數(shù)據(jù)中心里的光纖測(cè)溫技術(shù)
數(shù)據(jù)中心對(duì)溫度要求很高,要全年365天恒溫。但是,實(shí)際上在數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)部,不同位置的溫度是有差別的,如果通風(fēng)不好,雖然在同一個(gè)數(shù)據(jù)中心里溫度也可以相差好幾度,這樣局部位置的溫度比較高,長(zhǎng)期處于這個(gè)位置的設(shè)備就會(huì)受到影響,甚至?xí)铀僭O(shè)備的運(yùn)行老化,所以一般在數(shù)據(jù)中心里會(huì)部署一些溫度傳感器,對(duì)數(shù)據(jù)中心的局部溫度進(jìn)行監(jiān)控,使用方式有熱電阻傳感器、熱電偶傳感器、特殊的半導(dǎo)體傳感器等,不過這種方式單點(diǎn)測(cè)量范圍小、布線復(fù)雜、容易損壞、維護(hù)工作量又大,往往一個(gè)通道內(nèi)只設(shè)1~2個(gè)溫度采集點(diǎn),采集點(diǎn)數(shù)量太少,無法檢測(cè)到各個(gè)機(jī)柜的進(jìn)出風(fēng)溫度,較難監(jiān)測(cè)到機(jī)房?jī)?nèi)的局部熱點(diǎn)或局部過冷點(diǎn),實(shí)際在使用中效果并不是很好,不能完全反映出機(jī)房?jī)?nèi)部所有的局部點(diǎn)真實(shí)溫度。如果這些采集的溫度數(shù)據(jù)是不精確的,甚至還有很多遺漏的局部點(diǎn),就不能為數(shù)據(jù)中心節(jié)能優(yōu)化提供有意義的數(shù)據(jù),為空調(diào)精確送風(fēng)提供參考,甚至不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部過溫點(diǎn),存在嚴(yán)重的安全隱患。
如何解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)的問題?光纖測(cè)溫技術(shù)提供了可能。光纖測(cè)溫技術(shù)是近年才發(fā)展起來的新技術(shù),并已逐漸顯露出某些優(yōu)異特性。其使用的光纜既是傳輸介質(zhì),又是傳感單元。光源發(fā)出的脈沖經(jīng)波分復(fù)用器后沿光纜傳輸,傳輸過程中與光纖分子相同作用,產(chǎn)生自發(fā)拉曼散射光,其中斯托克斯光對(duì)溫度不敏感,而反斯托克斯光對(duì)溫度敏感,兩散射光經(jīng)波分復(fù)用器分離后由高靈敏度的探測(cè)器探測(cè)。由于光纜不同位置處產(chǎn)生的拉曼散射信號(hào)傳輸?shù)教綔y(cè)器的時(shí)間不同,通過探測(cè)信號(hào)返回時(shí)間即可確定拉曼散射發(fā)生的位置,結(jié)合高速信號(hào)采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù),可以準(zhǔn)確、快速地獲得整根光纜上任意一點(diǎn)的溫度信息。這種技術(shù)已經(jīng)廣泛用于電力、石化、隧道、建筑等領(lǐng)域,由于光纖測(cè)溫空間分辨率、溫度精度、測(cè)量范圍和測(cè)量時(shí)間均相差較大,所以在對(duì)精度要求較高的數(shù)據(jù)中心少有應(yīng)用。隨著近些年光纖測(cè)溫技術(shù)的提升,為光纖測(cè)溫進(jìn)入數(shù)據(jù)中心提供了可能。在數(shù)據(jù)中心里,使用單根光纖實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)、信號(hào)傳輸,綜合利用光纖拉曼散射效應(yīng)和光時(shí)域反射測(cè)量技術(shù)來實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線空間溫度分布情況,可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意指定測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)精確的溫度信息采集。
相比數(shù)據(jù)中心里傳統(tǒng)的溫度監(jiān)控系統(tǒng),光纖測(cè)溫有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先是在數(shù)據(jù)中心,光纖鋪設(shè)已經(jīng)遍及整個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部,只要有設(shè)備、業(yè)務(wù)流量的地方,就有光纖,100%覆蓋監(jiān)測(cè)區(qū)域,無測(cè)量盲區(qū)。其次是由于光纖傳感器對(duì)溫度信息采用波長(zhǎng)編碼,使得整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)不再受光源功率波動(dòng)和光纖彎曲等因素影響,可靠性高。并且光纖傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,不占用空間。