数据中心会产生巨大的热负荷，而负责个管控这些热量的冷却液分配单元（CDU）则依靠精准、实时的测量数据，确保系统安全、稳定运行。
数据中心会产生巨大的热负荷，而负责个管控这些热量的冷却液分配单元（CDU）则依靠精准、实时的测量数据，确保系统安全、稳定运行。本文将介绍压力、温度、流量和液位传感器如何帮助CDU在高负载工况下保持可靠性能。
典型的数据中心通常配备数千台服务器，而这些服务器在运行过程中会产生大量热量。根据Microsoft的数据，该公司在全球运营着300多座数据中心，每消耗1兆瓦时（MWh）的电能，便会产生约1兆瓦时（MWh）的热能。随着加密货币挖矿、人工智能以及其他高性能计算（HPC）应用的快速发展，数据中心的数量、规模、算力以及热负荷预计将持续增长。
服务器温度过高不仅可能导致自动停机，还会缩短设备使用寿命，因此必须将其维持在适宜的运行温度范围内。美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）发布的热环境指南建议，数据处理设备的运行温度应保持在18～27°C（约64～81°F）之间。
利用冷却液分配单元防止过热
液冷能够更高效地防止服务器过热。
防止服务器过热主要有两种方式。空气冷却通过风扇和空调系统排出热空气，并引入冷空气进行散热。然而，仅依靠空气冷却通常难以满足现代高性能计算设备日益增长的散热需求，因此，新建数据中心及其他高性能计算（HPC）设施通常采用风冷与液冷相结合的混合冷却方案，或直接采用液冷技术。
冷却液分配单元（CDU）是一种用于循环输送冷却液的系统，可为单个服务器机柜或整排机柜提供冷却能力。冷却液通常通过布置在处理器芯片上方或服务器机柜后部的管路循环流动，吸收设备运行过程中产生的热量，并将其带走。一些先进液冷系统甚至会将电子元件完全浸没在具有良好导热性能但不导电的专用液体中，以实现更加高效的散热效果。
在液–气式CDU中，高温冷却液中的热量通过热交换器传递至建筑外部环境空气。而在液–液式CDU中，热量则通过建筑暖通空调（HVAC）系统进行交换。冷却液经过降温和过滤后，会重新循环使用。
无论CDU采用何种规模或类型，系统通常都会配备多种电子传感器，用于监测和控制压力、温度、流量及液位等关键参数，并在发生泄漏或其他异常情况时及时向操作人员发出警报。
冷却液分配单元中的压力传感器
A-10型压力变送器
CDU中的压力传感器用于测量冷却液供液管路和回液管路中的压力。控制系统根据供液侧与回液侧之间的压力差，按需调节泵的转速，以维持理想压力和流量，从而实现高效冷却。
此外，通过监测设备过滤器入口和出口处的压力，还可以实时判断过滤器的运行状态。同时，压力变送器还可用于检测泄漏、压力突升等异常情况，并触发报警，使操作人员能够及时采取措施，避免设备或服务器受损，确保系统持续高效运行。
A-10是一款结构紧凑、性能可靠的压力变送器，非常适用于冷却系统中的压力测量与控制。这款经过现场验证的传感器已广泛应用于全球各类工业场景，可承受高达1亿次负载循环，同时长期保持稳定的测量精度。凭借灵活的配置选项和广泛的适用范围，A-10能够轻松集成至各种类型的CDU系统中。此外，该产品兼具优异的性价比，大多数订单均可在下单后数日内完成交付。
针对标准应用和大批量应用，R-1兼具可靠性能与出色经济性。这款坚固耐用的压力变送器专为暖通空调（HVAC）及制冷应用中的冷凝器、压缩机和增压器的监测与控制而设计。R-1采用不锈钢接液部件和全焊接薄膜测量元件，能够耐受CDU系统中常见的多种冷却液介质。此外，该产品支持OEM客户所需的专属品牌（Private Label）服务，因此深受设备制造商的认可。
冷却液分配单元中的温度传感器
温度传感器用于确保CDU中的冷却液始终保持在最佳温度范围内，从而实现高效换热，并避免冷凝现象对电子元件造成损害。热电阻温度计（RTD）通常安装在冷却液入口和出口位置，其测量数据用于调节系统冷却能力。此外，环境温度也是此类设备中需要持续监测的重要参数。
TR33微型热电阻温度计（左）和TR36紧凑型热电阻温度计
