本公开一般地涉及其中电气设备被使用或以其他方式被放置的监测环境。更具体地，本公开涉及一种传感器组件，其允许监测电气设备所在的环境，从而确定腐蚀性环境的存在和/或严重性。
背景技术：
网络和电信设备(或更一般地，电气设备)的环境通常不利于设备的长时间操作和使用寿命。例如，设备在其整个使用寿命期间可能受到不利的环境因素的影响。这种不利的环境因素可以包括但不限于包括：极端温度和湿度、空气中的颗粒物、化学污染物和其它污染物。
不利的环境因素可能导致设备性能下降和使用寿命缩短。金属腐蚀(其通常是当金属暴露于电解质时发生的电化学反应)可能会随着时间破坏金属。电解质可以是水分以及其它环境元素。金属腐蚀可能在包括印刷电路板(pcb)的电气设备中发生。在pcb中，金属腐蚀可能会导致铜迹线的破坏，从而导致pcb的性能下降和不稳定。此外，金属腐蚀可能会减少被包括在pcb上的电路的使用寿命。
技术实现要素：
根据本公开的一个实施例，提供了一种用于监测电气设备的腐蚀环境的装置，包括：第一印刷电路板(pcb)，该第一pcb包括第一接口；以及腐蚀传感器组件，该腐蚀传感器组件包括第二接口，该第二接口被布置为耦合到第一接口，腐蚀传感器组件还包括信号迹线区域和多个部件，其中，信号迹线区域和多个部件被布置为提供对装置是否处于腐蚀环境中的指示。
根据本公开的另一实施例，提供了一种用于监测电气设备的腐蚀环境的装置，包括：印刷电路板(pcb)；第一接口，该第一接口与pcb相关联并且被布置为允许向pcb提供电力；信号迹线区域，该信号迹线区域在pcb上形成；以及多个部件，其中，信号迹线区域和多个部件被布置为协作以提供对装置是否处于腐蚀环境中的指示。
根据本公开的另一实施例，提供了一种用于监测电气设备的腐蚀环境的方法，包括：监测来自耦合到主机印刷电路板(pcb)的pcb组件的多个信号以确定至少一个信号是否指示pcb组件上的潜在腐蚀，pcb组件包括至少一个控制迹线和至少一个测试迹线，其中，多个信号包括第一信号和第二信号，该第一信号与控制迹线相关联，并且该第二信号与测试迹线相关联；确定多个信号何时指示pcb组件处于腐蚀环境中；以及当确定多个信号指示pcb组件处于腐蚀环境中时，提供pcb组件处于腐蚀环境中的通知。
附图说明
通过以下详细描述结合附图将容易地理解本公开，其中：
图1是根据实施例的包括腐蚀传感器组件的印刷电路板(pcb)组件的示意图。
图2是根据实施例的包括可插拔腐蚀传感器组件的pcb组件的示意图。
图3a是根据实施例的可插拔腐蚀传感器组件的示意图。
图3b是根据实施例的第一形状的可插拔腐蚀传感器组件的示意图。
图4是根据实施例的包括第一形状的可插拔腐蚀传感器组件的pcb组件的示意图。
图5是示出根据实施例的一种使用可插拔腐蚀传感器组件的方法的过程流程图。
图6是根据实施例的包括腐蚀传感器组件和被配置为处理由腐蚀传感器组件获得的数据的计算系统的总体系统的示意图。
具体实施方式
概述
在一个实施例中，一种装置包括第一印刷电路板(pcb)和腐蚀传感器组件，该第一pcb包括第一接口。腐蚀传感器组件包括第二接口，该第二接口被布置为耦合到第一接口，腐蚀传感器组件还包括信号迹线区域和多个部件，其中信号迹线区域和多个部件被布置为提供对装置是否处于腐蚀环境中的指示，或装置因腐蚀环境而所处的潜在风险。
详细说明
不利的环境因素可能导致设备性能下降和使用寿命缩短。电气设备中印刷电路板(pcb)暴露于腐蚀环境因素(例如，水分)可能会导致pcb的部件(例如，铜迹线)随时间而腐蚀。当金属暴露于电解质(例如，水分)时会发生金属腐蚀，并且当铜迹线暴露于电解质时，铜迹线的性能可能会下降并且变得不稳定，从而减少包括铜迹线的电路的预期使用寿命。
腐蚀通常相对缓慢地发生。也就是说，腐蚀通常是缓慢的过程。通常，与pcb上的迹线受腐蚀的影响相关联的性能下降最初将是基本上不可察觉的，因此腐蚀可能难以检测和诊断。然而，如果腐蚀没有得到解决并且可能地被补救，腐蚀可能会进行到pcb变为不可用的地步。pcb性能的恶化或pcb上的电路的性能的恶化可能导致pcb不可用，并且通常会导致整个pcb的故障。