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)器一般掛在頂棚上,與設(shè)備區(qū)仍有一定的距離,監(jiān)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,對(duì)于局部溫度亦不敏感,如果放置到機(jī)框附近,就要占用大量的空間,有時(shí)這種方式根本無法實(shí)施,所以傳統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)器都安裝在頂棚上。第三是光纖測(cè)溫抗電磁干擾,抗腐蝕、防爆,能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作,光纖外表有一層厚厚的保護(hù)膜,而不像傳統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)器要靠探頭來完成溫度監(jiān)測(cè)。光纖測(cè)溫絕緣性能也好,適合安裝在高低壓配電設(shè)備里。最后是光纖測(cè)溫靈敏,實(shí)時(shí),通過監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)將光纖沿路的溫度顯示出來,畫出溫度分布圖,直觀有效。通過溫度圖一眼就可以看出哪里的溫度偏高,當(dāng)溫度超過閾值時(shí),及時(shí)提供報(bào)警信息并準(zhǔn)確定位報(bào)警位置,將報(bào)警信息直接反饋給數(shù)據(jù)中心監(jiān)控人員。正是有了這些優(yōu)點(diǎn),才使得光纖測(cè)溫技術(shù)在數(shù)據(jù)中心部署成為了可能。
通過光纖測(cè)溫可以很好地掌握整個(gè)數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)溫度分布圖,這給我們進(jìn)行綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè),提高了參考數(shù)據(jù)。使用光纖測(cè)溫技術(shù),可以使空調(diào)系統(tǒng)處于最佳節(jié)能狀態(tài),并消除內(nèi)部局部熱點(diǎn)問題;使用光纖測(cè)溫可靠性強(qiáng),運(yùn)營穩(wěn)定,施工安裝還簡(jiǎn)單;使用光纖測(cè)溫提升了數(shù)據(jù)中心可維護(hù)性和管理水平等等,這些都可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省出一大批資金,降低數(shù)據(jù)中心的使用能耗,一個(gè)小小的光纖測(cè)溫起到的作用可不小。雖然光纖測(cè)溫有這么多的好處,不過在實(shí)際中,尤其在國內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)房里應(yīng)用很少,仍處于初步發(fā)展階段。在國外光纖測(cè)溫已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)應(yīng)用。這主要是國內(nèi)的光纖測(cè)溫技術(shù)精度不夠,而采用國外技術(shù)產(chǎn)品價(jià)格又太高,在安裝的時(shí)候空調(diào)反饋控制接口也比較復(fù)雜,需要有專業(yè)人員安裝以及后期維護(hù),對(duì)技術(shù)要求比較高,這就使得國內(nèi)數(shù)據(jù)中心里基本看不到光纖測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)然光纖只是在有設(shè)備互連的地方才有部署,在距離機(jī)柜比較遠(yuǎn)的地方,還是無法覆蓋到,這些地方雖然發(fā)熱高的可能性不高,但以防萬一,最好還是要有溫度監(jiān)控。所以如果可能,在一個(gè)數(shù)據(jù)中心里,最好采用傳統(tǒng)溫度監(jiān)控和光纖測(cè)溫兩者結(jié)合起來使用,在光纖部署沒有觸及的地方可以安裝一些溫度監(jiān)控探頭,將溫度信息采集到,這樣可以獲知數(shù)據(jù)中心內(nèi)部所有地方的溫度,以便對(duì)整體的溫度進(jìn)行監(jiān)控。
隨著人們對(duì)建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的呼聲愈來愈高,光纖測(cè)溫作為溫度監(jiān)控的一種全新應(yīng)用模式,為提升數(shù)據(jù)中心安全與節(jié)能提供了有效的技術(shù)支撐,為建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心提供大量的分析數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)中心里,光纖測(cè)溫技術(shù)必將獲得更多的重視與發(fā)展。
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