CN112240798A - 液位传感模块、非暂时性计算机可读介质及设备机壳 - Google Patents

液位传感模块、非暂时性计算机可读介质及设备机壳 Download PDF

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CN112240798A CN202010689005.5A CN202010689005A CN112240798A CN 112240798 A CN112240798 A CN 112240798A CN 202010689005 A CN202010689005 A CN 202010689005A CN 112240798 A CN112240798 A CN 112240798A
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Abstract

本发明提供一种液位传感模块、非暂时性计算机可读介质及设备机壳。所述液位传感模块具有容纳一电子设备的一设备机壳。所述液位传感模块包括一液位传感器及一控制器，所述控制器耦合至所述液位传感器且被配置用以：接收来自所述液位传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一高度的一信号；接收来自一泵控制器且指示提供给所述设备机壳的介电液的一体积的一信号；及根据来自所述液位传感器的所述信号以及所述泵控制器的所述信号，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图。本发明能够克服现有技术的至少一缺点。

Description

液位传感模块、非暂时性计算机可读介质及设备机壳
技术领域
本发明的实施例总体上涉及液体浸没的电子设备，更具体地，涉及监视设备浸没在其中的液体的体积。
背景技术e
许多电子设备在操作过程中会产生热量，因此需要一种冷却方法来防止电子设备过热。一种方法是液浸冷却(liquid immersion cooling)，涉及将电子设备浸没在非导电介电液中。典型的液浸冷却方法包括使介电液循环通过容纳电子设备的设备机壳和热交换器，以传递从所述电子设备产生的热量。所述电子设备产生的热量通过介电液的传递可以使电子设备保持安全的工作温度。
发明内容
本发明的至少一个方面涉及一种液位传感模块，用于与一液浸冷却系统一起使用，所述液位传感模块具有容纳一电子设备的一设备机壳，其中所述液位传感模块包括一液位传感器及一控制器，所述控制器耦合至所述液位传感器且被配置用以：接收来自所述液位传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一高度的一信号；接收来自一泵控制器且指示提供给所述设备机壳的介电液的一体积的一信号；及根据来自所述液位传感器的所述信号以及所述泵控制器的所述信号，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图。
在一实施例中，所述液位传感模块包括一安装支架，所述安装支架耦合至所述控制器及所述液位传感器，而且被配置用以安装至所述设备机壳上。在某些实施例中，所述控制器被配置用以基于来自所述液位传感器的所述信号选择性地发送介电液损耗的一警报。
在一些实施例中，所述控制器被配置用以接收来自一温度传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一温度的一信号。在某些实施例中，所述控制器被配置用以使用所述介电液的一温度来确定在所述设备机壳中的介电液的质量。在各种实施例中，所述控制器还被配置用以基于所述介电液的一温度来更新所述介电液体积图，以补偿介电液膨胀或收缩中的至少一种。
本发明的另一方面涉及一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令的序列，用于监控一液浸冷却系统中的介电液的体积，所述液浸冷却系统具有容纳一电子设备的一设备机壳，所述计算机可执行指令的序列，包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：发送至少一第一命令，将一第一体积的介电液传输至所述设备机壳中，并且测量所述设备机壳内的介电液的一第一高度；发送至少一第二命令，将一第二体积的介电液传输至所述设备机壳中，并且测量所述设备机壳内的介电液的一第二高度；基于所述第一体积及所述第二体积、测量的所述第一高度及所述第二高度，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图；测量在所述设备机壳内的一总介电液高度；及根据所述总介电液高度以及所述介电液体积图的一比较，选择性地发送介电液损耗的一警报。
