JP2015010873A - 温度測定装置及び温度測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度測定装置20は、発熱部品6の温度を測定する第1の温度センサ7から第1の温度値を、周辺温度を測定する第2の温度センサ8から第2の温度値を、それぞれ読み出す読み取り部と、経過時間と第1及び第2の温度値とから補正値を算出する算出部と、算出部が算出した補正値を用いて第2の温度値を補正して補正後の周辺温度を算出する補正部とをそなえる。
【選択図】図1
Description
図11に、従来のストレージ装置101のハードウェア構成を示す。
ストレージ装置101は、筐体102をそなえる。
MP104は、両面に複数のコネクタをそなた回路基板であり、コネクタに挿入される回路基板を相互接続し、ストレージ装置101のバックボーンとして機能する。本例では、MP104には、後述するCM103−1,103−2や不図示のHard Disk Drive(HDD)、不図示の電源等が搭載される。さらに、MP104は、後述する温度センサ素子109及びInter-Integrated Circuit(I2C)(登録商標)バス112もそなえる。
CM103−1は、エキスパンダチップ(EXP)110−1、Central Processing Unit(CPU)113−1、及びメモリ114−1をそなえる。CM103−2は、EXP110−2、CPU113−2、及びメモリ114−2をそなえる。
CPU113−1,113−2は、後述するメモリ114−1,114−2等に格納されているプログラムを実行することにより、各種処理を実行する処理装置である。CPU113−1,113−2としては、公知のCPUを用いることができる。
温度センサ107としては、例えば、トランジスタを用いることができる。
EXP110−1,110−2は、温度センサ素子109にアクセスして、温度センサ107によって測定された温度の値を、温度センサ素子109経由で読み出すことができる。
このため、LED106から発生した熱が周辺温度測定用の温度センサ107によって拾われ、その結果、正しい周辺温度よりも高い温度が周辺温度として検出されてしまう。
このため、従来、LED106の周囲温度への影響を低減するために、周囲温度センサ107の読み取り温度T2に対して、時間に応じて決まる補正値(以下、オフセット値とも呼ぶ)Ttを適用する方式が採用されている。
ストレージ装置101のパワーオン(P−ON)からの経過時間から、例えば図12に示すようなテーブル値(補正値)Ttを求め、このTtを、温度センサ107が検出した温度T2から減算する。
Tc=T2−Tt (式1)
により求めることができる。これによりLED106からの熱を減算することができる。
なお、図12に示した温度補正テーブルは、試験の実測値に基づいて作成され、工場出荷時にストレージ装置101に記憶されている。
ステップS101において、ストレージ装置101のパワーオンからの経過時間t(例えば、秒)のカウントを開始する。
ステップS102において、温度センサ107から周辺温度T2を読み取る。
次に、ステップS103において、装置パワーオンからの経過時間tに基づいて、温度補正テーブルから、補正に使用する補正値Ttを求める。
しかし、上記方法には、以下のような課題が存在する。
この温度補正テーブルは、ある特定の温度環境下で試験を実施して作成する。
したがって、試験の温度条件から外れた条件下では、周辺温度の補正精度が低くなることがある。
このため、周辺温度が、実際には動作環境として適切な温度であるにも関わらず、周辺温度が異常温度であるとして誤って検知されてしまうという事態が発生する。
1つの側面では、本発明は、周囲温度測定の精度を向上させることを目的とする。
(A)第1実施形態
まず、第1実施形態の一例としてのストレージ装置1の構成について説明する。
図1は、第1実施形態の一例としてのストレージ装置1のハードウェア構成を示す模式図である。図2は、本ストレージ装置1のハードウェア構成を示す一部透視斜視図である。
ストレージ装置1は、筐体2の内部に、ミッドプレーン基板(以下、MPとも呼ぶ)4、コントローラモジュール(CM)3−1,3−2をそなえ、筐体2の外部にパネル基板5をそなえる。図2は、筐体2を透過的に表示して、筐体2の内部に収容されている部品間の位置関係を図示している。