在一个实施例中，敏感且相对精确的方法监测环境以确定设备(例如，电气设备)是否受腐蚀环境的影响和/或设备受腐蚀环境的影响的程度。通过定位传感器组件(其被配置为检测传感器pcb的变化，该变化可以指示传感器pcb的迹线可能正在传感器pcb上腐蚀)，可以加强用于确定包括传感器pcb的设备何时受腐蚀环境的影响的能力。例如，系统操作者可以跟踪传感器pcb上的腐蚀的增长速率，并且根据需要进行干预。当系统操作者具有在腐蚀刚开始时检测设备中的腐蚀的能力时，可以处理可能正在导致腐蚀的环境因素，并且可以采取补救措施。补救措施可以包括但不限于包括：将受影响的设备从腐蚀环境中移出，或者在设备性能下降发生和/或引起问题之前替换受影响的设备。
传感器组件(例如，腐蚀传感器组件)可被布置为被包括在放置在潜在的腐蚀环境中的设备中的pcb上。通过使用板载处理器，可以对腐蚀传感器组件上的传感器变化进行记录、过滤、分析、并且与管理软件配对以触发报警，以及有效地预测系统腐蚀影响。这类腐蚀传感器组件可以联网，并且可以使用由这类腐蚀传感器组件获取的数据来实现多变量数据分析趋势和预测。因此，可以使用腐蚀传感器组件来确定其上安装有腐蚀传感器组件的pcb是否受腐蚀环境的影响。
首先参考图1，将根据实施例描述包括腐蚀传感器组件的pcb组件。pcb组件100包括pcb104，该pcb104包括至少一个部件108。部件108通常可以包括但不限于包括：电气部件(例如，电阻器和电容器)、机械部件(例如，连接器)、集成电路(ic)、迹线等等。
pcb组件100还包括腐蚀传感器组件112，其与pcb104连接，例如物理地安装在pcb104上并且与pcb104电连接。应当理解，腐蚀传感器组件112可以通过任意适当的耦合接口(例如，焊点、环氧树脂等)物理地耦合到pcb组件110。腐蚀传感器组件112(下面将参照图3a更详细地进行描述)通常包括pcb、信号迹线区域、和电气部件，其被配置为指示腐蚀传感器组件112(或更一般地，pcb组件100)何时位于潜在的腐蚀环境中。
在一个实施例中，腐蚀传感器组件可以是可插拔的。也就是说，腐蚀传感器组件可被布置为容易地从pcb移除或解耦，以便可以有效地替换它。图2是根据实施例的包括可插拔腐蚀传感器组件的pcb组件的示意图。pcb组件200包括pcb204(在其上安装有部件208)和可插拔腐蚀传感器组件212。pcb204还包括插座216，可插拔腐蚀传感器组件212可以通过该插座216耦合，例如，安装或以其他方式机电耦合。通过使用插座216，可插拔腐蚀传感器组件212可以有效地与pcb204耦合，以及从pcb204解耦。
参考图3a和3b，将根据实施例描述可插拔腐蚀传感器组件。图3a是根据实施例的腐蚀传感器组件的示意图。腐蚀传感器组件312包括传感器pcb330，该传感器pcb330包括多个开口或槽334和迹线338(例如，铜迹线)。开口334基本上围绕迹线338布置，以允许空气流过迹线338(或更一般地，迹线338的区域)。如本领域技术人员将理解的，开口334通常是在pcb330内定义的洞或孔。
迹线338的区域可以包括有效地跨越传感器pcb330的宽的任意数量的迹线338。在一个实施例中，迹线338的区域包括大约25毫米(mm)宽的大约四个迹线338。在四个迹线338中，两个迹线338可以由暴露的铜形成以有效地模拟典型的pcb信号迹线配置，同时两个迹线338可以基本上被密封以将这两个迹线338与水分和其它环境污染物隔离。换句话说，一对迹线338基本上暴露于环境，而另一对迹线338基本上与环境隔离。如本领域技术人员将理解的，密封迹线338可以包括使用诸如塑料或硅橡胶凝胶之类的材料来将迹线338与水分、空气污染物和其它腐蚀元素基本上隔绝。由暴露的铜形成的迹线338可以被认为是测试对，并且密封迹线338可以有效地是用作参考的控制对，其用于与测试对进行比较。当比较与控制对和测试对相关联的信号时，使用控制对和测试对可以实现更好的数据验证，因为控制对和测试对都可以暴露于相同的条件。例如，控制对和测试对可以暴露于在冲击、振动和/或温度方面基本相同的环境。通过将控制对和测试对暴露于基本相同的环境，通常可以更容易地将焦点缩小至腐蚀对控制对和测试对的影响，因为测试对可能被腐蚀，而控制对基本保持无腐蚀。
