一种5G配网通信的安全保护装置的制作方法

一种5g配网通信的安全保护装置
技术领域
1.本发明涉及一种5g配网通信的安全保护装置，属于配网通信技术领域。


背景技术：

2.5g网络是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每8秒1gb，比4g网络的传输速度快数百倍。与前几代移动通信技术相比，5g具有超大带宽、超高速率、超低时延、超多连接等特点，有助于提高供电质量和电力系统的灵活性。
3.由于5g配网通信设备的工作频率很高，其在工作时势必会产生大量的热量，现有的5g配网通信设备大多散热效果不好，长时间使用容易造成设备内部温度过高，进而造成内部线路和电子元器件的损坏，影响通信设备的使用。
4.公开号为cn208766363u的中国实用新型专利中公开的一种配网通信设备柜，包括上盖、柜体、主柜门、侧柜门、横隔板、竖隔板、底板、电池、散热扇和光网络单元，所述上盖焊接在柜体顶部，所述柜体正面为安装区，所述安装区表面通过铰链连接主柜门，所述底板表面螺纹连接竖隔板，所述竖隔板数量为两个，竖隔板之间通过横隔板连接，通过横隔板分成三层，所述柜体底层放置有电池，柜体顶层为预留层，所述横隔板外侧对应安装区。
5.上述参考例仅通过散热扇进行风冷，不仅散热速度慢，散热效果差，而且无法精确地针对柜体内的配网通信部件进行散热，容易造成部件损坏，因此急需进行改进。


技术实现要素：

6.为了克服现有的配网通信设备柜无法根据配网通信设备的发热情况形成有针对性的散热、散热速度慢、散热效果差等的缺点，本发明设计了一种5g配网通信的安全保护装置，其能够有效提升5g配网通信装置的散热速率，防止5g配网通信装置因高温损坏。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种5g配网通信的安全保护装置，包括箱体和控制器，所述箱体内部固定有竖向设置的导热板，所述导热板一侧沿竖向间隔固定有若干组配网通信模块，且所述导热板上还固定有若干个温度传感器组件，各温度传感器组件与各配网通信模块一一对应设置，所述导热板另一侧设置有循环冷却机构，所述循环冷却机构和各温度传感器组件均与控制器电连接，所述控制器用于根据温度传感器组件发出的温度数据控制循环冷却机构对相应温度传感器组件所对应的配网通信模块进行散热。
9.进一步地，所述循环冷却机构包括背板、液泵和若干个密封罩，所述背板固定在箱体内且背板内部设置有容置腔，所述容置腔与各密封罩内均设置有冷却液，各密封罩密封安装在导热板远离配网通信模块的一侧，且各密封罩的安装位置与各配网通信模块的安装位置一一对应，各密封罩均通过分支管与液泵的出液口连通，各分支管上均设置有用于控制对应分支管通断的电控阀，所述液泵的进液口与容置腔连通，任意相邻两组密封罩之间通过三通电磁阀连接且各所述三通电磁阀的第三端口均与容置腔连通，所述液泵、电控阀和各三通电磁阀均与控制器电连接。
10.进一步地，各所述分支管上均安装有用于检测管内冷却液压力的液压传感器，所述液压传感器与控制器电连接。
11.进一步地，所述导热板上开设有若干个与各密封罩连通的通孔，所述通孔靠近配网通信模块的一侧覆盖有导流条，所述导流条与导热板密封连接，且导流条的截面形状呈弧形隆起。
12.进一步地，所述箱体底部且位于配网通信模块一侧的位置开设有进气口，所述进气口处安装有抽风扇，所述箱体顶部且位于进气口正上方位置开设有排气口，所述排气口处安装有排风扇，所述抽风扇和排风扇均与控制器电连接，所述控制器在导流条受到冷却液挤压而向远离密封罩一侧伸出时控制抽风扇和排风扇启动。
13.进一步地，所述导热板包括多块互相独立的板体，任意相邻两板体之间通过隔热条阻隔，各组配网通信模块及相对应的密封罩一一对应地安装在各个板体上。
14.进一步地，所述背板远离导热板的一侧设置有辅助散热层。