在一实施例中，所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：通过确定与所述第一体积及所述第二体积的介电液的传输对应的增量高度液位，来产生所述介电液体积图。在某些实施例中，所述第一体积以及所述第二体积的所述介电液分别占用在所述设备机壳内的一第一区域及一第二区域。在各种实施例中，所述增量高度液位对应于所述第一区域及所述第二区域中的介电液位移的液位。
在一些实施例中，所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：根据所述总介电液高度以及所述介电液体积图的所述比较，识别所述第一区域及第二区域中哪些区域受到介电液损耗的影响。在某些实施例中，所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：若介电液损耗影响所述第一区域，则发送介电液损耗的警报。在各种实施例中，所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：测量所述设备机壳中的介电液的一温度。在一些实施例中，所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：使用所述介电液的温度确定所述设备机壳中的介电液的质量。
本发明的另一方面涉及一种设备机壳，用于使用在一液浸冷却系统中，所述设备机壳包括一电子设备及一液位传感模块，所述液位传感模块包括一液位传感器及耦合至所述液位传感器的一控制器，所述控制器配置为：接收来自所述液位传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一高度的一信号；接收来自一泵控制器且指示提供给所述设备机壳的介电液的一体积的一信号；及根据来自所述液位传感器的所述信号以及所述泵控制器的所述信号，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图。
在一实施例中，所述设备机壳还包括一安装支架，所述安装支架耦合至所述液位传感模块。在一些实施例中，所述控制器被配置用以基于来自所述液位传感器的所述信号选择性地发送介电液损耗的一警报。在某些实施例中，所述控制器被配置用以接收来自一温度传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一温度的一信号。在各种实施例中，所述控制器被配置用以使用所述介电液的一温度来确定在所述设备机壳中的介电液的质量。在一些实施例中，所述控制器还被配置用以基于所述介电液的一温度来更新所述介电液体积图，以补偿介电液膨胀及/或收缩。
附图说明
下面参照附图讨论至少一实施例的各个方面，这些附图并非意图按比例绘制。被包含的附图提供对各个方面及实施例的说明和进一步的理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，但是不作为对本发明的限制的定义。附图及说明书的其余部分，用于解释所描述和要求保护的方面和实施例的原理和操作。在附图中，在各个附图中显示的每个相同或几乎相同的组件由相似的数字表示。为了清楚起见，并非每个组件都可以在每个附图中标记。在附图中：
图1A是示例液浸冷却系统的功能框图。
图1B是示例液浸冷却系统的功能框图。
图2是根据一实施例的液浸冷却系统的功能框图。
图3是显示根据一实施例的液位组件的示意图。
图4A是显示根据一实施例的填充有介电液的设备机壳的示意图。
图4B是显示根据一实施例的测量/计算介电液值的示例的数据表。
图4C是显示根据一实施例的设备机壳内的介电液体积的示意图。
图4D是显示根据一实施例的测量/计算介电液值的示例的数据表。
图5是显示根据一实施例用于映射及监视设备机壳内的介电液体积进程的流程图。
图6是显示根据一实施例用于映射和监视设备机壳内的介电液体积进程的流程图。
具体实施方式
本文讨论的方法及系统的示例在应用中不限于以下的描述或在附图中显示的构造细节及组件的布置。所述方法及系统能够在其他实施例中实施，并且能够以各种方式被实践或执行。本文提供的特定实施方式的示例仅出于说明性目的，并不旨在进行限制。特别地，结合任何一个或多个示例讨论的动作、组件、元素及特征不被排除在任何其他示例中的类似角色之外。
另外，本文所使用的措词和用语是出于描述的目的，并且不应被视为限制。对本文中以单数形式提及的系统及方法的示例、实施例、组件、元素或动作的任何引用也可以包括多个的实施例，并且对本文中的任何实施例，组件、元素或动作的复数形式的任何引用也可以仅包括特点的实施例。单数或复数形式的引用无意于限制当前公开的系统或方法，其组件、动作或组件。本文中的“包括(including)”，“包含(comprising)”，“具有(having)”，“含盖(containing)”，“涉及(involving)”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。对“或”的引用可以被解释为包括性的，使得使用“或”描述的任何用语可以指示单个，一个以上以及所有所描述的用语中的任何一个。另外，如果本文与通过引用并入本文的文档之间的用语用法不一致，所包含参考文献中的用语“用法”是本文的补充；对于不一致之处，以本文中的用语为准。