TR33微型热电阻温度计和TR36紧凑型热电阻温度计非常适用于冷却单元。这两款螺纹式热电阻温度计均由带固定过程连接的护套（温度套管）和测温元件组成，可直接安装于工艺过程中。Pt100/Pt1000版本可提供传感器直接输出，带集成变送器的版本则提供4…20mA输出信号。两者均符合IEC60751 A级精度要求。同时，还支持根据客户需求进行定制化设计。
TF35（左）和TF37型螺纹式温度计
TF35（插头连接）和TF37（连接电缆）均为抗振型螺纹式温度计，内置护套，可快速、便捷地直接插入冷却液管路中，适用于一次回路（设施侧）和二次回路（服务器侧）。这两款紧凑型传感器的测量范围覆盖−50°C至约260°C（−58°F 至约500°F），并提供多种测量元件选择：Pt100/Pt1000、NTC、KTY81-210；其他类型可根据需求提供。
对于CDU供液管路和回液管路的接触式温度监测，TF-2000是一种可靠且经济高效的解决方案。Pt100/Pt1000或NTC测量元件完全封装于热塑性弹性体（TPE）中，可达到IP68防护等级，有效抵御冷凝带来的影响。这款电缆式温度探头安装简便：探头端部可插入焊接式铜套管中，再通过管夹或扎带固定；也可借助专为TF-2000方形套管设计的快速安装支架，将其安装在指定位置。
FSD-4电子流量开关，带可选温度输出
冷却液分配单元中的流量传感器
流量传感器用于监测冷却液循环状态，确保冷却液以适当流速运行，从而实现高效换热。当检测到流量偏离允许范围时，仪表会触发调节动作或发出报警信号。
FSD-4专为冷却系统监测与控制而设计，同时可用于防止泵发生空运转。该电子流量开关配备两个数字开关，可根据应用需求进行编程设置，实现温度开关功能。通过三按键显示屏，用户可轻松完成现场参数设置；IO-Link版本不仅支持远程参数配置，还能够采集运行小时数、最大值/最小值等过程变量数据。
冷却液分配单元中的液位传感器
液位传感器用于监测和调节储液罐中的冷却液液位，确保液位始终保持在预设范围内。当液位低于或高于设定值时，液位传感器会触发报警，或通过开关操作实现自动调节。
基于干簧电阻链技术，RLT-1000可通过三线制电位计输出经放大后的电流、电压或电阻信号，实现对储罐内冷却液液位的精准连续测量。RLS-1000最多可提供四个开关动作点，当储罐液位达到预设阈值时，可触发报警。这些坚固可靠的传感器采用不锈钢制造，并支持导管长度定制（150mm至1,500mm）、多种浮子选项以及灵活的电气连接和过程连接配置，可轻松集成至不同系统设计中。
OLS-C04型光电液位开关
OLS-C04是一款专为制冷行业设计的光电液位开关，其钢制外壳内部集成有熔融固定的玻璃棱镜。该紧凑型设备安装于储罐侧面，可便捷检测液位变化是否达到设定阈值。同时，设备配备LED指示灯，用于显示开关状态。
威卡持续探索提升产品精度、耐用性、功能性、灵活性和经济性的方式，液位测量解决方案也是其中的重要方向。我们即将推出一款基于电容式测量技术的液位传感器。除其他优势外，该产品还支持多种功能集成，包括开关触点、连续信号输出以及温度测量功能。
威卡美国：Smart in Sensing（智能传感），服务冷却液分配中心
威卡是全球领先的电子传感器供应商之一，为冷却液分配单元以及其他冷却和制冷系统提供坚固可靠、精准且易于配置的测量解决方案。此外，我们的OEM传感器、变送器和开关产品系列兼具出色的成本效益，并可在较短交付周期内完成供货。如需进一步了解威卡美国针对压力、温度、流量和液位测量提供的解决方案，欢迎联系我们的专业产品团队。
本文提及的产品
• A-10型压力变送器，适用于通用工业应用
• R-1型压力变送器，适用于制冷和空调应用
• TR33微型热电阻温度计——螺纹式设计
• TR36型热电阻温度计——紧凑型螺纹式设计
• TF35型螺纹式温度计，带插头连接
• TF37型螺纹式温度计，带连接电缆
• TF-2000型电缆式温度探头，适用于供暖和制冷技术
• FSD-4型电子流量开关（带显示功能），适用于液体介质
• RLT-1000型干簧电阻链式液位传感器，适用于工业应用
• RLS-1000型浮球开关，适用于工业应用
• OLS-C04型光电液位开关，适用于制冷技术