15.进一步地，所述辅助散热层为石墨层。
16.进一步地，所述密封罩内设置有散热片，所述散热片与导热板固定并接触。
17.进一步地，所述导流条的上部还设置有具有弹性的伸缩部，所述伸缩部的弹力系数小于导流条的弹力系数。
18.与现有技术相比本发明有以下特点和有益效果：
19.1、本发明通过设置控制器、温度传感器以及多个电磁阀，控制器可以根据温度传感器检测到的温度确定具体某个配网通信模块的温度异常，进而通过控制器控制相应电磁阀的开闭实现对某个配网通信模块的精确散热降温，大大提高了散热效果，有效地防止了配网通信设备的过热而导致的损坏；同时，某个或多个配网通信模块处于低温时，可以通过控制器控制相应电磁阀的开闭，将正在工作发热的配网通信模块的热冷却液输送到相应的低温配网通信模块，进而对处于低温的配网通信模块进行加热，使其脱离低温状态，进入正常的工作温度范围，从而提高了整个配网通信模块的工作稳定性和对低温环境的防护能力。
20.2、本发明通过液冷和多方位风冷相结合的方式对5g配网通信模块实现混合散热，冷却液起到主要冷却作用，同时通过设置导热板、背板和辅助散热层相配合，实现对配网通信模块的一级降温冷却；当冷却液的散热能力达到极限时，通过控制器启动风机实现风冷，通过液压传感器的设置可以在启动风机的同时，通过控制器控制管道内冷却液的液压大小，进而使得导流条隆起起到改变风机风向的作用，上升的气流在流过导流条时会形成空气涡流，空气涡流区的气流可以与配网通信模块的底面以及角落部位接触并带走底面和角落部位的热量，而未被导流条阻挡的气流则是直接吹向配网通信模块的前表面，实现对配网通信模的全方位风冷，起到良好的风冷降温效果，冷却液以及风冷降温方式的结合，可以提高5g配网通信模块的散热速率，有效遏制配网通信模块出现高温，防止5g配网通信模块因高温损坏，对5g配网通信模块起到良好的保护作用。
附图说明
21.图1是本发明实施例一的整体结构示意图；
22.图2是图1的a处的局部放大示意图；
23.图3是本发明的控制器的连接示意图；
24.图4是本发明实施例二的导流条的结构示意图。
25.其中附图标记为：1、箱体；2、底座；3、导热板；4、配网通信模块；5、密封罩；6、液泵；7、四通电磁阀；8、出液管；9、第一分支管；10、第二分支管；11、第三分支管；12、液压传感器；13、三通电磁阀ⅰ；14、三通电磁阀ⅱ；15、回流管；16、容置腔；17、辅助散热层；18、散热片；19、温度传感器组件；20、导流条；21、隔热条；22、进气口；23、抽风扇；24、排气口；25、排风扇；26、顶盖；27、通孔；28、伸缩部；29、背板。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
27.实施例一
28.如图1-图2所示，本实施例的5g配网通信的安全保护装置，包括箱体1和控制器，箱体1内部固定有竖向设置的导热板3，导热板3一侧沿竖向间隔固定有三组配网通信模块4(在其他实施例中，配网通信模块4的数量也可以是两组、四组或是更多组)，配网通信模块4与导热板3接触，使得配网通信模块4上的热量可以传导至导热板3上，且导热板3上还固定有三个温度传感器组件19，三个温度传感器组件19与三个配网通信模块4一一对应设置，导热板3另一侧设置有循环冷却机构，循环冷却机构和各温度传感器组件19均与控制器电连接，控制器用于根据温度传感器组件19发出的温度数据控制循环冷却机构对相应温度传感器组件19所对应的配网通信模块4进行散热。
29.进一步地，循环冷却机构包括背板29、液泵6和三个密封罩5，背板29固定在箱体1内且背板29内部设置有容置腔16，容置腔16与各密封罩5内均设置有冷却液，各密封罩5密封安装在导热板3远离配网通信模块4的一侧，从而在密封罩5与导热板3之间形成密闭的空间，且各密封罩5的安装位置与各配网通信模块4的安装位置一一对应，各密封罩5均通过分支管与液泵6的出液口连通，各分支管上均设置有用于控制对应分支管通断的电控阀，液泵6的进液口与容置腔16连通，任意相邻两组密封罩5之间通过三通电磁阀连接且各三通电磁阀的第三端口均与容置腔16连通，液泵6、电控阀和各三通电磁阀均与控制器电连接。
