用于芯片级液冷散热系统的多尺度支路漏液监测装置

技术领域

本发明属于机房散热技术领域和机房监测领域，尤其适用于一种包含多尺度支路结构的芯片级液冷散热回路装置上。

背景技术

机房散热能耗问题随着机柜密度和计算规模的增加变得越来越显著。现有散热方式主要通过空调及液冷背板来实现，均归属于机房级或机柜级散热模式。为了进一步解决服务器芯片局部热点散热问题，需要开发基于芯片级散热模式的新型机房散热技术。现有技术提出一种用于刀片服务器的液冷散热循环回路装置，该装置包括多尺度供回液循环支路，其中第一分支管与第二分支管之间用快插拔的方式连接，快插拔的方式具有易安装易维护的优点，但也会因接头不牢固或老化进而产生漏液的风险，因此各个快插拔接头处存在漏液定位监测的需求。

漏液定位检测方法根据检漏原理分为接触式和非接触式。非接触式通过监测装置探测气体或液体介质的挥发来判断介质是否泄漏，该方法具有监测面积大、布置简便、反应灵敏与成本低的特点，但无法精确定位泄漏位置。接触式通常分为点式与线式监测方法，点式监测方法通过将多个离散分布式的小型检测器提前布置在泄漏风险点，如结构薄弱部位或连接部位，再用信号线并行连接至监测终端，该方法具有准确性高、稳定可靠的优点，但当泄漏薄弱点较多时需要布置大量的检测器，使用成本显著提高。线式监测通过合理布置漏液检测绳实现对某一片区域或管道的监测，漏液检测绳成本低、反应较为灵敏，信号传输距离远，可针对需要监测的区域范围进行灵活布置，尤其适用于长距离输水输油管道的漏液监测。

漏液检测绳通常采用二芯(不定位)或四芯(定位)信号线固定在中心骨架的制造方式，中心骨架起到保护信号线不被拉扯并将信号线分隔绝缘的作用，当被检测液体滴在漏液检测绳上，会使分隔的信号线之间产生短路，从而改变电流或电阻，传递到监测终端发出漏液的信号。

目前针对基于芯片级的液冷散热回路装置的漏液监测需求，由于传统的漏液检测绳直径较大，无法合理布置在紧凑狭小空间中，因此需要针对类似含有多级分支，结构紧凑的液冷散热回路装置设计一种简便快捷、美观实用的漏液定位监测装置。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有产品和技术的不足，提供一种用于芯片级液冷散热系统的多尺度支路漏液监测方法及装置，填补芯片级机房散热系统监测领域的空白，提高系统安全性，减少漏液安全隐患。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于芯片级液冷散热系统的多尺度支路漏液监测装置，其中液冷散热系统具有循环回路装置，包括供液总管、回液总管、第一分支供液管、第一分支回液管、第二分支供液管、第二分支回液管、热管单元和快插拔接头，所述多尺度支路漏液监测装置包括：

漏液监测器、漏液检测芯线组和漏液检测芯线末端，所述漏液监测器是漏液检测芯线组的起始端，所述漏液检测芯线组从供液总管的最下端开始循环往上贴合盘绕在液冷散热系统的循环回路装置上，每一个循环依次经过第一分支供液管、回液总管、第一分支回液管、供液总管，最终到达所述漏液检测芯线末端结束。

进一步地，所述漏液检测芯线组包括无中心骨架的具有定位功能的四芯信号线，四芯信号线包括两根绝缘导线和两根非绝缘导线。

进一步地，所述漏液检测芯线组的绝缘导线与非绝缘导线成“一”字间隔紧密排列，其中两根非绝缘导线全程互不接触。

进一步地，两根绝缘导线和两根非绝缘导线并排接触贴合在供液总管和回液总管的侧壁以及第一分支供液管和第一分支回液管的底壁。

进一步地，所述漏液检测芯线末端将一根绝缘导线和一根非绝缘导线的末端相接构成一个回路，两根绝缘导线和两根非绝缘导线共构成两个回路。

进一步地，所述漏液监测器根据液体泄漏导致两根非绝缘导线短接产生的电阻或电流信号变化发出漏液报警，根据电阻或电流变化值判断液体泄漏点沿着漏液检测芯线组到漏液监测器的距离，确定液体泄漏点在循环回路装置上的位置。

进一步地，所述漏液检测芯线组中每一根导线的直径不大于0.8mm，四根导线并排宽度不大于3.2mm。

进一步地，所述漏液检测芯线组在供液总管与第一分支供液管形成的T型分支处在第一分支供液管的起始端缠绕一圈半；所述漏液检测芯线组在回液总管与第一分支回液管形成的T型分支处在第一分支回液管的起始端缠绕一圈半。

进一步地，所述漏液检测芯线末端固定在供液总管的最上端。

进一步地，所述供液总管、回液总管、第一分支供液管和第一分支回液管表面涂上具有绝缘涂层。

本发明具有以下优点：

漏液检测芯线组贴壁布线的方式简洁美观不占空间易于实现，也不会影响液冷散热循环回路装置本身的安装维护性。

本发明能够实现对液冷散热回路装置的定位监测功能，不受监测对象数量和空间范围的约束，可针对多尺度支路等各种复杂结构灵活布置。

在不同尺度支路相接处，漏液检测芯线组通过螺旋缠绕提高固定牢靠性，减轻了由于芯线组拐弯带来的受力影响，改善过渡平顺性。

漏液检测芯线组无中心骨架，体积大幅减小，可以简便快捷地布置在紧凑狭小空间里，扩大了线式监测方法的适用范围。

绝缘导线与非绝缘导线间隔紧密排列的方式可避免因非绝缘导线意外相触导致的错误报警，同时尽可能减小了非绝缘导线的间距，提高探测灵敏度，可以监测液体微漏(小于1mg)等情形。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本发明实施例的用于芯片级液冷散热系统的多尺度支路漏液监测方法及装置整体结构示意图。

