腾讯数据中心基础设备质量检测之温湿度传感器篇


腾讯数据中心基础设备质量检测之温湿度传感器篇

 

背景:2015年伊始,腾讯数据中心出炉了企业内部适用的MDC南北向接口标准,并于同年3月以深圳某机房为试点整改北向接口完毕。然而类似“湿度0%”等匪夷所思的监控数据却层出不穷。失去真实可靠的原始数据根基,更深入的数据挖掘分析只是空中楼阁。

(于是我们组织人员第一时间赶赴现场,以品牌、型号为分层标准,抽取样品至腾讯数据中心基础设施测试平台,检验仪表数据和监控数据的一致性(受气流等不稳定因素的影响,现场测量的数据跳变不定)。我们使用温箱等专业测试仪器进行了为期数月的数据可靠性实验。实验结果显示,部分温度计竟然约有±7℃的误差,湿度计则有约±30%的误差,误差之大令人瞠目!即使向设备供应商提出整改,产品的质量优化效果也不能立竿见影。至此,部分规格不符合要求、质量堪忧或没有校正功能的仪表将会逐渐退出腾讯数据中心的舞台,腾讯数据中心也将制定更为严格的质量验收检测体系,并不断更新记录优先选择的品牌型号仪表的“短名单”。“万丈高楼平地而起”,更加智能的数据中心自动化运营系统,需要这样夯实的地基。)

目前腾讯数据中心的温湿度计芯片绝大部分属于瑞士品牌Sensirion其型号有SHT1XSHT2XSHT3XSHT7X等,目前温湿度计使用频率*高的SHT1XSHT2X,其外观如图1

SHT1X和SHT2X外观

1SHT1XSHT2X外观

 

SHT1XSHT2X的芯片参数曲线可以从2、图3看出

图3:SHT2X芯片参数曲线

3SHT2X芯片参数曲线

 

不难看出这两个系列的传感器芯片在10-80%RH下,湿度采集较为稳定,不同型号精度各异;而不同温度下,两个型号的传感器精度差距明显SHT2X表现相对较好。

数据中心常用的湿度传感器的工作原理是怎样的呢?首先,湿敏元件是*简单的湿度传感器,它主要有电阻式、电容式两大类。

电阻式湿度传感器原理

 其湿敏电阻的基片上覆盖着一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。

电容式湿度传感器原理

 其湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数随之改变,电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。

 

腾讯数据中心根据温湿度计测试样品(采样覆盖MDC用和传统数据中心环境用的温湿度计)以及腾讯数据中心具体运营环境,制定如下测试计划及内容:

一、测试内容:

测试内容

1:温湿度计技术要求

 

二、测试环境:

腾讯基础设施环境实验室温箱,箱内环境温、湿度可调可控。

图4:恒温恒湿箱

4:恒温恒湿箱

三、测试设备:

安捷伦34972A、直流电源及串口服务器等。

 图5:温湿度采集设备

5:温湿度采集设备

四、测试方法:

1、将温湿度计放入温箱并同时接入串口服务器采集数据;

图6:各品牌型号温湿度计

6:各品牌型号温湿度计

2、分步测试15202530四个温度50%RH下的各温湿度计的表现,各温度需等环境温度稳定后才开始采集数据。

 

五、测试数据结果

(注:xx℃下温湿度数据为温箱设置温度,而物理温度数据为精密仪器准确测量而出,以物理温度数据为真实温度数据。质检及格线为温度±1℃,湿度±10%。由于篇幅原因只列出部分具有代表性的测试数据结果。)

115下温湿度数据

图7:15℃温度数据汇总

715温度数据汇总

图8:15℃湿度数据汇总

815湿度数据汇总


220下温湿度数据

图9:20℃温度数据汇总

920温度数据汇总

图10:20℃湿度数据汇总

1020湿度数据汇总


325下温湿度数据

图11:25℃温度数据汇总

1125温度数据汇总

图12:25℃湿度数据汇总

1225湿度数据汇总


430下温湿度数据

图13:30℃温度数据汇总

1330温度数据汇总

图14:30℃湿度数据汇总

1430湿度数据汇总


5、温升变化如下图:从图表来看,各品牌设备温升基本正常。

图15:不同温度下温升变化曲线

15:不同温度下温升变化曲线


6、湿度变化如下图:从图形来看,有四个设备湿度变化较大,但基本在规定范围之内。

图16:不同温度下湿度变化曲线


六、测试结论

(经测试如下品牌型号符合腾讯数据中心温湿度技术要求:华为(ENJ1DETA)、中兴(ZX-RHT-11-LCD)、爱默生(IRMS02TH)、拓普瑞(microTP400)、拓普瑞(TP410)、宇泰(UT-5521P)、速力思(S80-A3-ATHT02-A02)、BTR(TH-802P)。)

详细测试数据如下:

表2:各品牌测试项及表现

2:各品牌测试项及表现

表3:各品牌测试项及表现

3:各品牌测试项及表现

备注:(温度精度(优:±0.3,良:±0.5,合格:±1);湿度精度(优:±1%,良:±3%,合格:±5%))

 

七、结语

经过此番对温湿度传感器的质量抽查测试,我们发现目前腾讯数据中心产品提供商提供的仪表品质良莠不齐。今后,我们还将对腾讯数据中心其他采集设备进行抽查、测试,并及时通过“腾讯数据中心”微信公众号发布。腾讯数据中心基础设施测试平台将严把设备设施品质关,筛选出更优的产品以提高自动化运营效率。腾讯数据中心希望,这些质量测试不是基础设备质量评估的终点,而是其质量进步的起点。

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