如上所述，操作中的电子设备会产生大量的热量。为了维持设备的功能性，通常使用各种冷却方法将设备的工作温度维持在可接受的或期望的工作温度。一些示例包括允许热量通过散热器传递，并使空气循环通过设备或靠近设备。虽然这些冷却方法已被证明对某些设备有效，但对于许多设备而言，这些方法不足以维持可接受的设备温度。另外，这些方法通常需要昂贵的冷却基础设施(例如，空气冷却)，以高能量使用率运行。
结果，对有效的高性能冷却方法的需求增加了。一种现有的方法称为液浸冷却(liquid immersion cooling)。所述液浸冷却冷却方法包括将电子设备浸泡或浸没在非导电介电液中。在单相变化中，所述介电液通过容纳电子设备的机壳内的泵循环。然后，介电液被泵送而通过热交换器，以传递由电子设备所产生的热量。在两相变化中，介电液蒸发以传递电子设备所产生的热量。然后，气体形式的介电液通过热交换器冷却，并以液体形式返回到容纳电子的机壳。
图1A显示液浸冷却系统100的示例，其包括一设备机壳102、在所述设备机架102内的一热交换器104，一储液库106及一泵组件108。所述设备机壳102被配置为保持介电液，使得所述设备机壳102内的设备101可被浸入所述介电液中。所述设备可以是服务器或某些其他电子设备，例如存储设备、网络设备或其他类型的高热通量电子设备。在一些实施例中，可以将一个以上的设备放置在所述设备机壳102中，并浸入所述介电液中。
所述泵组件108包括泵110和泵控制模块112。所述泵控制模块112操作所述泵110以将所述介电液从所述储液库106传输到所述设备机壳102中。在一些实施例中，所述泵控制模块112可以从计算系统、另一个控制模块及/或用户接收命令。
所述设备机壳102可包括至少一内部泵103，以使所述介电液循环通过所述热交换器104。如图1A所示，所述介电液可以循环通过所述热交换器104，以传递由所述设备101产生的热量。水或另一种液体可以循环通过热交换器104，以从所述介电液中去除热量，并从所述设备机壳102中排出。图1B显示液浸冷却系统150的示例，其中介电液可以循环通过外部的热交换器104，而被传递到储液库106，然后返回到所述设备机壳102。在一些实施例中，所述液浸冷却系统150可以是两相型系统。
所述介电液可以是多种不同类型的非导电液体之一。在本文中，“不导电”是指不能以可能损坏或伤害浸入式设备101的液位来导电。在一些实施例中，介电液可以是具有针对传热而优化的性质的工程流体。在一实施例中，可以基于所述设备机壳102内的设备101来选择所使用的介电液的类型。在另一实施例中，可以基于液浸冷却系统100的环境来选择所使用的介电液的类型。可以使用的介电液的示例包括工程流体、矿物油、去离子水等。
在所述液浸冷却系统100的操作期间，所述设备机壳102可能经历介电液耗损的情况，从而减小了所述设备机壳102中的介电液的体积。例如，介电液可能渗过或漏出所述设备机壳102的密封件。在另一实施例中，所述设备机壳102可能经历介电液以蒸气形式渗漏穿过密封件，所述密封件是将介电蒸气与另一界面分离。在一些实施例中，所述设备机壳102可以被打开以进行维修或维护，从而允许介电液蒸发到空气中。
由于设备浸没在介电液中，这将使流体偏移或位移，因此在现有系统中，可能难以精确地监视所述设备机壳102中的流体体积。另外，许多设备具有不规则的几何形状，这在尝试监视流体体积时可能会带来其他挑战，例如仅基于流体高度对流体体积的计算错误。无法准确地监视流体体积会导致无法正确识别和评估潜在问题(例如，流体损失)，从而使浸没的设备101处于超过可接受的工作温度的风险中。另外，尝试纠正使用不正确的监视技术发现的问题可能会导致介电液的昂贵、浪费的使用。
本文提供了用于在流体浸没冷却系统中精确地监测介电液体积的系统和方法。在至少一实施例中，产生容纳电子设备的机壳内的介电液体积的高分辨率图。更具体地，相对于介电液高度映射介电液体积，从而可以准确地监视体积变化，以评估整体系统性能，识别潜在的泄漏并降低运营成本。
图2显示液浸冷却系统200的示例。所述液浸冷却系统200包括一液位传感模块202。在一实施例中，所述液位传感模块202安装在所述设备机壳102内。然而，在其他实施例中，所述液位传感模块202可以安装在所述设备机壳102的外部。在一些实施例中，所述液位传感模块202可以在多个设备机壳之间共享，并且被配置为每个设备机壳提供类似的功能。
所述液位传感模块202可以与所述泵组件108的泵控制模块112通信。在一实施例中，通过与所述泵控制模块112通信，所述液位传感模块202可以控制泵110的操作。同样地，所述泵控制模块112可以与所述液位传感模块202通信，以向所述液位传感模块202提供信息。在一些实施例中，所述泵控制模块112可以将诸如泵/流速和介电液参数的信息提供给液位传感模块112。在一些实施例中，所述液位传感模块202可以被配置为与一个或多个泵控制模块通信，以控制与不同的设备机壳相关联的多个泵。
