CN101065805A - 硬盘驱动器温度控制装置和硬盘驱动器温度改变方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硬盘驱动器的温度控制装置，该装置包括：热腔室，用于容纳硬盘驱动器；和振荡气体运动生成器，用于在热腔室和容纳在热腔室内的所述硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动，从而促进热腔室和所述硬盘驱动器之间的热传输。

Description

硬盘驱动器温度控制装置和硬盘驱动器温度改变方法

技术领域

本发明涉及一种硬盘驱动器温度控制装置和硬盘驱动器温度改变方法。

背景技术

在硬盘驱动器的制造过程中，需要测试硬盘驱动器以确保它们满足所需的规格。作为测试的一部分，需要控制硬盘驱动器的温度。在测试中，硬盘驱动器的温度在很大范围内变化。

在硬盘驱动器的正常操作中，即当硬盘驱动器由终端用户正常使用时，还要求将硬盘驱动器的温度维持在预定范围内。

在包括测试架的设备中测试硬盘驱动器是已知的，该测试架包括用于容纳包含了待测硬盘驱动器的外壳的框架矩阵。为了提供测试中对硬盘驱动器所处的温度的控制，通常设置与测试架关联的包括一个或多个热交换器的冷却系统。这些热交换器生成冷却气体，在随后用于冷却与每个外壳相关联的控制电子设备以及冷却被测的硬盘驱动器。也可以提供热源用于在测试中加热硬盘驱动器。

传统上，使用径流式风扇或者离心式风扇形成气流将冷却的气体通过各种风道通道吹过外壳内的控制电子设备和硬盘驱动器。通常，使用单独的风扇形成气流冷却控制电子设备以及被测的硬盘驱动器。使用风扇形成气流的问题是它们引起了能够严重影响硬盘驱动器测试的对装置的震动。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种硬盘驱动器的温度控制装置，该装置包括：

热腔室，用于容纳硬盘驱动器；和

振荡气体运动生成器，用于在热腔室和容纳在热腔室内的所述硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动，从而促进热腔室和所述硬盘驱动器之间的热传输。

与使用径流式风扇或者离心式风扇并结合热交换器形成气流来控制硬盘驱动器温度的传统系统不同，本发明的实施例中提供了一种振荡气体运动生成器，用于在热腔室和正常使用或测试中的硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动。这减少了否则将由硬盘驱动器承受的不想要的震动。而且，在热腔室和容纳在热腔室内的硬盘驱动器之间的区域内的气体运动的性质使得使用中或测试中硬盘驱动器周围维持在所需温度下的气体量限制在硬盘驱动器周围。

该温度控制装置可以设置为硬盘驱动器测试装置的一部分。或者，该温度控制装置可以设置为控制正常使用中的硬盘驱动器的温度。

在一示例中，振荡气体运动生成器是连接到振动板上的音圈马达。作为替代，该振荡气体运动生成器可以是压电元件或风箱。

较佳的，该装置包括多个热腔室，每个用于容纳相对应的硬盘驱动器；和

振荡气体运动生成器，用于在每个热腔室和容纳在每个热腔室内的所述硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动，从而促进容纳在每个热腔室内的使用中的所述硬盘驱动器和相应热腔室之间的热传输。

较佳地，可以在各个热腔室之间设置挡板。这给各个热腔室提供了热隔绝，并使得能够只使用一个气体运动致动器为多个热腔室形成气体运动。

根据本发明的第二方面，提供了一种改变热腔室中硬盘驱动器温度的方法，该方法包括：

在硬盘驱动器和热腔室之间的区域内形成非密相流动气体运动(non-massflow air movement)，以促进二者之间的有效热传输。

根据本发明的第三方面，提供了一种硬盘驱动器的温度控制装置，该装置包括：

用于容纳硬盘驱动器的热腔室，其中当所述硬盘驱动器被容纳在热腔室内时，热腔室和所述硬盘驱动器之间的区域内的气体运动使得热腔室和所述硬盘驱动器之间能够进行热传输。

在实施例中，本发明提供了一种硬盘驱动器测试装置，其中使用了非密相流动气体运动来扰乱设置在热腔室内的硬盘驱动器和热腔室本身之间的区域内的气体。这改善了热腔室和设置在装置内的使用中，例如测试中的硬盘驱动器之间的热传输，从而避免了使用径流式风扇或者离心式风扇所遇到的震动问题。

在本发明的替代方面中，提供了一种硬盘驱动器的温度控制装置，该装置包括：

用于容纳硬盘驱动器的热腔室；和

气体运动生成器，用于在热腔室和容纳在热腔室内的所述硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动，从而促进热腔室和所述硬盘驱动器之间的热传输。

附图说明

现在将参考所附附图详细描述本发明的示例，附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的温度控制装置的示例；