腐蚀传感器组件312还包括千兆位串行器/解串器(serdes)部件342、pic微控制器部件346、硅存储技术(sst)闪存部件350、温度和/或湿度传感器354、和接口部件358，所有这些部件可被耦合到或以其它方式安装在传感器pcb330上。在一个实施例中，腐蚀传感器组件312可以包括电池部件(未示出)，例如，可充电电池，其允许腐蚀传感器组件312在腐蚀传感器组件所接口的pcb遭受电力损失的情况下继续操作。
千兆位serdes部件342实现腐蚀传感器组件312与外部管理和监测逻辑(例如，软件和/或硬件逻辑)之间的通信。千兆位serdes部件342可以向外部管理和监测逻辑(或管理布置)提供数据，以使得外部管理和监测逻辑可以确定何时例如向系统操作者提供腐蚀传感器组件312处于腐蚀环境的警报。
pic微控制器部件346通常是被配置为控制腐蚀传感器组件312的操作的控制器。在一个实施例中，pic微控制器部件346执行以下任务，包括但不限于：识别数据记录间隔并且获得数据、信号性能分析、数据分析、以及通信。换句话说，pic微控制器部件346可记录信号完整性中的变化，并且使得这些变化被分析(例如，使用多变量数据分析趋势和预测)以确定腐蚀是否可能正在发生。pic微控制器部件346与迹线338的区域中的迹线对有效地进行交互，并且根据流经迹线对的信号的质量和特性来导出数据。应当理解，千兆位serdes部件342通常可以与迹线338的区域进行交互以监测变化，并且将与变化相关的信息传递到pic微控制器部件346。
sst闪存部件350通常被配置为存储获得的数据。例如，sst闪存部件350存储由腐蚀传感器组件312记录的非易失性数据以用于基本上实时处理，并且使得所记录的非易失性数据能够被取回。应当理解，从sst闪存部件350取回非易失性数据可以基本上被异步地执行。此外，sst闪存部件350还可以存储外部导出的数据，例如，主机pcb是否经历了电力损失。
温度和/或湿度传感器354被布置为获得局部环境数据，并且提供局部环境数据以用于存储在sst闪存部件350中并且由pic微控制器部件346进行分析。应当理解，附加的传感器(例如，冲击和振动传感器)也可以被包括在可插拔腐蚀传感器组件312中。
可插拔腐蚀传感器组件312通常可以具有任意适当的尺寸和形状。可插拔腐蚀传感器组件312的尺寸和形状可以基于其中可插拔腐蚀传感器组件312是其一部分的总体系统的要求来选择。应当理解，一般来说，还可以使用密封技术(与在控制迹线对上采用的那些技术类似，如上所述)来保护固定到pcb330的部件免受水分和环境退化。图3b是根据实施例的可插拔腐蚀传感器组件312的示意图，其中可插拔腐蚀传感器组件312具有第一形状。可插拔腐蚀传感器组件312可以从pcb330形成，其可以具有任意适当的厚度，例如，约0.04英寸(in)的厚度。如图所示，迹线338和开口334位于pcb330上，并且靠近pcb330的一端。在所示出的实施例中，物理接口部件358包括闩锁特征360，该闩锁特征360被布置为允许物理接口部件358与主机系统pcb的物理接口(未示出)安全连接。物理接口部件358可以镀金属以允许与主机系统pcb的物理接口进行电连接。
接下来参考图4，将根据实施例描述包括第一形状的可插拔腐蚀传感器组件(如图3b所示出的)的pcb组件。pcb组件400包括主pcb404(例如，主板或主机系统pcb)和可插拔腐蚀传感器组件412。通常，pcb404包括诸如连接器416之类的部件，并且可以具有板载电源或者可以连接到外部电源(未示出)。连接器416可以是任意适当的连接器。作为示例，连接器416可以是microsd连接器。
