CN103380359B - 用于探测泄漏的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于探测比如地板或设备机柜底部的表面上的泄漏的系统，所述系统包括：声波发生器，其被配置成产生声波；管状物，其具有耦合到声波发生器的第一端、与第一端相对的第二端、和在管状物上形成的多个开孔；以及声波接收器，其被耦合到管状物的第二端。所述声波接收器被配置成探测由声波发生器产生并通过管状物传播的声波。之所以这样布置是使得当液体通过管状物上的多个开孔进入管状物时，声波被阻挡而不能被声波接收器探测到，从而指示表面上的液体泄漏。

Description

用于探测泄漏的系统和方法

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及探测系统，并且更具体地，涉及用于探测可能损坏电子设备的液体泄漏的系统和方法。

背景技术

用来安放电子设备(比如数据处理设备、网络设备和电信设备)的设备外罩或机架已经被使用了很多年了。这样的机架通常被用来在大的设备机房和数据中心里容纳和布置电子设备。液体和过多的湿气能导致对数据中心里设置的电子设备、以及数据中心基础设施不可估量的损坏。为了探测通常在特定机架或数据中心里的泄漏或冷凝物，工业中主要使用的有两种系统。一种系统是点状探测系统，在该系统中使用两个或多个电子探测器来测量由表面上的液体(例如，水)引起的某种程度的传导。使用点状探测，能覆盖很小的区域。另一种系统是绳状探测系统，在该系统中设置在绳状物上的绞合式导体测量传导。使用绳状探测，可以监测较大的区域。和绳状探测有关的一个问题是，系统会很昂贵且易受腐蚀，这些能通过应用控制技术而得到缓和。此外，电路阻抗可能影响，例如，受水影响的绞合导体之间的传导的响应时间。

发明内容

本公开的一个方面针对用于探测比如地板或设备机柜底部的表面上的泄漏的系统。在一个实施方式中,所述系统包括：声波发生器，其被配置成产生声波；管状物，其具有耦合到声波发生器的第一端、与第一端相对的第二端、和在管状物上形成的多个开孔；以及声波接收器，其被耦合到管状物的第二端。所述声波接收器被配置成探测由声波发生器产生并通过管状物传播的声波。之所以这样布置是使得当液体通过管状物上的多个开孔进入管状物时，声波被阻挡而不能被声波接收器探测到，从而指示表面上的液体泄漏。

系统的实施方式还包括耦合到声波发生器的设备。所述设备被配置成产生第一信号，并且声波发生器被配置成产生声波以响应从该设备接收第一信号。在某些实施方式中，所述设备是波形发生器，声波发生器是扬声器，并且声波接收器是传声器。声波接收器被配置成产生对应所述声波的第二信号。系统还包括耦合到声波接收器的指示设备。该指示设备被配置成指示探测到的泄漏。在另一个实施方式中，系统还包括耦合到声波发生器和声波接收器的控制器。该控制器被配置成探测当液体通过管状物上的多个开孔进入管状物时的液体泄漏。

本公开的另一个方面针对探测表面上的液体泄漏的方法，所述方法包括：在表面上布置一个管状物，其具有第一端、与第一端相对的第二端、和在其上形成的多个开孔；从管状物的第一端产生通过管状物的声波；以及从管状物的第二端探测声波。当液体通过管状物上的多个开孔进入管状物时，声波被阻挡而不能被探测到，从而指示表面上的液体泄漏。

所述方法的实施方式包括产生第一信号，其中声波的产生是对接收到第一信号的响应。第一信号由波形发生器产生。所述方法还包括产生对应声波的第二信号和在指示设备上指示第二信号。第二信号由传声器产生。声波由扬声器产生并且被传声器探测。所述方法还包括指示探测到的泄漏。

本公开的另外一个方面针对用于探测表面上的液体泄漏的系统。在一个实施方式中，所述系统包括管状物，其具有第一端、与第一端相对的第二端、和在管状物上形成的多个开孔。所述系统还包括耦合到管状物第一端的用于产生声波的装置，以及耦合到管状物第二端的用于探测声波的装置。