图2示出了图1的温度控制装置的剖面侧视图；

图3示出了根据本发明一实施例的温度控制装置的示例的平面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一实施例的温度控制装置的示例。该装置2包括热腔室6，用于容纳硬盘驱动器12。热腔室6既能作热沉也能做热源使用。使用中，该温度控制装置通常设置在框架矩阵之内，这将在以下参考图3描述。热腔室6通常为适当形状的金属块，具有需要的散热片和风道，以促进通过被测硬盘驱动器和热腔室之间的气体进行有效热传输。

在所示的具体实施例中，热泵8设置为可与热腔室6进行热交换。热交换器10也设置为可与热泵8进行热交换。通过改变热泵8的操作，可以改变热腔室6的温度，以及进而改变硬盘驱动器12所处的环境温度。热泵8与热交换器10通过平板11和热管17连接，平板11和热管17相结合形成双向热传输，即在热泵8和热交换器10之间的两个方向上的热传输。

热管较佳地为可形变的。这使平板B能够远离系统热交换器。较佳地，可设置选择性地可重配置的连接器(未示出)使平板B和热交换器10连接和断开。

热管是使泵8和热交换器10之间能够进行热传输的较佳类型的装置。这是因为热管是高效率，并且体积小而且不具有可动部件的。可以使用任何能够从泵8向热交换器10传输热量的装置，即也可使用用于流动热传输液体的风道。

相对于热腔室，热泵8可以作为热源或者热接收器工作。可以使用任何能够提供这种功能的装置。实际上，可以使用任何类型的能够将热量注入和/或抽出目标的热泵。一种特别优选的例子是珀耳帖装置(Peltier device)。珀耳帖热泵通常能够使得冷却到低于0℃以下的温度。在图1所示例子中，取决于硬盘驱动器12所需的温度，热泵8、平板11和热管17使热量既能流入也能流出热交换器10。

热腔室6设置有孔15，使热腔室能够安装在合适的载体上。当用于测试硬盘驱动器时，热腔室可以安装在例如框架矩阵(用于容纳多个热腔室)的结构中。

热腔室可以具有一定尺寸使得容纳在其内的硬盘驱动器可以非常接近热腔室的内壁。由此可以通过对流气流实现硬盘驱动器和热腔室之间的热传输。在此例中，不需要振荡气流生成器。在两个实例中，都通过热腔室内气体的非密相流动在热腔室和硬盘驱动器之间的区域实现热传输，但是基本上气体不穿过腔室。换句话说，热腔室内的气体被搅乱或者扰乱，从而形成了非密相流动气体运动。

在硬盘驱动器和热腔室之间的区域内提供少量气体的情况下，很容易完成气体的净化。这是需要的，因为它使得能够去除腔室内原有空气中包含的水份，从而在硬盘驱动器被冷却到空气露点之下时，不会形成凝结。而且，硬盘驱动器和热腔室之间的区域内的气体量少还意味着即使没进行气体净化，也能使形成凝结的量最小。

现在参考图2，示出了通过图1线II’的截面。为了图2清楚，省略了热泵8。图2中可以看出，在此例中设置了气体运动致动器14。气体运动致动器14是振荡气体运动生成器或者非密相流动气体运动生成器的例子，用于在硬盘驱动器12和热腔室6之间的区域内形成振荡或非密相流动气体运动。这种气体运动改善了热腔室6和硬盘驱动器12之间的热传输效率。

形成气体运动的气体运动致动器14的运动基本为平移。应当理解热腔室和硬盘驱动器之间的区域内的气体被以非密相的方式有效干扰，使得热腔室和硬盘驱动器之间能够通过填充在该区域内的气体量进行热传输。换句话说，基本上没有聚集的密相气体进或出热腔室内壁和硬盘驱动器之间的区域。但是，这个区域内的气体被搅乱了，从而实现了热腔室和硬盘驱动器之间的热传输。

气体运动致动器14可以远离热腔室。作为替代，致动器可以设置在热腔室附近或者甚至内嵌到热腔室体内。在一实施例中，气体运动致动器包括设置为在热腔室相对两侧使用的两个组件。该些组件设置为以相互交替的方式工作，使热腔室和设置在其中的硬盘驱动器之间的区域内形成聚集的非密相流动气体运动。

在致动器14操作中硬盘驱动器12所承受的震动相比于使用传统旋转风扇形成气体运动将经受的震动远远减小了。这部分上是因为致动器14和硬盘驱动器之间的耦合相比于在类似设置中传统旋转风扇和硬盘驱动器之间的耦合减轻了。

另外，使用低频率振荡气体运动时，对硬盘驱动器的影响最小，因为硬盘驱动器中的伺服环路对低频率振荡通常比较不敏感。通常，振荡频率等于或低于30Hz。可以为应用和具体使用或被测的硬盘驱动器对气体运动的频率和波形进行优化。现在，对于硬盘驱动器，该频率可以小于或等于大约30Hz。将来，硬盘驱动器可能需要不同的优化选择。

而且，气体运动是振荡或者是非密相的事实具有使气体基本保持在被测硬盘驱动器附近的效果。如以下将参考图3所述的，这带来了可以对多个硬盘驱动器使用单个气体运动致动器的优点。