如下面更详细地解释的，所述液位传感模块202可以控制泵110的操作，并从所述液位传感器获得介电液高度的测量值，以映射和监视所述设备机壳102内的介电液量。
图3是流体液位组件300的一实施例的示意图。所述流体液位组件300可以用作例如图2所示的液浸冷却系统200中的液位传感模块202。所述流体液位组件300包括一控制器302及一液位传感器304。在一实施例中，所述液位传感器304安装到所述控制器302，并且所述控制器302安装到设备机壳(例如，设备机壳102)内部的安装支架306。在其他实施例中，所述液位传感器304可以安装在所述设备机壳102的内部，并且所述控制器302可以位于所述设备机壳102的外部。
在各种实施例中，所述控制器302可以包括一个或多个通用计算处理器、专用处理器或微控制器。所述控制器302可以包括专门编程的专用硬件，例如专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)，或者更一般地设计的硬件，例如现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或通用处理器。在一些实施例中，所述控制器302可以连接到一个或多个存储设备，例如磁盘驱动器、存储器、闪存、嵌入式或片上存储器或其他用于存储数据的设备。在一些实施例中，所述控制器302可以是一个或多个控制器，包括一个或多个组件，例如一个或多个处理器。
所述控制器302可以被配置为与用于将介电液转移到所述设备机壳102中的外部泵(例如，泵110)通信。所述控制器302可以将泵110的体积流速保存在存储器中，并控制泵110的操作(例如，启动和停止)。所述控制器302可以被配置为与诸如用户界面设备之类的其他设备和设备通信。在一实施例中，所述控制器302可与用户界面设备通信，以使所述用户能够控制泵110的操作。在一些实施例中，所述控制器302可以被配置为使用诸如I2C，SPI，CANbus或任何其他双向协议的通信协议与设备和设备进行通信。在一些实施例中，所述控制器302可以通过包括有线网络的有线连接进行通信。在其他实施例中，所述控制器302可以通过包括无线网络的无线连接进行通信。
所述控制器302可以被配置为与所述液位传感器304通信，以接收所述设备机壳102内的介电液高度的测量值。在一实施例中，所述液位传感器304包括机械浮子及应变仪。变量力从浸入介电液中的附着浮子施加到应变仪上，变量力的大小取决于被浸入的浮子的百分比。这样，当介电液进入设备机壳102时，流体液位在固定浮子周围增加，并且浮力(即，变量力)施加在应变仪上。所述控制器302可以知道介电液的密度，并且可以使用介电液体的已知密度来将浮力转换成流体高度值。在一实施例中，所述控制器302可将测量的流体高度值存储在存储器中。在一些实施例中，所述控制器302可以将测量的流体高度值发送到另一设备或接口，例如用户接口。
在一些实施例中，所述液位组件300可以被配置为监视包含多个电子设备的多设备机壳的介电液的液位。例如，所述液位组件300可以被配置为监视位于设备机壳(例如，服务器机壳)中的多设备机壳的介电液的液位。所述设备机壳中的每个设备机壳可以包括耦合到所述控制器302的液位传感器304，并且所述控制器302可以被配置为并行地监视每个设备机壳的介电液的液位。
在一些实施例中，所述液位组件300可以包括附加的传感器。例如，所述液位组件300可以包括用于测量介电液、设备机壳102和/或设备101的温度的温度传感器。在一实施例中，所述控制器302可以知道介电液的热物理性质，并且可以与温度传感器结合使用已知的热物理性质来增加液位测量精度。在一些实施例中，介电液的密度可以随温度变化，并且所述控制器302可以调整或校准使用所述液位传感器304测量的值。例如，对于相同的液位，较冷、较密的介电液可能会比较热，较密的介电液对应变仪施加更大的浮力。
在一些实施例中，所述液位组件300可以包括压力传感器，所述压力传感器用于测量施加在设备机壳102的基座上的介电液的压力。在一些实施例中，所述控制器302可以使用压力测量值来增加液位测量精度。在一实施例中，所述压力传感器可以是绝对压力传感器。然而，在其他实施例中，所述压力传感器可以是任何其他类型的压力传感器。
本文讨论的实施例不限于流体液位测量的特定方法，并且本文描述的基于机械浮子的方法仅作为示例提供用于说明性目的。例如，液位传感器304可以利用浮动、应变、光学、超声波、电容或任何其他液位感测方法。可以使用各种类型的液位传感器和液位测量的实施方式，并且它们在本发明的范围内。