在一个实施方式中，所述系统还包括用于指示探测到的泄漏的装置。

更多其他的方面、实施方式、以及这些示范性的方面和实施方式的优点，在下面被详细讨论。在此公开的任何一个实施方式可以和任何一个其他的实施方式，以与在此公开的对象、目标、和需求中的至少一个相一致的方式相结合，并且所提到的“实施方式”、“一些实施方式”、“一种可选的实施方式”、“各种实施方式”、“一个实施方式”或类似说法不一定相互排斥，并且旨在表示所描述的与实施方式有关的特定的特征、结构或特性可以被包含在至少一个实施方式中。这里出现的这些术语不一定全都涉及同一个实施方式。附图被包含进来，以提供对各个方面和各个实施方式的说明和进一步理解，其被包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。这些附图和说明书的其余部分一起，用于解释所描述和要求权利的方面和实施方式的原理和操作。

附图说明

至少一个实施方式的各个方面在下面参照附图进行了讨论，这些附图并不是旨在按比例绘制。那些图、详细描述或任何权利要求中的技术特征遵从有参考标记，这些参考标记被包含进来的唯一目的是为了增强这些图、详细描述、以及权利要求的可理解性。因此，参考标记的有或无都不是旨在对任何权利要求组成部分的范围具有任何的限制效果。在这些图中，在各个图中示出的每个相同或接近相同的部件用相同的数字表示。为了清楚的目的，可能不是在每个图中标出了每个部件。这些图的提供是出于说明和解释的目的，并且不是旨在作为对发明限制的定义。在图中：

图1是本公开的一个实施方式中的泄漏探测系统的示意图；以及

图2是表示通过管状物的声波不受管状物里的液体影响的图；以及

图3是表示通过管状物的声波受到管状物内部液体影响的图。

具体实施方式

需要了解的是，在此讨论的系统和方法的实施方式不在应用中被限制于在下面的描述中阐述的或在附图中说明的部件的构建和布置的细节。这些方法和装置能够以其他的实施方式实现，并且能够以各种方法被实践或执行。在此提供的具体实现的例子仅用于说明目的并且并不是旨在限制。特别是，所讨论的和任何一个或多个实施方式有关的步骤、元素、和特征不是旨在将其排除在任何其他实施方式中的相似作用之外。

并且，在此使用的措辞和术语是出于描述目的，且不能被视为限制。在此单数引用的所述系统和方法的实施方式、或元素、或步骤的任何引用，可能还包括包含多个这些元素的实施方式，并且在此对任何一个实施方式、或一个元素、或一个步骤的任何复数形式的引用可能也包括仅包含一个元素的实施方式。单数或复数形式的引用不是旨在限制目前公开的系统或方法、它们的部件、它们的步骤或它们的元素。在此使用的“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”及其变体意指涵盖了其后列出的项及其等价项以及额外的项。对“或”的引用可以被解释成包含，以致于使用“或”描述的任何名词可以表示所述词语中的单独一个、所述名词中的多于一个、以及所述名词的全部之中的任何一种。对前和后、左和右、顶和底、上和下、以及垂直和水平的任何引用都是旨在描述的方便，而不是将本系统和方法或它们的部件限制在任何一个位置或空间方位。

本公开的至少一个实施方式针对用于电子设备，这些电子设备被安放在数据中心的设备外罩或设备机架中。如在此使用的，“外罩”和“机架”被用来描述被设计成用于支撑电子设备的装置。数据中心通常是很大的房间，在某些例子中，其被设计成安放在数据中心内成排布置的成百上千的电子设备机架。数据中心里配备的冷却设备用来处理由电子设备产生的热空气。在运行期间，冷却设备产生来自数据中心环境内部的湿气和冷凝物，这些产生的湿气和冷凝物可能是过量的。此外，某个冷却设备耦合到致冷剂分配单元或耦合到冷却器，以协助这些冷却设备的运行。来自这些单元和冷却器之间的连接或冷凝管的泄漏也可能在数据中心内产生液体。