30.具体的，在箱体1内设置有液泵6、第一分支管9、第二分支管10和第三分支管11，在箱体1的背板29内设置有容置腔16，背板29采用高导热材质制成进而使其具有良好的散热性能；液泵6的出液口通过出液管8与四通电磁阀7的第一端口连接，液泵6的进液口通过管路与容置腔16的内部连通，第一分支管9的一端与四通电磁阀7的第二端口连接且其另一端与第一组密封罩5的内部连通；第二分支管10的一端与四通电磁阀7的第三端口连接且其另一端与第二组密封罩5的内部连通；第三分支管11的一端与四通电磁阀7的第四端口连接且其另一端与第三组密封罩5的内部连通；
31.在第一组密封罩5与第二组密封罩5之间设置有三通电磁阀ⅰ13，三通电磁阀ⅰ13的第一端口与第一组密封罩5的内部连通，三通电磁阀ⅰ13的第二端口与第二组密封罩5的内部连通，三通电磁阀ⅰ13的第三端口通过回流管15与容置腔16的内部连通；在第二组密封罩5与第三组密封罩5之间设置有三通电磁阀ⅱ14，三通电磁阀ⅱ14的第一端口与第二组密封罩5的内部连通，三通电磁阀ⅱ14的第二端口与第三组密封罩5的内部连通，三通电磁阀ⅱ14的第三端口通过回流管15与容置腔16的内部连通。
32.进一步地，各分支管上均安装有用于检测管内冷却液压力的液压传感器12，液压传感器12与控制器电连接。
33.进一步地，导热板3上开设有若干个与各密封罩5连通的通孔27，通孔27靠近配网通信模块4的一侧覆盖有导流条20，导流条20与导热板3密封连接，且导流条20的截面形状呈弧形隆起，冷却液穿过通孔27进入到导流条20内。
34.进一步地，箱体1底部且位于配网通信模块4一侧的位置开设有进气口22，进气口22处安装有抽风扇23，箱体1顶部且位于进气口22正上方位置开设有排气口24，排气口24处安装有排风扇25，抽风扇23和排风扇25均与控制器电连接，控制器在导流条20受到冷却液挤压而向远离密封罩5一侧伸出时控制抽风扇23和排风扇25启动。
35.具体的，参照图3，控制器包括主控模块，还包括与主控模块连接的电机驱动模块、电源模块和通信模块，电机驱动模块与液泵6连接，用于驱动液泵6；通信模块用于与外部设备进行通信；电源模块用于供电；
36.控制器还包括风扇驱动模块，风扇驱动模块输入端与主控模块的控制信号输出端连接，风扇驱动模块的驱动端与抽风扇23和排风扇25连接，用于驱动抽风扇23和排风扇25转动。
37.各个温度传感器组件19的输出端与主控模块的采样端口连接，三通电磁阀ⅰ13和三通电磁阀ⅱ14以及四通电磁阀7的控制端均匀主控模块的控制信号输出端连接；液压传感器12的输出端与主控模块的采样端口连接。
38.具体的，本发明还提供了控制器的控制方法，具体如下：
39.初始时，液泵6处于停止状态，配网通信模块4在工作的过程中会产生大量的热量导致配网通信模块4的温度上升，进而使得导热板3的温度随之上升，温度传感器组件19实时检测导热板3的温度，并将检测到的温度值反馈至主控模块，主控模块将检测到的温度与预先设定的第一预设温度值进行比较，当检测到的温度值大于第一预设温度值时，主控模块控制液泵6启动并控制四通电磁阀7和三通电磁阀开启，液泵6驱动冷却液在密封罩5与容置腔16之间循环流动；
40.配网通信模块4上的热量传导至导热板3上，导热板3上的热量传导至密封罩5内的冷却液，当携带热量的冷却液流动至容置腔16内时，由于背板29具有良好的散热性能且背板29具有较大的散热面积，且容置腔16内的冷却液的温度高于外部环境温度，所以背板29可以快速高效地进行散热，使容置腔16内的冷却液快速降温冷却，降温后的冷却液再回流至密封罩5内，如此循环，从而能将配网通信模块4产生的热量快速散发至箱体1外；