在一实施例中，可以获得流体液位以产生容纳电子设备的设备机壳内的介电液体积的高分辨率图。图4A是显示容纳浸没在介电液中的设备(例如，设备101)的机壳(例如，设备机壳102)的一示例的图400。在初始填充期间，可以将介电液增量地传输到所述设备机壳102中，并且可以在随后每次的传输之后测量总流体液位。例如，可以测量传送到设备机壳102中的第一流体增量402的流体液位，可以测量传送到设备机壳102中的第一流体增量402及第二流体增量404的组合流体液位等。
在一实施例中，每个流体增量可以具有预定的体积。在一些实施例中，每个流体增量的体积可以相同。然而，在其他实施例中，流体增量可以具有不同的体积。在一实施例中，通过使泵(例如，泵110)运转与泵的预定体积和流速相对应的时间量来传输每个流体增量。在另一实施例中，将流体增量定义为时间间隔，并且在每个间隔期间传输的流体量由泵的流速确定。在一些实施例中，介电液可以被连续地泵送到所述设备机壳102中，并且可以连续地或者以任何时间间隔对输送到所述设备机壳102中的流体的体积进行采样。所述流体体积的样本可用于定义流体增量。例如，流体增量可以被定义为在两个或更多个样本之间转移到所述设备机壳102中的流体的体积。
通过在每次增量传输之后测量总流体液位，可以确定与每个流体增量相对应的流体高度(Δh)的变化。对应于每个流体增量的Δh值可用于指示由于设备机壳102中的设备101浸没导致的流体位移液位。例如，对应于流体增量406的Δh值可以高于对应于流体增量404的Δh值，从而指示更高液位的流体排量。每个流体增量占用设备机壳102内的体积区域，并且每个Δh值可以用于确定每个区域与浸没设备101的接近度。
图4B是自设备机壳102的初始填充的测量及计算值的示例数据表420。图4A所示的列422代表每个流体增量。列424代表传输到设备机壳102中的每个流体增量的体积。列426代表在每个流体增量转移之后的总测量流体液位。列428表示与每个相应的流体增量相对应的流体高度(Δh)的变化。在一实施例中，可以通过从传输后的总测量流体液位减去总传输前的测量流体液位来计算每个流体增量的Δh值。列430表示在每个流体增量的传输之后设备机壳102中的流体的总体积。在一些实施例中，流体的总体积可以通过针对每个相应的流体增量(即，列424的累积总和)累积地累加转移到设备机壳102中的体积来计算。
列428中显示计算出的Δh值可用于产生设备机壳102内介电液体积的高分辨率图。图4C显示设备机壳102的数字图像440(digital map)的一示例。数字图像440可以提供包括浸没的设备101的设备机壳102内的介电液体积的真实表示。数字图像440可以相对于设备机壳102的尺寸(即，长度、宽度、高度)映射介电液体积。在一实施例中，数据表420的列428中的Δh值可以与设备机壳102内的密度水平相关，并由数字图像440表示。数字图像440中的色标(或灰度标)表示每增量的浓度水平，其中暗区代表高密度(高Δh)，而亮区代表低密度(低Δh)。高密度表示流体增加区域至少部分被浸没设备101占用。同样，低密度表示流体增加区域不直接靠近浸没设备101。
任选地，在一些实施例中，在所述设备机壳102的初始填充期间，可以以预定的高度增量来传输介电液，并且每个增量的流体量可以通过监控泵的时间和流速来确定。在一实施例中，可以测量设备机壳102内的介电液高度，以检测对于每个流体增量的流体高度(Δh)的预定或预期变化。图4D是使用预定的流体高度增量从设备机壳102的初始填充获得的测量值和计算值的示例数据表460(列428)。数据表460的列424中所示的计算出的流体体积增量可以用于产生设备机壳102内的介电液体积的高分辨率图，类似于数字图像440。在一实施例中，数据表460的列424中的增量体积值可以与设备机壳102内的密度液位相关，并由数字图像表示。例如，高密度区域可以对应于低增量体积值，而低密度区域可以对应于高增量体积值。
为了说明的目的，在此提供数字图像440的视觉表示。在一些实施例中，数字图像440可以被产生为数据库、表格或任何其他数字数据格式。在一示例中，数字图像440可以存储在如控制器302的存储设备之类的存储设备中。在某些实施例中，也可以产生数字图像440(例如，图4C)的视觉表示并将其提供给用户界面。通过产生介电液体积的数字图像440，可以提高监视设备机壳102内的介电液流体的准确性。
图5是显示监视液浸冷却系统(例如，液浸冷却系统200)中的流体体积的进程500的流程图。在一实施例中，进程500可利用液位传感模块202来产生电介液体积的数字图像并监视电介液。所述液位传感模块202可以是例如液位组件300(如图3所示)。
在步骤502中，所述控制器302接收命令以开始将介电液初始填充到设备机壳102中。在一实施例中，用户可以通过用户界面启动初始填充过程。在其他实施例中，可以使用传感器、计时器等自动启动初始填充过程。在步骤504中，在接收到开始初始填充过程的命令之后，所述控制器302经由泵控制模块112与泵组件108通信并且控制泵110开启。