CM3−1は、エキスパンダチップ(EXP)10−1、CPU13−1、及びメモリ14−1をそなえる。CM3−2は、EXP10−2、CPU13−2、及びメモリ14−2をそなえる。
CPU13−1,13−2は、後述するメモリ14−1,14−2等に格納されているプログラムを実行することにより、各種処理を実行する処理装置である。CPU13−1,13−2は、プログラムを実行することにより後述する温度測定部(温度測定装置)20として機能する。CPU13−1,13−2としては、公知のCPUを用いることができる。
温度センサ素子9−1,9−2は、それぞれ、温度センサ7,8との間で温度データを入出力するためのインタフェースをそなえる。温度センサ素子9−1,9−2は、温度補正用のレジスタをそなえてもよい。以下、温度センサ素子を示す符号としては、複数の温度センサ素子のうち1つを特定する必要があるときには符号9−1,9−2を用いるが、任意の温度センサ素子を指すときには符号9を用いる。
又、EXP10−1,10−2は、互いにほぼ同様の構成及び機能をそなえる。以下、EXPを示す符号としては、複数のEXPのうち1つを特定する必要があるときには符号10−1,10−2を用いるが、任意のEXPを指すときには符号10を用いる。
又、メモリ14−1,14−2は、互いにほぼ同様の構成及び機能をそなえる。以下、メモリを示す符号としては、複数のメモリのうち1つを特定する必要があるときには符号14−1,14−2を用いるが、任意のメモリを指すときには符号14を用いる。
パネル基板5は、プリント基板16(図4参照)の上に、ストレージ装置1の通電状態や動作状態(パワーオン、フォールト、キャッシュなど)を示すLED6をそなえる。又、パネル基板5は、ストレージ装置1の周囲温度T2(以下、T2を未補正周囲温度とも呼ぶ)を監視するための第1の温度センサ7をそなえる。さらに、パネル基板5の裏面のLED6の略真裏には、LED6の温度(発熱部品温度)T1を監視するために、不図示の第2の温度センサ8が設けられている。
第1の温度センサ7は、MP4上の温度センサ素子9と結線15を介して接続されている。温度センサ素子9は、I2Cバス12を介して、EXP10−1,10−2に接続されている。
又、図3に示すように、パネル基板5には、表示用のLED6の他に、スイッチ17(図4では簡潔を期するために不図示)も設けられている。
これら3つの要因のうち最も支配的な要因は、プリント基板16を経由する熱伝導である。
そこで、本第1実施形態の一例としての温度測定部20は、プリント基板16を経由する熱伝導を考慮する。
プリント基板16の等価熱伝導率をk(W/m・K)とする。図4に示すようにLED6から第1の温度センサ7までの距離をL(m)、この距離Lに直交する方向におけるプリント基板16の断面積をS(m2)、第1の温度センサ7の検出温度(未補正の周辺温度)をT2(K)、LED6の表面温度(以下、発熱部品温度とも呼ぶ)をT1(K)とする。このとき、時間t(秒)にLED6から第1の温度センサ7へ遷移した熱量Q(J)は、以下の式2
上記の式は、遷移する熱量Qは、断面積Sに比例し距離Lに反比例することを意味する。
次に、LED6による熱源の影響による第1の温度センサ7の単位時間あたりの温度上昇値をΔT(K)、第1の温度センサ7本体の質量をm(kg)、第1の温度センサ7本体の等価比熱をc(J・kg−1・K−1)とする。このとき、第1の温度センサ7が単位時間に外から受ける熱量Q′(J)は、下記式3
Q′=mcΔT (式3)
で表される。
Q=Q′ (式4)
となる。
すなわち、第1の温度センサ7の温度上昇値Tは、単位時間当りの温度上昇時間ΔTの和になるので、
つまり、上記式5は、補正値(以下、オフセット値とも呼ぶ)Toが、装置パワーオンからの時間t(秒)、第1の温度センサ7の検出温度T2、発熱部品温度T1、及び固定のパラメータ値、kS/mcLの関係で表すことができることを意味する。
この式による温度上昇値Tと時間tとの関係をグラフに表わすと、一般に、図5に示すグラフのようになる。
図5に示すように、パワーオン直後は、第2のセンサ8が検出する発熱部品温度T1と、第1の温度センサ7が検出する未補正周囲温度T1とは、ほぼ同じ値となる。
その後、LED6の温度が上昇し、第1の温度センサ7が検出する未補正周囲温度T2との温度差が大きくなり、T1>>T2となる。