在所描述的实施例中，连接器416被配置为接收或接合或连接到可插拔腐蚀传感器组件412的至少一部分，以使得可插拔腐蚀传感器组件412基本上平行于pcb404(或基本上沿着与pcb404相同的平面)被有效地安装。如图所示，连接器416可以是被配置为与可插拔腐蚀传感器组件412的物理接口部件(例如，连接器)连接或接合的插座。也就是说，连接器416通常被布置为与可插拔腐蚀传感器组件412连接以在pcb404和可插拔腐蚀传感器组件412之间提供机械连接和/或电连接。通常，可插拔腐蚀传感器组件412的至少一部分被布置为插入到连接器416中，以使得可插拔腐蚀传感器组件412可移除地耦合到连接器416。连接器416可以包括保持部件，该保持部件被配置为与被包括在可插拔腐蚀传感器组件412上的闩锁特征或突出物连接。为了减少连接器416被腐蚀的可能性，连接器可以包括金触点，该金触点被布置为接合可插拔腐蚀传感器组件412。
图5是示出根据实施例的一种使用可插拔腐蚀传感器组件的方法的过程流程图。使用可插拔腐蚀传感器组件的方法501开始于步骤505，其中可插拔腐蚀传感器组件被插入到pcb上的插座中。在一个实施例中，将可插拔传感器组件插入到pcb上的插座中包括将可插拔传感器组件与pcb机电地耦合。
在步骤509中，将pcb组件(即，具有可插拔腐蚀传感器的pcb)放置在要监测潜在腐蚀的环境中。也就是说，将其中pcb组件为其一部分的设备放置在要监测潜在腐蚀的环境中。应当理解，将pcb组件放置在要监测的环境中通常可以包括将pcb组件放置在设备内。在步骤513中，监测来自pcb组件或更具体地来自可插拔腐蚀传感器组件的传感器信号。监测来自可插拔腐蚀传感器组件的传感器信号可以包括但不限于包括：记录传感器信号的变化、过滤变化、并且分析变化。监测到的信号可以包括与测试迹线和控制迹线相关联的信号，以及与温度和/或湿度传感器相关联的信号。在一个实施例中，信号可以由从可插拔腐蚀传感器组件获得数据的管理系统来监测。
在步骤517中，做出传感器信号是否指示潜在腐蚀的确定。这样的确定可以基于任意适当的分析。对测试迹线数据和控制迹线数据的分析可以包括频域比较和时域比较。监测信号质量中的差异或变化可以通过损耗签名或频率相关特性来执行。然而，其它信号完整性伪影(例如但不限于：接收器的均衡需求)可以被用作测试迹线上的腐蚀存在和严重性的指示。通常，可以将与腐蚀传感器组件上的测试迹线对相关联的信号和与腐蚀传感器组件上的控制迹线对相关联的信号进行比较，以确定信号之间是否存在相对显著的差异。当信号的完整性之间存在相对显著的差异时和/或当信号之间的差异随时间增加时，可以指示腐蚀环境。一般来说，随时间的推移变化越大，则设备受环境的影响越大。应当理解，用于确定是否可能指示腐蚀的因素可能差别很大。
如果确定传感器信号不指示潜在腐蚀，则处理流程返回到步骤513，其中，监测传感器信号。或者，如果在步骤517中指示潜在腐蚀，则处理流程前进到可选步骤519，其中，确定潜在腐蚀是否处于需要补救的等级。也就是说，在一个实施例中，在步骤519中确定潜在腐蚀的等级是否超过阈值，例如，超过其将执行补救的阈值。如果确定潜在腐蚀不处于需要补救的等级，则处理流程返回到步骤513，其中，监测传感器信号。或者，如果在步骤519中确定潜在腐蚀等级超过阈值，则处理流程移动到步骤521，其中，可以提供潜在腐蚀的通知，并且可以执行补救。换句话说，当指示潜在腐蚀时，系统操作者可以采取措施以有效地确保在接收到潜在腐蚀的指示时pcb组件不再受腐蚀环境的影响。例如，可以改变环境本身以减少湿度，和/或pcb组件可以从腐蚀环境中移除。在一个实施例中，可以在来自从可插拔腐蚀传感器组件获取信息的管理系统(例如，逻辑或软件)的通知中向系统操作者提供潜在腐蚀的指示。应当理解，如果不执行可选步骤519，则当传感器信号指示潜在腐蚀时，处理流程可以从步骤517基本上直接前进到步骤521。
一旦在步骤521中执行补救，则可插拔腐蚀传感器组件可以可选地在pcb组件中被替换。用基本上新的可插拔的腐蚀传感器组件替换可插拔腐蚀传感器组件有助于针对潜在腐蚀继续监测pcb组件。在可插拔腐蚀传感器组件被可选地替换之后，使用可插拔腐蚀传感器组件的方法完成。