在步骤506中，泵110将介电液的第一增量传输到设备机壳102中。所述控制器302监视泵110，以确定介电液的第一增量何时已传输到设备机壳102中。在一实施例中，所述控制器302可以被提供有泵110的体积流速，并且可以使用所述体积流速基于泵110的运行时间来确定传输到设备机壳102中的流体的量。在另一实施例中，所述控制器302可以与流量传感器通信，所述流量传感器被配置为测量泵110的体积流量，以确定传输到设备机壳102中的流体量。
在步骤508中，一旦所述控制器302已经确定介电液的第一增量已经被传输到所述设备机壳102中，则所述控制器302使用液位传感器304测量设备机壳102中的介电液的高度。在步骤510中，所述控制器302存储所测量的流体高度液位和传输到设备机壳102中的流体的体积。在一实施例中，所述控制器302可以维护存储的测量值的数据库或数据表(例如，数据表420)。然后所述控制器302在步骤512检查所测量的流体高度液位是否处于最大流体高度液位。在一实施例中，最大流体高度液位可以基于所述设备机壳102中的液位传感器304的位置来确定。在一些实施例中，所述设备机壳102可以完全填充有介电液，并且最大流体高度液位可以是设备机壳102的尺寸(例如，机壳高度)。在其他实施例中，最大流体高度液位可以由用户提供给所述控制器302。如果测得的流体高度液位处于最大流体高度液位，则所述控制器302在步骤514控制泵110关闭，否则，所述控制器302返回到步骤506，并且将第二增量的介电液传输到所述设备机壳102中。
在每次后续传输重复之后，将增量介电液传输到设备机壳102中，并测量相应的流体高度级别的流程，直到达到最大流体高度液位，并且在步骤514处关闭泵110。在每次预定的体积传输之后，通过在设备机壳102中存储测量的流体高度和流体总体积，所述控制器302可以计算与每次输送相对应的流体高度(Δh)的变化。所述控制器302可以使用计算出的Δh值来产生设备机壳102内的介电液体积的数字图像(例如，数字图像440)。在一实施例中，所计算的Δh可以与设备机壳102内的密度液位相关。例如，低Δh值可以对应于设备机壳102的低密度区域，也就是浸入式设备101未占用的区域。同样地，较高的Δh值可以对应于设备机壳102的高密度区域，也就是浸入式装置101所占用的区域。
一旦装置机壳102已经被填充，并且所述控制器302已经产生了数字图像440，则所述控制器302监视所述装置机壳102中的介电液。在步骤516中，所述控制器302使用液位传感器304测量装置机壳102中的介电液的高度。在步骤518中，所述处理器302记录所测量的流体液位，并且可以使用数字图像440来确定附加参数。例如，所述控制器302可以使用所测量的流体水平和数字图像440来确定设备机壳102中的介电液的当前体积。在一些示例中，所述控制器302可以使用所测量的液位，数字图像440和介电液的性质(例如，温度)来确定附加参数，例如设备机壳102中的介电液的当前质量。在一些实施例中，所述控制器302可以提供测量的液位和/或附加的流体参数以在用户界面上显示。
在步骤520中，所述控制器302检查测量的液位是否可接受。在一实施例中，所述控制器302可使用数字图像440来确定所测量的流体液位是否可接受。例如，所述控制器302可以识别出所测量的液位指示介电液的损耗。所述控制器302可以使用设备机壳102的数字图像440来评估与介电液的损耗相关的风险或紧迫性的量。数字图像440可以指示介电液的损耗对应于低密度区域中的流体的损耗；因此，不与浸没设备101直接相邻。在一些实施例中，这样的指示可能不需要立即响应。然而，数字图像440可以指示介电液的损耗对应于高密度区域中的流体的损耗；因此，数字图像440可以指示介电液的损耗，即，在接近浸没装置101的地方，这可能需要立即响应以防止浸没装置101超过可接受的工作温度。在步骤522中，所述控制器302响应于确定液位不可接受而发送警报，否则进程返回到步骤516，并且所述控制器302继续监视所述设备机壳102中的介电液。
如上所述，在另外的实施例中，在所述设备机壳102的初始填充期间，可以依据预定的高度增量来传输介电液，并且每个增量的流体量可以通过监控泵的时间和流速来确定。这样，图5的进程500可以相应地修改。例如，在步骤506中，泵110将介电液传输到所述设备机壳102中。在步骤508中，所述控制器302可以使用所述液位传感器304来测量所述设备机壳102中的介电液的高度，以确定何时第一增量的介电液已经被传输到所述设备机壳102中。一旦所述控制器302确定介电液的第一增量已经被传输到所述设备机壳102中，所述控制器302就可以计算或测量介电液的第一增量的体积。在一实施例中，所述控制器302可以被提供有泵110的体积流速，并且可以使用所述体积流速基于泵110的运行时间来确定传输到所述设备机壳102中的流体量。在另一实施例中，所述控制器302可以与流量传感器通信，所述流量传感器被配置为测量泵110的体积流量，以确定传输到所述设备机壳102中的流体量。