補正後の周辺温度値Tcは、第1の温度センサ7の検出温度から、式5を用いて算出した補正値(オフセット値)Toを引いた値として算出することができる。すなわち下記式6
Tc=T2−To (式6)
により求めることができる。
温度測定部20は、タイマー部21、温度読み取り部(読み取り部)22、オフセット値算出部(算出部)23、及び温度補正部(補正部)24をそなえる。
タイマー部21は、ストレージ装置1のパワーオンからの経過時間をカウントする。
オフセット値算出部23は、温度読み取り部22が読み出したT1及びT2から前述の式5を用いてオフセット値Toを算出する。
次に、本ストレージ装置1における温度測定処理を説明する。
図7は、第1実施形態の一例としてのストレージ装置1における温度測定処理を示すフローチャートである。
ステップS2において、温度測定部21の温度読み取り部22が、第1の温度センサ7及び第2のセンサ8からT2及びT1をそれぞれ読み取る。
次に、ステップS3において、オフセット値算出部23が、ステップS3で温度読み取り部22が読み出したT1及びT2から、前述の式5を用いてオフセット値Toを算出する。
このように、本第1実施形態としての温度測定部20は、第1の温度センサ7の読み取り値と発熱部品用の温度センサ8の読み取り値と経過時間とから補正に用いるオフセット値Toを算出する。このため、従来の温度補正テーブルを用いた温度補正方法と比べて、発熱部品の温度上昇の影響を加味して、オフセット値Toをより正確に決定することができるため、精度の高い周囲温度の測定を行なうことができる。
(B)第2実施形態
前述のように、ストレージ装置は、一般に、仕様に、その動作環境として周辺温度を定義している。そして、動作時には、ストレージ装置の温度センサが、この動作環境仕様に規定された周辺温度を超えることのないよう、周囲温度を監視している。
温度センサが故障した場合、本来の検出温度よりプラス側に温度を検知する、或いは、本来の検出温度よりマイナス側に温度を検知するというケースが想定される。
図11に示した従来の構成においては、温度センサ107の読み取り値T2が異常な値であっても、温度センサ107自体に問題があるかどうかを判定することができなかった。
このため、第2実施形態の一例としてのストレージ装置1は、図1に示した温度測定部20に代えて温度測定部30をそなえる。
なお、第2実施形態の一例としてのストレージ装置1のその他の構成は、図1〜4に図示した第1実施形態の一例としてのストレージ装置1と同様であるため、その説明及び図示を省略する。
温度測定部30は、タイマー部21、温度読み取り部22、オフセット値算出部23、温度補正部24、及び故障判定部31をそなえる。すなわち、第2実施形態の一例としてのストレージ装置1は、第1実施形態の温度測定部20に加えて故障判定部31をそなえる。
温度読み取り部22は、EXP10及びI2Cバス12を介して、第1の温度センサ7と第2の温度センサ8とから温度の読み取り値を、それぞれ、T1及びT2として読み出す。
オフセット値算出部23は、温度読み取り部22が読み出したT1及びT2から前述の式5を用いてオフセット値Toを算出する。
故障判定部31は、温度読み取り部22が読み出したT1及びT2から、温度センサ7,8の故障の有無を判定する。
故障判定部31による温度センサ7,8の故障判定の原理について図9を参照して説明する
図9は、第2実施形態の一例としてのストレージ装置1における温度センサ7,8の故障判定の原理を例示するグラフである。
この2つの関係を満たす領域が、図9に斜め左下に向かう帯状の領域(正常動作エリア)として図示される。一方、この正常動作エリアから外れる領域としては、T2がT1を超えるエリア(T2>T1)と、T1−T2が所定の差分(T0)を超えるエリアとがある。
発熱部品(例えばLED)6の消費電力W(=Q/t)とすると、消費電力分の熱量がすべて温度センサ7,8に移動した場合に、T1とT2との差分T0、すなわちT1−T2が最大値をとると考えることができるので、式2から、
図10は、第2実施形態の一例としてのストレージ装置1における温度測定処理を示すフローチャートである。
ステップS11において、温度測定部21のタイマー部21が、ストレージ装置1のパワーオンからの経過時間t(例えば、秒)のカウントを開始する。