图2是本发明实施例中漏液检测芯线组布线排列方式示意图。

附图标记：

漏液监测器1，漏液检测芯线组2，漏液检测芯线末端3，供液总管4，回液总管5，第一分支供液管6，第一分支回液管7，第二分支供液管8，第二分支回液管9，热管单元10，快插拔接头11，绝缘导线12，非绝缘导线13。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。

参照图1，本实施例的用于芯片级液冷散热系统的多尺度支路漏液监测装置，其中在液冷散热系统中，液冷散热循环回路装置包括：供液总管4、回液总管5、第一分支供液管6、第一分支回液管7、第二分支供液管8、第二分支回液管9、热管单元10和快插拔接头11。

具体地，多尺度支路漏液监测装置包括：漏液监测器1，漏液检测芯线组2，漏液检测芯线末端3。漏液监测器1是漏液检测芯线组2的起始端，所述漏液检测芯线组2从供液总管4的最下端开始循环往上贴合盘绕在液冷散热系统的循环回路装置上，每一个循环依次经过第一分支供液管6、回液总管5、第一分支回液管7、供液总管4，最终到达所述漏液检测芯线末端3结束。

供液总管4和回液总管5归为总支管，第一分支供液管6和第一分支回液管7归为第一分支管，第二分支供液管8和第二分支回液管9归为第二分支管。总支管、第一分支管和第二分支管构成液冷散热循环回路装置的不同尺度支路。

以发明人所在团队申请的“一种用于刀片服务器的液冷散热循环回路装置”为例进行说明，该装置总支管直径为DN25，第一分支管直径为DN16或DN12，第二分支管直径为DN8，而传统漏液检测绳直径通常大于10mm，与第一分支管和第二分支管尺寸相当，对布线空间要求较高，也极大影响美观度，所以需采用占用空间更小的漏液检测线布置方法解决问题。

在本实施例中，液冷散热系统的漏液监测方法及装置整体结构各组成部分关系如下：所述漏液监测器1是漏液检测芯线组2的起始端，漏液检测芯线末端3是漏液检测芯线组2的结束端。

快插拔接头11位于过第一分支管中心轴线的水平面上，与第一分支管中心轴线垂直并指向服务器。快插拔接头11作为第一分支供液管6和第二分支供液管8的连接点，也作为第一分支回液管7和第二分支回液管9的连接点。

漏液检测芯线组2从供液总管4最下端开始循环往上贴合盘绕在液冷散热循环回路装置上，每一个循环依次经过第一分支供液管6、回液总管5、第一分支回液管7、供液总管4，最终到达漏液检测芯线末端3结束。所述漏液检测芯线末端3固定在供液总管4的最上端。

在本实施例中，漏液监测装置的布线方式如下：

所述漏液检测芯线组2在供液总管4与第一分支供液管6形成的T型分支处在第一分支供液管6起始端缠绕一圈半；

所述漏液检测芯线组2在回液总管5与第一分支回液管7形成的T型分支处在第一分支回液管7起始端缠绕一圈半；

所述漏液检测芯线组2在第一分支供液管6末端直接跨越至回液总管5；

所述漏液检测芯线组2在第一分支回液管7末端直接跨越至供液总管4；

所述漏液检测芯线组2接触贴合在供液总管4和回液总管5的侧壁以及第一分支供液管6和第一分支回液管7的底壁。

当液冷散热回路装置中供液总管4和回液总管5分别与第一分支管的连接处、某个快插接头11有微泄漏产生时，液体受重力影响沿总支管侧壁流下或流向第一分支管底壁，被贴合在总支管侧壁和第一分支管底壁的漏液检测芯线组2感知并向漏液监测器1发出电流变化信号，漏液监测器1就会有报警提示，并显示具体泄漏位置。

在本实施例中，如图2所示，所述漏液检测芯线组2采用无中心骨架的具有定位功能的四芯信号线，四芯信号线包括两根绝缘导线12和两根非绝缘导线13。

漏液检测芯线组2的芯线排列方式为绝缘导线12与非绝缘导线13成“一”字间隔紧密排列，其中两根非绝缘导线13全程互不接触，并按此规律将四根导线并排接触贴合在供液总管4和回液总管5的侧壁以及第一分支供液管6和第一分支回液管7的底壁，固定方式为每隔一段距离使用胶带或扎带捆绑。

应用在发明者所在团队申请的“一种用于刀片服务器的液冷散热循环回路装置”上的漏液检测芯线组2每一根导线通常直径为0.8mm，四根导线并排宽度为3.2mm，远小于传统漏液检测绳10mm以上的直径。

所述漏液检测芯线末端3将一根绝缘导线12和一根非绝缘导线13末端相接构成一个回路，四根导线两两一组总共构成两个回路，并在两组导线的相接末端做分隔绝缘处理。

所述漏液监测器1根据液体泄漏导致两根非绝缘导线13短接产生的电阻或电流信号变化发出漏液报警，根据电阻或电流变化值判断液体泄漏点沿着漏液检测芯线组2到漏液监测器1的距离，并通过某种线性代数关系转换显示为液体泄漏点在液冷散热循环回路装置上的位置。

当所述总支管和第一分支管是金属材料时，需在管壁外表面与漏液检测芯线组2接触的部位做绝缘漆处理。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。