系统可以被配备为用来探测特定设备机架内或数据中心地板上的液体泄漏。在一个实施方式中，系统包括波形发生器，其被配置成产生信号，该信号在此被称为第一信号。系统还包括超声波扬声器，其通过电子手段耦合到波形发生器。该超声波扬声器被配置成响应于接收到来自波形发生器的第一信号产生声波。一个管状物由该管状物的一端连接到所述超声波扬声器。在某一个实施方式中，管状物有沿着其长度形成的多个开孔。这种布置是为了使液体，例如，水或像乙二醇那样的致冷剂液体，在管状物被置于地板上需要的位置时能进入该管状物。管状物的第二的相对端连接到超声波传声器，该超声波传声器被配置成探测由超声波扬声器产生并通过管状物传播的声波。超声波传声器被配置成产生对应于声波的信号，该信号在此被称为第二信号。第二信号能够在指示设备上被表示或以其它方式指示，该指示设备被连接到超声波传声器。在运行期间，当液体进入管状物时，通过该管状物传播的声波被阻挡而不能被声波接收器探测到，从而在当液体通过管状物的多个开孔进入该管状物时，在指示设备上指示该表面上的液体泄漏。

参照图1，用于探测泄漏的系统通常由10来表示。如图所示，系统10被设计成探测表面12上的液体(例如，水)，表面12例如是数据中心的地板或设备机架的底部表面。系统10能被放置在可能需要液体或水探测的任何位置。例如，除了被用于电子设备环境中以外，系统10还能被用于任何商业环境、工业环境、或住宅环境。能够探测液体泄漏的系统的提供，能够在液体或水对这些设备造成损坏时避免相当大的开支和不便。

如图所示，系统10包括能够产生和探测声波的多个部件，其通过中空管状物14设置，该中空管状物14设置在表面12上。在一个实施方式中，管状物14包括多个开孔，每一个开孔都用16表示，并在管状物上沿着其长度形成，以便该管状物被置于液体中时，液体通过这些开孔进入该管状物。管状物14能被放置在地板(或其他需要的表面)上，以便管状物的平放并且将因此在液体进入该管状物时能够可靠地探测液体泄漏。在一个实施方式中，管状物14由便于使该管状物很容易地平放在地板12上且使开孔16朝向需要的方向的材料制成。在另一个实施方式中，如果需要，管状物14可以用合适的紧固件(未示出)，比如塑料夹子，固定在地板12上。可选择地，管状物14可以用胶黏剂或用附着在邻近地板的其他部件上的拉链结固定在地板12上。如图1中所示，在管状物14上形成的开孔16通常上面朝上，但是这些开孔能被放置成面向地板或侧面。管状物14能用任何合适的半透明材料制成，以便于人们能直观地识别管状物内的液体。

系统10的部件包括能够产生电子信号的设备18、能够产生声波的声波发生器20、能够探测声波的声波接收器22、以及能够指示或以其它方式表示声波的指示设备24。在一个实施方式中，指示设备是能够显示声波的显示器。在另一个实施方式中，指示设备是向电子设备操作人员发出液体泄漏报警的警报器或信号器。设备18通过两根导线连接到声波发生器，每一根都用26表示。声波发生器20被连接到管状物14的一端，以便由该声波发生器产生的声波通过管状物传播。声波接收器22被连接到管状物14的另一端。这样布置是为了使得由声波发生器20产生的声波通过管状物14传播并且被声波接收器22接收或以其它方式被探测到。当管状物14中只有空气存在时，声波不受阻碍地通过管状物传播到声波接收器22。然而，当管状物14中有液体存在时，声波被液体阻挡并且因此不能被声波接收器22探测出来。声波接收器22通过两根导线(每一根都用28表示)连接到指示设备24，该指示设备能够将声波接收器22探测到的声波在屏幕30指示或再现在屏幕30上。

在一个实施方式中，设备18是波形发生器，其被配置成产生信号，该信号在此被称为第一信号。波形发生器18是产生简单重复波形的设备。在一些模型中，波形发生器18可以包括电子振荡器和能够产生重复波形的电路。在其他模型中，波形发生器18产生数字信号来合成波形，随后的数模转换器用来产生模拟输出。一种常用的波形是正弦波；然而，也可以产生其他的波形，比如锯齿波、阶梯波、方波和三角波。刻度盘32被配备在波形发生器18上，用来控制第一信号的幅度和频率。在一个实施方式中，所选择的频率应该匹配声波发生器20和声波接收器22在特定工作范围(比如，40.0千赫兹的超声波)之内的最优运行。