次に、ステップS13において、タイマー部21は、ストレージ装置1のパワーオンからの経過時間tが所定時間以上であるかどうかを判定する。この所定時間は、例えば、テストなどを実施して事前に決定され、ストレージ装置1の工場出荷時に設定され、後からユーザ等が変更することが可能でもよい。
一方、パワーオンからの経過時間tが所定時間以上の場合(ステップS13のYESルート参照)、ステップS14に進む。ステップS14において、故障判定部31が、図9のグラフを用いて、ステップS16で温度読み取り部22が読み出したT1及びT2に基づいて温度センサ7,8の故障判定を実施する。詳細には、故障判定部31は、T1とT2とが、T1はT2の値より下回らず、かつ、T2はT1から所定の差分(T0)を超えない、という条件を満たすかどうかを判定する。
温度センサ7,8の故障条件が成立する場合(ステップS14の「該当」ルート参照)、ステップS15において、故障判定部31は、温度センサ7,8の少なくとも一方が故障していると判定し、例えば、システム管理者等にアラームを通知する。
ステップS17において、温度補正部24が、ステップS12で温度読み取り部22が読み取ったT2から、ステップS16でオフセット値算出部23が求めた補正値Toを減算して、補正後の周囲温度Toを算出する。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。
例えば、上記第1及び第2実施形態の一例においては発熱部品の例としてLED6を採り上げたが、本実施形態を他の発熱部品にも使用することができる。
或いは、第2実施形態の一例においては、故障判定部31は、故障条件を連続して所定回数以上満たした場合に温度センサ7,8が故障していると判定したが、故障判定部31が、故障条件の1回の成立により温度センサ7,8の故障を判定してもよい。
(D)付記
上記の実施形態に関し、以下の付記を開示する。
発熱部品の温度を測定する第1の温度センサから第1の温度値を、周辺温度を測定する第2の温度センサから第2の温度値を、それぞれ読み出す読み取り部と、
経過時間と前記第1及び第2の温度値とから補正値を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記補正値を用いて前記第2の温度値を補正して補正後の周辺温度を算出する補正部と、
をそなえることを特徴とする温度測定装置。
前記第1及び第2の温度値に基づいて前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方の故障の有無を判定する故障判定部をそなえることを特徴とする付記1記載の温度測定装置。
(付記3)
前記故障判定部は、前記第2の温度値が前記第1の温度値を超えているか、或いは、前記第1の温度値から前記第2の温度値を減算した差分が所定の閾値を超える場合に、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方が故障していると判定することを特徴とする付記2記載の温度測定装置。
前記算出部は、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサが載置されたプリント基板を介した熱伝導に基づいて前記補正値を算出すること特徴とする付記1〜3のいずれか1項に記載の温度測定装置。
(付記5)
発熱部品と、
前記発熱部品の温度を測定する第1の温度センサと、
周辺温度を測定する第2の温度センサと、
前記第1の温度センサから第1の温度値を、前記第2の温度センサから第2の温度値を、それぞれ読み出す読み取り部と、
経過時間と前記第1及び第2の温度値とから補正値を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記補正値を用いて前記第2の温度値を補正して補正後の周辺温度を算出する補正部と、
をそなえることを特徴とするストレージ装置。
前記第1及び第2の温度値に基づいて前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方の故障の有無を判定する故障判定部をそなえることを特徴とする付記5記載のストレージ装置。
(付記7)