腐蚀传感器组件通常可以被配置为确定腐蚀传感器组件是否处于潜在腐蚀环境中。在一个实施例中，腐蚀传感器组件可以向外部管理软件提供数据，并且外部管理软件可以使用数据来确定腐蚀传感器组件是否处于潜在腐蚀环境中，和/或例如向主机操作者有效地提供腐蚀传感器组件已经检测到潜在腐蚀的通知。图6是根据实施例的包括腐蚀传感器组件和被配置为处理由腐蚀传感器组件获得的数据的计算系统的总体系统的示意图。总体系统680包括pcb组件600和计算系统670。pcb组件600包括腐蚀传感器组件612，其被布置为向计算系统670提供由腐蚀传感器组件612获得的数据。在计算系统670上运行的管理硬件和/或软件逻辑674可以处理从腐蚀传感器组件612获得的数据，以提供pcb组件600可能位于腐蚀环境中的通知。管理逻辑674可以在从腐蚀传感器组件612获得的数据满足某些条件时触发报警，并且还可以被布置为大体上预测腐蚀对pcb组件600的影响。除了实现操作者报警之外，管理逻辑674还可以被用来监测时间腐蚀数据以随时间创建迹线腐蚀存在和严重程度，并且将来自多个传感器的数据相关联以建立围绕潜在腐蚀事件的更广泛的上下文信息。
总体系统680可以将腐蚀传感器数据与来自其他地点的传感器的温度和湿度信息组合并且相关联。此外，系统680可以被用来组合来自多个位置的腐蚀传感器数据，这允许系统操作者识别例如数据中心装置中的空间模式。
虽然在本公开中仅描述了几个实施例，但是应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以以许多其它具体形式来体现本公开。作为示例，可插拔腐蚀传感器组件的电气部件(包括但不限于包括：千兆serdes部件、微控制器部件、传感器和闪存部件)可以被密封以保护部件免受环境损害。
腐蚀传感器组件已被描述为被布置为处理数据以提供对腐蚀传感器组件是否处于腐蚀环境中的指示。在一个实施例中，腐蚀传感器组件可以收集数据而不是处理数据，腐蚀传感器组件可以向在外部计算系统上运行的管理逻辑提供数据，并且管理逻辑可以处理数据以确定腐蚀传感器组件是否处于腐蚀环境中。
被包括在可插拔腐蚀传感器组件中的部件可以变化。例如，虽然可插拔腐蚀传感器组件已被描述为包括pic微控制器和sst闪存，但是应当理解，代替pic微控制器和/或sst闪存，任意适当的微控制器或处理器和/或任意适当的闪存可以被包括在可插拔腐蚀传感器组件上。
可插拔腐蚀传感器组件已被描述为包括物理接口部件，该物理接口部件允许可插拔腐蚀传感器组件与pcb(即，针对腐蚀的影响将被有效地监测的pcb)电气地和机械地连接。虽然microsd连接器已被描述为适当的物理接口部件，但是应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，用于将可插拔腐蚀传感器组件耦合到pcb的适当的物理接口部件可以有很大差别。
通常，可插拔腐蚀传感器组件已被描述为位于pcb上。虽然可插拔腐蚀传感器组件通常被示出为沿着与pcb相同的平面方向(例如，使得可插拔腐蚀传感器组件基本上平行于pcb)，但是可插拔腐蚀传感器组件相对于pcb的方向可以有很大差别。例如，可插拔腐蚀传感器组件可以与pcb连接，以使得可插拔腐蚀传感器组件相对于pcb基本上处于垂直方向。
在一个实施例中，腐蚀传感器组件可以位于针对腐蚀要被检测的电气设备的pcb或一部分的附近。也就是说，代替位于要监测的电气设备的pcb或一部分上，腐蚀传感器组件可以替代地位于相对靠近电气设备的pcb或一部分的地方。例如，腐蚀传感器组件可以固定在电气设备外壳的外部，例如，数据支架上。
可插拔腐蚀传感器组件的形状可以有很大差别。应当理解，如图3a和图4所示的可插拔腐蚀传感器组件的形状是为了说明的目的，并且各种其他形状是可能的。此外，可插拔腐蚀传感器上的迹线、开口和/或部件的位置可以有很大差别。
pic微控制器可以配备有模拟到数字以及数字到模拟的转换能力。因此，在解码数据和比较数据之前，可以利用pic微控制器的能力来直接通过腐蚀传感器上的迹线对发送相对高频的数据，并且基本上直接接收该数据。也就是说，pic微处理器可以包括与被包括在千兆serdes中的一些功能相同的功能。
与本公开的方法相关的步骤可以有很大差别。在不脱离本公开的范围的精神的情况下，可以添加、删除、改变、组合和重新排序步骤。因此，本示例将被认为是说明性的而不是限制性的，并且示例不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改。