41.由于各组配网通信模块4的工作状态不一样，所以各组配网通信模块4的温度上升情况也会有所差异，对于不需要散热降温的配网通信模块4，可以使冷却液不流经其对应的密封罩5，而是将冷却液集中输送至需要降温的配网通信模块4，即可以实现根据各个配网通信模块4的工况差异灵活选择降温冷模式，使该装置的应用更加灵活，满足多样化的降温需求。
42.具体的，本实施例中由于各个密封罩5均连接有分支管，可以实现根据不同的情况控制冷却液的流向，具体如下：
43.当只有一组温度传感器组件19检测到的温度过高时，说明该温度传感器组件19所在区域的配网通信模块4出现了高温，需要散热降温，此时主控模块控制四通电磁阀7使得
该配网通信模块4对应的密封罩5的分支管导通，并控制三通电磁阀使得该密封罩5与容置腔16导通，液泵6启动后冷却液只能在该密封罩5与容置腔16之间循环流动，可以使低温状态的冷却液集中流向该密封罩5，保证对该配网通信模块4的针对性集中散热降温，避免该区域出现局部过热的情况，有效保护配网通信模块4，防止配网通信模块4因高温受损；
44.当有至少两组温度传感器组件19检测到的温度过高时，主控通过对四通电磁阀7和三通电磁阀的控制将对应区域的密封罩5与容置腔16导通，液泵6驱动冷却液在密封罩5与容置腔16内循环流动，实现对各组配网通信模块4的同时散热降温，有利于箱体1内整体的快速散热降温。
45.特别的，在外界温度较低时，低温可能会影响到配网通信模块4的正常工作，由于各个配网通信模块4工作时的发热量不同，在低温环境中可以将温度较高的配网通信模块4的热量部分转移至温度较低的配网通信模块4上，实现对低温配网通信模块4的加热，具体如下：
46.主控模块将各个温度传感器组件19的输出值进行比较，当有一组温度传感器组件19的温度值低于预先设定的低温值时，说明该温度传感器组件19所在区域的配网通信模块4出现了低温状况，需要对其加热；
47.此时主控模块通过控制相应的电磁阀使液泵6的出液口与温度最高的配网通信模块4后方的密封罩5(以下简称高温密封罩5)导通，且使低温状况配网通信模块4后方的密封罩5(以下简称低温密封罩5)与高温密封罩5导通，液泵6驱动冷却液依次流过高温密封罩5、低温密封罩5和容置腔16；
48.冷却液在流经高温密封罩5时吸收高温配网通信模块4的热量，热量随冷却液流入低温密封罩5时释放，从而实现对低温配网通信模块4的加热，使其脱离低温状况进而能正常工作。
49.特别的，在对某一组配网通信模块4液冷降温过程中，若检测到该配网通信模块4的温度还在上升，说明此时的液冷降温速率已经难以满足该配网通信模块4了，该配网通信模块4可能继续升温导致损坏，则控制器进一步控制进行降温，具体如下；
50.在液冷降温过程中，若主控模块检测到某一组配网通信模块4(下文简称异常配网通信模块4)的温度继续上升至预先设定的第二预设温度值(第二预设温度值大于第一预设温度值)，此时主控模块向电机驱动模块发送指控指令，使电机驱动模块驱动液泵6以更高的转速运行，以增大冷却液的泵送液压，使得异常通信模块后方密封罩5内的液压随之增大，对应分支管上的液压传感器12实时检测该密封罩5的液压(分支管内的液压可以反映密封罩5内的液压)，液压传感器12将检测到的液压值反馈至主控模块，当液压增大至预设压强时主控模块向电机驱动模块发送指令使电机驱动模块控制液泵6维持在当前转速，使冷却液保持在当前压强；
51.在当前压强下导流条20内的冷却液向外推挤导流条20，使导流条20朝导热板3的前方伸出；与此同时主控模块控制抽风扇23和排风扇25启动，外界冷空气开始从进气口22流入箱体1，且箱体1内的热空气开始从排气口24排出，箱体1内产生向上的气流；