前記故障判定部は、前記第2の温度値が前記第1の温度値を超えているか、或いは、前記第1の温度値から前記第2の温度値を減算した差分が所定の閾値を超える場合に、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方が故障していると判定することを特徴とする付記6記載のストレージ装置。
前記算出部は、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサが載置されたプリント基板を介した熱伝導に基づいて前記補正値を算出すること特徴とする付記5〜7のいずれか1項に記載のストレージ装置。
(付記9)
発熱部品の温度を測定する第1の温度センサから第1の温度値を、周辺温度を測定する第2の温度センサから第2の温度値を、それぞれ読み出し、
経過時間と前記第1及び第2の温度値とから補正値を算出し、
前記算出した前記補正値を用いて前記第2の温度値を補正して補正後の周辺温度を算出する、
ことを特徴とする温度測定方法。
前記第1及び第2の温度値に基づいて前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方の故障の有無を判定することを特徴とする付記9記載の温度測定方法。
(付記11)
前記第2の温度値が前記第1の温度値を超えているか、或いは、前記第1の温度値から前記第2の温度値を減算した差分が所定の閾値を超える場合に、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方が故障していると判定することを特徴とする付記10記載の温度測定方法。
前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサが載置されたプリント基板を介した熱伝導に基づいて前記補正値を算出すること特徴とする付記9〜11のいずれか1項に記載の温度測定方法。
2 筐体
3−1,3−2 CM
4 MP
5 パネル基板
6 LED(発熱部品)
7 第1の温度センサ
8 第2の温度センサ
10−1,10−2 エキスパンダチップ(EXP)
20,30 温度測定部(温度測定装置)
21 タイマー部
22 温度読み取り部(読み取り部)
23 オフセット値算出部
24 温度補正部
30 故障判定部
Claims (6)
- 発熱部品の温度を測定する第1の温度センサから第1の温度値を、周辺温度を測定する第2の温度センサから第2の温度値を、それぞれ読み出す読み取り部と、
経過時間と前記第1及び第2の温度値とから補正値を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記補正値を用いて前記第2の温度値を補正して補正後の周辺温度を算出する補正部と、
をそなえることを特徴とする温度測定装置。 - 前記第1及び第2の温度値に基づいて前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方の故障の有無を判定する故障判定部をそなえることを特徴とする請求項1記載の温度測定装置。
- 前記故障判定部は、前記第2の温度値が前記第1の温度値を超えているか、或いは、前記第1の温度値から前記第2の温度値を減算した差分が所定の閾値を超える場合に、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方が故障していると判定することを特徴とする請求項2の温度測定装置。
- 前記算出部は、前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサが載置されたプリント基板を介した熱伝導に基づいて前記補正値を算出すること特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の温度測定装置。
- 発熱部品の温度を測定する第1の温度センサから第1の温度値を、周辺温度を測定する第2の温度センサから第2の温度値を、それぞれ読み出し、
経過時間と前記第1及び第2の温度値とから補正値を算出し、
前記算出した前記補正値を用いて前記第2の温度値を補正して補正後の周辺温度を算出する、
ことを特徴とする温度測定方法。 - 前記第1及び第2の温度値に基づいて前記第1の温度センサ及び前記第2の温度センサの少なくとも一方の故障の有無を判定することを特徴とする請求項5記載の温度測定方法。
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