在步骤510中，所述控制器302可以存储传输到所述设备机壳102中的介电液的计算/测量的体积和测量的流体高度液位。在一实施例中，所述控制器302可以维护存储的测量值的数据库或数据表(例如，数据表460)。然后，所述控制器302可以在步骤512检查所测量的流体高度液位是否处于最大流体高度液位。如果测得的流体高度液位处于最大流体高度液位，则所述控制器302可以在步骤514控制泵110关闭，否则，所述控制器302返回到步骤506，并且将第二增量的介电液传输到所述设备机壳102中。在每个随后的传输之后，将电介液的增量传输到所述设备机壳102中，并计算/测量相应的流体量的过程重复进行，直到达到最大流体高度液位，在步骤514关闭泵110。所述控制器302可以使用所计算/测量的体积值来产生所述设备机壳102内的介电液的数字图像(例如，数字图像440)。
图6是显示监视液浸冷却系统(例如，液浸冷却系统200)中的流体体积的另一示例性实施例的流程图。在一实施例中，进程500可利用液位传感模块202来产生介电液体积的数字图像，并监视电介液。所述液位传感模块202可以是例如液位组件300(如图3所示)。
在步骤602中，所述控制器302接收命令，以开始将电介液初始填充到所述设备机壳102中。在步骤604中，在接收到开始初始填充过程的命令之后，所述控制器302经由泵控制模块112与泵组件108通信，并控制泵110开启。在步骤606中，所述控制器302使用液位传感器304测量所述设备机壳102中的介电液的高度。
在步骤610中，所述控制器302存储所测量的流体高度液位和传输到所述设备机壳102中的流体的体积。所述控制器302可以使用所存储的流体高度液位来产生及/或更新表示所述设备机壳102内的介电液体积的数字图像(例如，数字图像440)。在步骤610中，所述控制器302检查数字图像440是否指示所述设备机壳102中的介电液的液位是可接受的。在步骤612中，所述控制器302响应于确定液位不可接受而发送警报，否则进程返回到步骤606，并且所述控制器302继续测量所述设备机壳102中的介电液的高度。
进程500和600都描述了产生表示介电液体积的数字图像440，并利用数字图像440来监视所述设备机壳102内的介电液。所述数字图像440提供了所述设备底壳102内的介电液体积的表示，考虑了由浸没的设备101进行的流体置换。通过利用所述数字图像440来监测介电液，可以精确地检测出流体损耗，并且可以确定和发起对任何纠正措施的需要。
在一些实施例中，所述数字图像440可以在介电液的监视期间被更新。所述控制器302可以被配置为基于流体的已知特性来更新所述数字图像440，以解决流体体积中的预期变化。例如，所述控制器302可以接收或检测流体的温度，并调节数字图像440以考虑所述设备机壳102内的流体的热膨胀/收缩。这样的调整可以提高流体监测的准确性，减少不必要的纠正措施的可能性，从而导致介电液的浪费。在一些实施例中，所述控制器302还可在数字图像440的产生期间考虑环境参数，例如液浸冷却系统200所处的环境的温度。
另外，在各种实施例中，所述控制器302可以跟踪介电液随时间变化的性能。例如，所述控制器302可以将诸如总流体损耗、流体温度、流体体积的变化等的性能指标回报给另一设备或接口(如用户界面)。在一些实施例中，所述控制器302可以记录诸如纠正动作之类的事件的发生，并且可以监视介电液的性能，以评估纠正动作的影响或有效性。
如上所述，本文提供了用于精确地监测液浸冷却系统中的介电液体积的系统及方法。可以产生容纳电子设备的机壳内的介电液体积的高分辨率图，并将其用于监视介电液。通过将介电液体积相对于介电液高度进行映射，可以准确地监视体积变化，以评估整体系统性能，识别潜在的泄漏并降低运营成本。
因此，已经描述本发明至少一个实施例的几个方面，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。所以，前面的描述和附图仅作为示例。

Claims (20)

1.一种液位传感模块，用于与一液浸冷却系统一起使用，所述液位传感模块具有容纳一电子设备的一设备机壳，其特征在于：所述液位传感模块包括：
一液位传感器；及
一控制器，耦合至所述液位传感器且被配置用以：
接收来自所述液位传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一高度的一信号；
接收来自一泵控制器且指示提供给所述设备机壳的介电液的一体积的一信号；及
根据来自所述液位传感器的所述信号以及所述泵控制器的所述信号，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图。
2.如权利要求1所述的液位传感模块，其特征在于：所述液位传感模块还包括一安装支架，所述安装支架耦合至所述控制器及所述液位传感器，而且被配置用以安装至所述设备机壳上。