52.参照图2，上升的气流在流过导流条20时会形成空气涡流(图2中虚线箭头所示)，空气涡流区的气流可以与配网通信模块4的底面以及角落部位接触并带走底面和角落部位的热量，而未被导流条20阻挡的气流则是直接吹向配网通信模块4的前表面，如此可以多方
位吹拂配网通信模块4，起到良好的风冷降温效果；
53.另外，空气涡流的存在可以避免出现因下方气流其他模块组件遮挡而导致异常配网通信模块4的底面和角落不能被有效吹拂的情况；
54.当配网通信模块4的温度低于预先设定的第二预设温度值后，液泵6转速降低至液冷模式所需转速，风扇停止运行，导流条20在自身弹力的作用下收缩；当配网通信模块4的温度低于预先设定的第一预设温度时，液泵6停止，各个电磁阀关闭。
55.综上，通过液冷和多方位风冷相结合的方式可以有效遏制异常配网通信模块4进一步升温，起到更好的保护效果。
56.进一步地，导热板3包括多块互相独立的板体，任意相邻两板体之间通过隔热条21阻隔，各组配网通信模块4及相对应的密封罩5一一对应地安装在各个板体上，如此设置可以避免各个区域的热量互相转移，有利于针对各个配网通信模块4采取不同的液冷模式。
57.进一步地，背板29远离导热板3的一侧设置有辅助散热层17，提高散热能力。
58.进一步地，辅助散热层17为石墨层，通过石墨层的设置，增强了背板29的散热性能。
59.进一步地，密封罩5内设置有散热片18，散热片18与导热板3固定并接触，当冷却液流经密封罩5时会与散热片18接触，散热片18可以增大密封罩5内的换热面积，使导热板3上的热量能够更高效传递至冷却液，提升散热效果。
60.实施例二
61.参照图4，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中的导流条20的上部还设置有具有弹性的伸缩部28，伸缩部28的弹力系数小于导流条20的弹力系数。
62.从上述描述中可知，在进行风冷降温时，主控模块控制液泵6的转速使得冷却液的液压在预设压强值之上交替变大变小，从而使得导流条20的伸缩部28循环交替伸长和缩短，导流条20的隆起高度和下倾角度随之周期性变化，上升气流在流过导流条20时引起的空气涡流的范围和强度随之周期性变化，从而可以对异常配网通信模块4的各个部位交替有效吹拂，进一步提升风冷效果。
63.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
64.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
65.显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：包括箱体(1)和控制器，所述箱体(1)内部固定有竖向设置的导热板(3)，所述导热板(3)一侧沿竖向间隔固定有若干组配网通信模块(4)，且所述导热板(3)上还固定有若干个温度传感器组件(19)，各温度传感器组件(19)与各配网通信模块(4)一一对应设置，所述导热板(3)另一侧设置有循环冷却机构，所述循环冷却机构和各温度传感器组件(19)均与控制器电连接，所述控制器用于根据温度传感器组件(19)发出的温度数据控制循环冷却机构对相应温度传感器组件(19)所对应的配网通信模块(4)进行散热。2.根据权利要求1所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述循环冷却机构包括背板(29)、液泵(6)和若干个密封罩(5)，所述背板(29)固定在箱体(1)内且背板(29)内部设置有容置腔(16)，所述容置腔(16)与各密封罩(5)内均设置有冷却液，各密封罩(5)密封安装在导热板(3)远离配网通信模块(4)的一侧，且各密封罩(5)的安装位置与各配网通信模块(4)的安装位置一一对应，各密封罩(5)均通过分支管与液泵(6)的出液口连通，各分支管上均设置有用于控制对应分支管通断的电控阀，所述液泵(6)的进液口与容置腔(16)连通，任意相邻两组密封罩(5)之间通过三通电磁阀连接且各所述三通电磁阀的第三端口均与容置腔(16)连通，所述液泵(6)、电控阀和各三通电磁阀均与控制器电连接。