在一个实施方式中，声波发生器20是通过导线26以电子手段耦合到波形发生器18的超声波扬声器。超声波扬声器20被配置成响应于接收到来自波形发生器18的第一信号而产生超声波。声波接收器22是超声波传声器，其通过导线28以电子手段耦合到指示设备24。超声波传声器22被配置成探测超声波，该超声波由超声波扬声器20产生并通过管状物14传播。配备的机座34用来支撑超声波扬声器20和超声波传声器22。机座34被配置成附接到管状物14的一端，以便获得超声波扬声器20和管状物之间的连接。同样地，机座34还被配置成附接到管状物14的相对端，以便获得超声波传声器22和管状物之间的连接。超声波传声器22被配置成产生对应所述声波的信号，该信号在此被称为第二信号。第二信号能在连接到超声波传声器22的显示器24的屏幕30上显示。

在运行时，当液体在具有管状物14的表面12上时，通过管状物传播的声波在液体通过管状物上的多个开孔16进入管状物时被阻挡，而不能被超声波传声器22探测到。如将在下面描述的，显示器24在屏幕30上指示液体泄漏。

如上面讨论的，由超声波传声器22产生的第二信号通过导线28传播，所配备的导线28用来将超声波传声器22连接到显示器24。第二信号表示被超声波传声器22探测到的声波。在一个实施方式中，显示器24是带有屏幕30的示波器，其可以再现接收到的声波。示波器(也被称为观测仪器)是一种电子测试仪器，其允许观察不断变化的信号电压，通常将被观察的信号显示在二维图形上。示波器通常用于观察电信号的准确波形，在这个特殊的应用中示波器是用于观察再现的声波。如上面提到的，在其他实施方式中，显示器24可以是向操作人员发出泄漏报警的监测器或警报器的形式。

在运行期间，系统10被放置在需要在其中进行液体探测的位置之内。当没有液体或过量的湿气存在时，则由超声波扬声器产生的声波不受阻碍地通过管状物传播，因此它们被超声波传声器探测到。超声波传声器产生对应声波的第二信号，该信号被显示在示波器上。图2是由示波器在其屏幕上产生的图形的视图，所述图形表示通过管状物传播的声波没有受到管状物内的液体的阻挡或被以其它方式阻碍。然而，当液体进入管状物时，声波被阻挡并且因此不能被超声波传声器探测到。图3是由示波器在其屏幕上产生的图形的视图，所述图形表示没有声波通过管状物传播。在图3中，声波被管状物中的液体阻挡。声波接收器能够识别由于液体进入管状物引起的声波的变化。因此，虽然声波可能能够被探测到，但是系统10可以被配置成识别声波的变化从而指示液体在管状物中并且存在潜在的液体泄漏。

在一个特殊的实施方式中，系统10可能包括连接到声波发生器20和声波接收器22以控制系统运行的控制器36。控制器36可以是系统10专用的，或者可以被配备成主控制器的一部分，所述主控制器被配置成控制数据中心或数据中心配备的设备机架状况。控制器36可以耦合到系统10的其他部件，比如波形发生器18、而且指示设备24也一样。

因此，应该观察到的是，探测表面上的液体泄漏的方法可以包括：在表面上布置管状物；从管状物的第一端产生通过管状物的声波；以及，从管状物的第二端探测声波。这种布置是使得当液体通过管状物上的多个开孔进入管状物时，声波被阻挡而不能被探测到，从而来指示表面上的液体泄漏。所述方法还包括产生第一信号，其中声波的产生是响应于接收到第一信号；和/或产生对应探测到的声波的第二信号。所述方法还包括显示探测到的声波和指示探测到的泄漏。

