热和传热的效率。热量通过导热于接触界面和流体冷却液对流两种方式从发热部件传导到冷却液。相比被动相变工作模式，主动相变工作模式具有更高的散热能力。

两者的区别在于：冷却液的流动状态、热传递机制以及相对的热传递效率。通过所述控制器根据蒸汽温度值自动切换两种模式，可以保证发热器件在不同负荷下实现最佳散热，从而不会造成能耗的冗余。

为了便于所述发热器件与外部设备进行通信，在优选的实施例中，如图14所示，所述机箱还包括接口腔，所述驱动腔设置在所述冷却液机箱的一侧，所述接口腔设置在所述冷却液机箱的另一侧；所述接口腔上设有连接器，外部设备与所述连接器连接；所述发热器件与所述连接器连接，用于所述发热器件与所述外部设备之间进行通信。

其中，所述外部设备在于所述发热器件通信时，所述外部设备可以设置于所述接口腔中和/或所述机箱外，在将所述发热器件与所述外部设备进行连接时，所采用的连接线应该具有通信、防水以及数据传输等功能，在本实施例中不作过多说明；其次，所述接口腔可以与所述驱动腔对立设置于所述冷却液机箱两侧，同时，所述接口腔还可以与所述驱动腔相邻设置于所述冷却液机箱的两侧，在本实施例中不作具体限定。

通过以上设计利用机箱有效隔离并集成了系统各个功能模块，便于组装和维护，同时保证了发热器件与外部设备的高效连接，更好实现自动散热控制。

在优选的实施例中，在所述主动相变工作模式下，为了使冷却液更好的流动，如图15所示，所述冷却液机箱上设置有至少一个流入端和至少一个流出端，所述至少一个流出端高于所述至少一个流入端；所述至少一个流出端靠近所述冷却液的液面设置；所述至少一个流入端和所述至少一个流出端分布在所述冷却液机箱的两侧；所述工质泵通过管道分别与所述至少一个流入端和所述至少一个流出端连接。

其中，所述至少一个流入端和至少一个流出端依据实际冷却液机箱的大小来确定，在本实施例中以两个流入端和两个流出端为例。

由于所述发热器件在产生热量时，当所述发热器件靠上的部位发热较多，此时，冷却液上部分的温度可能会高于冷却液下部分的温度，此时，将流出端设置靠近冷却液面，以便于所述工质泵将较热的冷却液吸出，将流入端设置靠近冷却液底部，便于所述工质泵将较热的冷却液泵回靠近冷却液底部温度较低的区域，以更好地实现热交换。反之，当所述发热器件靠下的部位发热较多，将流入端与流出端的设置位置进行调换，根据实际情况而定，在本实施例中选择设置两个流入端和两个流出端互相组成回流管，这样可以保证设备整个冷却液机箱中冷却液的流速均匀，冷却效果更佳，在本实施例中不作更多说明。

在优选的实施例中，如图16所示，所述主被动自动切换的相变液冷装置包括冷凝回流模块，所述冷凝回流模块设置于所述冷却液机箱上部；所述冷凝回流模块包括环形热管和空空换热器，所述空空换热器设置在所述冷却液机箱上面，所述空空换热器与所述冷却液的液面之间形成所述蒸汽空间；所述环形热管设置于所述空空换热器底部，用于吸收所述蒸汽空间中蒸汽的热量，并将所述热量传递给所述空空换热器。

其中，通过所述冷凝回流模块实现对蒸汽空间中的蒸汽进行回收处理，防止蒸汽随热量一起散失，从而提高装置的散热效率，同时也起到冷凝的作用，使装置能够持续稳定运行；所述环形热管的数量依据实际散热需求来定，所述环形热管利用表面积大的结构与蒸汽进行热交换，将蒸汽空间中的蒸汽冷凝成液态，并滴回所述冷却液机箱中回收，环形热管采用管道或板片等环形结构，设置在空空换热器的底部，置于蒸汽空间内，其表面积大，能有效吸收和传导蒸汽空间中的蒸汽热量。所述空空换热器表面采用散热片或散热芯等结构，有较大表面积，设置在冷却液机箱上方，下方与冷却液液面之间形成密闭的蒸汽空间。

所述冷凝回流模块的工作原理为：环形热管吸收蒸汽热量后，将热量传导给空空换热器。空空换热器将环形热管上的热量传递到外部，所述环形热管利用表面积大的结构，将蒸汽冷凝成液态。液态的冷却液回流到冷却液机箱，热管吸收新一轮蒸汽热量。如此循环，实现对蒸汽的有效回收和冷凝，两者协同工作，高效实现蒸汽回收与冷凝的功能。

在优选的实施例中，所述空空换热器将所述环形热管的热量传递给外部，如图16所示，这里的外部指的是所述主被动自动切换的相变液冷装置还包括强迫风冷模块，所述强迫风冷模块设置于所述冷凝回流模块上面；所述强迫风冷模块包括风机和散热翅片，所述散热翅片固定在所述空空换热器上，用于接收来自所述空空换热器的热量；所述风机设置于所述散热翅片顶部，用于将外部冷空气吹入所述冷却液机箱，以将所述散热翅片上的热量带出。

其中，所述散热翅片是固定在所述空空换热器上的，因此，基于所述空空换热器的结构，所述空空换热器会将所述环形热管的热量传递给所述散热翅片，在散热翅片上方设有风机，所述风机用于对所述散热翅片进行散热，至此，所述蒸汽的温度被吸收，同时，也不会造成冷却液的过多损耗。

在优选的实施例中，为了防止所述蒸汽空间内的蒸汽压力过高，如图17所示，所述相变液冷装置还包括压力检测模块，所述压力检测模块包括压力传感器与压力仪表，所述压力传感器与压力仪表连接；所述压力传感器设置于所述蒸汽空间内，用于检测所述蒸汽空间内的压力；所述压力仪表设置于所述强迫风冷模块上，以便于观察所述蒸汽空间的压力。

在一个实施例中，在所述蒸汽空间内，即，在所述冷却液机箱中的冷却液面以上的壁面设置有泄压阀，泄压阀连接的有控制模块，所述压力传感器同时与所述控制模块连接，所述压力传感器实时将所述蒸汽空间的压力值传送给所述控制模块，在所述控制模块内设有预设的安全压力值，所述控制模块实时接收所述压力传感器传送的压力值，并对所述压力值与所述预设的安全压力值进行比较，当所述压力值大于所述预设的安全压力值时，所述控制模块及时控制所述泄压阀开启，以对所述蒸汽空间进行泄压，以保证安全。

其中，所述基于压电梁结构的多层孔波浪抑制装置的具体结构参照实施例1，在本实施例中不作过多说明。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。