在图2所示的例子中，气体运动致动器包括与振动板18连接的音圈马达16。这被一起称为扬声器。应当理解，也可以使用其它能够在硬盘驱动器12和热腔室6之间的区域内形成非密相流动气体运动从而增加热交换器和硬盘驱动器12之间的热传输效率的装置。例如，可以使用压电元件代替音圈马达。

在某些例子中，硬盘驱动器和接收它的热腔室之间存在实际的物理接触，使得二者之间的热传输部分是通过传导实现的。

图3示出了根据本发明一实施例包括了温度控制装置的硬盘驱动器测试装置。该图示出了穿过硬盘驱动器测试装置水平截面的示意平面图。该测试装置包括了如图1和2所示、以及参照图1和2所描述的可以用于改变多个硬盘驱动器所处的温度的温度控制装置。

测试装置20包括框架矩阵，其包含了多个温度控制装置。每个温度控制装置直接安装在框架矩阵之内。为了震动性能的优化，热腔室6内的孔15使热腔室内的硬盘驱动器可以选择地安装到其它地方而不是热腔室上。如图2所示的例子中，设置了气体运动致动器14用于形成非密相流动气体运动，尽管测试装置可以不设置气体运动致动器14。气体通道24提供了路径，将气体运动从致动器传输到装置20内。在所示的具体例子中，由风道提供该路径。

所示例子中，提供了单个气体运动致动器来为多个硬盘驱动器形成气体运动。设置了多个独立的挡板22用于限制测试装置中硬盘驱动器12之间的热交互。这使得能够使用单个致动器14提供气体运动来调整多个硬盘驱动器12的温度。此外，限制硬盘驱动器之间的热交互使得可以对多个硬盘驱动器使用一个致动器，有可能每个硬盘驱动器温度不同。当然，可以为每个硬盘驱动器提供专用的气体运动致动器14。

本发明的实施例已经具体参考所示的例子进行了描述。但是，应当理解在本发明的范围内可以对所描述的例子进行各种变形和修改。

Claims (19)

1.一种硬盘驱动器的温度控制装置，该装置包括：

热腔室，用于容纳硬盘驱动器；和

振荡气体运动生成器，用于在热腔室和容纳在热腔室内的所述硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动，从而促进热腔室和所述硬盘驱动器之间的热传输。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述振荡气体运动生成器包括由驱动器以振荡方式驱动的振动板。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述驱动器是音圈马达。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述振荡气体运动生成器是压电元件。

5.根据权利要求1至4任一所述的装置，包括与热腔室热连通的热泵，用于将热量排入和排出热腔室。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述热泵是珀耳帖热泵。

7.根据权利要求5或6所述的装置，包括与热泵耦合的热交换器，用于选择性地向热泵提供热量或从热泵接收热量。

8.根据权利要求7所述的装置，包括热管，用于将热量从热泵传输到热交换器，反之亦然。

9.根据权利要求1至8任一所述的装置，包括设置在热腔室内的硬盘驱动器。

10.根据权利要求2至9任一所述的装置，包括：

多个热腔室，每个用于容纳相对应的硬盘驱动器；和

振荡气体运动生成器，用于在每个热腔室和容纳在每个热腔室内的所述硬盘驱动器之间的区域内形成气体运动，从而促进容纳在每个热腔室内的使用中的所述硬盘驱动器和相应热腔室之间的热传输。

11.根据权利要求10所述的装置，包括设置在各个热腔室之间的挡板，用于限制热腔室之间的热交换。

12.根据权利要求10或11所述的装置，对于多个热腔室中的每个都包括相应的热泵。

13.根据权利要求10或11所述的装置，包括单个振荡气体运动生成器，用于为一个或多个热腔室形成气体运动。

14.根据权利要求10至13的装置，包括一框架，用于容纳所述的多个热腔室中的每个并将所述多个热腔室维持在彼此固定的空间关系。

15.一种硬盘驱动器测试装置，包括根据权利要求1至14任一所述的温度控制装置。

16.一种改变热腔室中硬盘驱动器温度的方法，该方法包括：

在硬盘驱动器和热腔室之间形成非密相流动气体运动，以促进二者之间的有效热传输。

17.一种测试设置在根据权利要求15所述的硬盘驱动器测试装置内的一个或多个硬盘驱动器的方法，该方法包括：

在所述或每个硬盘驱动器和所述或每个相应热腔室之间形成非密相流动气体运动，从而促进所述或每个硬盘驱动器和所述或每个相应热腔室之间的热传输。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中存在多个热腔室，该方法包括：

独立地控制热腔室的温度，从而将所述多个硬盘驱动器中的不同硬盘驱动器控制在相应的不同温度。

19.一种硬盘驱动器的温度控制装置，该装置包括：

用于容纳硬盘驱动器的热腔室，其中当所述硬盘驱动器被容纳在热腔室内时，热腔室和所述硬盘驱动器之间的区域内的非密相流动气体运动使得热腔室和所述硬盘驱动器之间能够进行热传输。

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