需要了解的是，系统的部件可以被配置成使得系统在其中运行的特殊环境。例如，中空管状物可以是选好的预定长度或可以在现场切割成想要的长度。另外，需要了解的是虽然系统被配置成产生和探测超声波，但是也可以提供其他的声波产生仪器来获得想要的结果。在一些实施方式中，系统部件可以被替换成传感器，以探测液体并把范围内信号转换到监控/警报设备。在其他实施方式中，提供了信令系统。所述信令系统可以是和系统有关的专用设备，或者是用来监控数据中心内的其他设备和系统的装置。所述信令系统可以采用警报器、蜂鸣器或适合用于引起系统操作人员的注意的相似设备的形式。

例如，波形可以用另外的技术产生，比如特别选择地连接到放大器的晶振驱动电路、或由通过仪器软件控制“计时的”较大的仪器中提供的数字信号、或通过对仪器内的另一个可用数字时钟分频获得期望频率的数字时钟信号、或使用系统的音频端口来产生单音信号。此外，所述系统可以包括用于探测房间或数据中心内的液体泄漏的多个管状物。除了在此描述的波形产生方法之外，对声波或声信号的探测可以通过频率可调谐的放大信号电平探测器来完成，所述探测器仅仅输出两状态标志；或者可以通过由适当的软件监控和操纵的模数转换器来完成。

已经如此描述了本公开的至少一个实施方式的几个方面，需要了解的是，各种变化、修改、和改进对本领域的技术人员将是明显的。这些变化、修改、和改进旨在是本公开的一部分，并且旨在落入本公开的精神和范围之内。因此，前面的描述和附图仅仅是示例。

Claims (17)

1.一种用于探测表面上的液体泄漏的系统，所述系统包括：

声波发生器，其被配置成产生声波；

管状物，其具有耦合到所述声波发生器的第一端、与所述第一端相对的第二端、和在所述管状物上形成的多个开孔；

声波接收器，其被耦合到所述管状物的第二端，所述声波接收器被配置成探测由所述声波发生器产生并通过所述管状物传播的声波；以及

控制器，其被耦合到所述声波发生器和所述声波接收器，所述控制器被配置成检测当液体通过所述管状物上的多个开孔进入所述管状物时的泄漏。

2.如权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述声波发生器的设备，所述设备被配置成产生第一信号，并且所述声波发生器被配置成响应于从所述设备接收到第一信号而产生声波。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述设备是波形发生器。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述声波发生器是扬声器。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述声波接收器被配置成产生对应所述声波的第二信号。

6.如权利要求5所述的系统，还包括被配置成指示探测到的泄漏的指示器。

7.如权利要求5所述的系统，其中所述声波接收器是传声器。

8.如权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述声波接收器的指示设备，所述指示设备被配置成指示探测到的泄漏。

9.一种用于探测表面上的液体泄漏的方法，所述方法包括：

在所述表面上布置管状物，所述管状物具有第一端、与所述第一端相对的第二端、和在所述管状物上形成的多个开孔；

从所述管状物的第一端产生通过所述管状物的声波；以及

从所述管状物的第二端探测声波，

其中，当液体通过所述管状物上的多个开孔进入所述管状物时，声波被阻挡而不能被探测到，从而指示在所述表面上的液体泄漏。

10.如权利要求9所述的方法，其中声波由扬声器产生。

11.如权利要求9所述的方法，其中声波被传声器探测。

12.如权利要求9所述的方法，还包括产生第一信号，其中声波的产生是响应于接收到第一信号。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一信号由波形发生器产生。

14.如权利要求12所述的方法，还包括产生对应所述声波的第二信号，并在指示设备上指示所述第二信号。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第二信号由传声器产生。

16.如权利要求9所述的方法，还包括指示探测到的泄漏。

17.一种用于探测表面上的液体泄漏的系统，所述系统包括：

管状物，其具有第一端、与所述第一端相对的第二端、和在所述管状物上形成的多个开孔；

耦合到所述管状物的第一端的用于产生声波的装置；

耦合到所述管状物的第二端的用于探测声波的装置；

耦合到用于产生声波的所述装置和用于探测声波的所述装置的控制装置，所述控制装置被配置成检测当液体通过所述管状物上的多个开孔进入所述管状物时的泄漏；以及

用于指示探测到的泄漏的装置。