3.根据权利要求2所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：各所述分支管上均安装有用于检测管内冷却液压力的液压传感器(12)，所述液压传感器(12)与控制器电连接。4.根据权利要求3所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述导热板(3)上开设有若干个与各密封罩(5)连通的通孔(27)，所述通孔(27)靠近配网通信模块(4)的一侧覆盖有导流条(20)，所述导流条(20)与导热板(3)密封连接，且导流条(20)的截面形状呈弧形隆起。5.根据权利要求1-4任一所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述箱体(1)底部且位于配网通信模块(4)一侧的位置开设有进气口(22)，所述进气口(22)处安装有抽风扇(23)，所述箱体(1)顶部且位于进气口(22)正上方位置开设有排气口(24)，所述排气口(24)处安装有排风扇(25)，所述抽风扇(23)和排风扇(25)均与控制器电连接，所述控制器在导流条(20)受到冷却液挤压而向远离密封罩(5)一侧伸出时控制抽风扇(23)和排风扇(25)启动。6.根据权利要求2所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述导热板(3)包括多块互相独立的板体，任意相邻两板体之间通过隔热条(21)阻隔，各组配网通信模块(4)及相对应的密封罩(5)一一对应地安装在各个板体上。7.根据权利要求2所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述背板(29)远离导热板(3)的一侧设置有辅助散热层(17)。8.根据权利要求7所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述辅助散热层(17)为石墨层。9.根据权利要求2所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述密封罩(5)内设置有散热片(18)，所述散热片(18)与导热板(3)固定并接触。10.根据权利要求4所述的一种5g配网通信的安全保护装置，其特征在于：所述导流条(20)的上部还设置有具有弹性的伸缩部(28)，所述伸缩部(28)的弹力系数小于导流条(20)
的弹力系数。

技术总结
本发明涉及一种5G配网通信的安全保护装置，属于配网通信技术领域，包括箱体和控制器，所述箱体内部固定有竖向设置的导热板，所述导热板一侧沿竖向间隔固定有若干组配网通信模块，且所述导热板上还固定有若干个温度传感器组件，各温度传感器组件与各配网通信模块一一对应设置，所述导热板另一侧设置有循环冷却机构，所述循环冷却机构和各温度传感器组件均与控制器电连接，所述控制器用于根据温度传感器组件发出的温度数据控制循环冷却机构对相应温度传感器组件所对应的配网通信模块进行散热。本发明能够有效提升5G配网通信装置的散热速率，防止5G配网通信装置因高温损坏。防止5G配网通信装置因高温损坏。防止5G配网通信装置因高温损坏。


技术研发人员：张昊 姚文杰 翁凌雯 黄惠琳 钟紫荆 张良嵩 魏薇 倪文书
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司信息通信分公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/18