3.如权利要求1所述的液位传感模块，其特征在于：所述控制器被配置用以基于来自所述液位传感器的所述信号选择性地发送介电液损耗的一警报。
4.如权利要求1所述的液位传感模块，其特征在于：所述控制器被配置用以接收来自一温度传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一温度的一信号。
5.如权利要求1所述的液位传感模块，其特征在于：所述控制器被配置用以使用所述介电液的一温度来确定在所述设备机壳中的介电液的质量。
6.如权利要求1所述的液位传感模块，其特征在于：所述控制器还被配置用以基于所述介电液的一温度来更新所述介电液体积图，以补偿介电液膨胀或收缩中的至少一种。
7.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令的序列，用于监控一液浸冷却系统中的介电液的体积，所述液浸冷却系统具有容纳一电子设备的一设备机壳，其特征在于：所述计算机可执行指令的序列，包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：
发送至少一第一命令，将一第一体积的介电液传输至所述设备机壳中，并且测量所述设备机壳内的介电液的一第一高度；
发送至少一第二命令，将一第二体积的介电液传输至所述设备机壳中，并且测量所述设备机壳内的介电液的一第二高度；
基于所述第一体积及所述第二体积、测量的所述第一高度及所述第二高度，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图；
测量在所述设备机壳内的一总介电液高度；及
根据所述总介电液高度以及所述介电液体积图的一比较，选择性地发送介电液损耗的一警报。
8.如权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：
通过确定与所述第一体积及所述第二体积的介电液的传输对应的增量高度液位，来产生所述介电液体积图。
9.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述第一体积以及所述第二体积的所述介电液分别占用在所述设备机壳内的一第一区域及一第二区域。
10.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述增量高度液位对应于所述第一区域及所述第二区域中的介电液位移的液位。
11.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：
根据所述总介电液高度以及所述介电液体积图的所述比较，识别所述第一区域及第二区域中哪些区域受到介电液损耗的影响。
12.如权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：
若介电液损耗影响所述第一区域，则发送介电液损耗的警报。
13.如权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：
测量所述设备机壳中的介电液的一温度。
14.如权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于：所述指令的序列包括指示至少一个处理器执行以下操作的指令：
使用所述介电液的温度确定所述设备机壳中的介电液的质量。
15.一种设备机壳，用于使用在一液浸冷却系统中，其特征在于：所述设备机壳包括：
一电子设备；及
一液位传感模块，包括一液位传感器及耦合至所述液位传感器的一控制器，所述控制器配置为：
接收来自所述液位传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一高度的一信号；
接收来自一泵控制器且指示提供给所述设备机壳的介电液的一体积的一信号；及
根据来自所述液位传感器的所述信号以及所述泵控制器的所述信号，产生在所述设备机壳内的一介电液体积图。
16.如权利要求15所述的设备机壳，其特征在于：所述设备机壳还包括一安装支架，所述安装支架耦合至所述液位传感模块。
17.如权利要求15所述的设备机壳，其特征在于：所述控制器被配置用以基于来自所述液位传感器的所述信号选择性地发送介电液损耗的一警报。
18.如权利要求15所述的设备机壳，其特征在于：所述控制器被配置用以接收来自一温度传感器且指示在所述设备机壳中的介电液的一温度的一信号。
19.如权利要求18所述的设备机壳，其特征在于：所述控制器被配置用以使用所述介电液的一温度来确定在所述设备机壳中的介电液的质量。
20.如权利要求18所述的设备机壳，其特征在于：所述控制器还被配置用以基于所述介电液的一温度来更新所述介电液体积图，以补偿介电液膨胀及/或收缩。
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