一种机房正压检测装置的制作方法

本实用新型属于机房传感器的技术领域，特别涉及一种机房正压检测装置及检测方法。

背景技术：

高等级的数据中心出于节能、洁净方面的要求，需要数据中心气体压力保持正压，现有的机房正压检测往往通过在机房内、外安装通用气体压力传感器或气体压力变送器的方式实现；而市场上的空气微压差开关最小量程为20Pa，原大于标准要求的9.8Pa，不适用于此类场所。这种采用气体压力传感器或气体压力变送器的方案存在以下几个问题：

a、机房内外的压差会随外部风压变化，这就需要保证测量10帕（Pa）精度的同时增加设备的量程，这种测量精度高、测量量程大（避免超量程）的传感器往往价格很高。

b、在机房内部和外部安装多个气体压力传感器或气体压力变送器，施工难度、防水和隐蔽工程难度较大，检修困难。同时，由于外部温度变化大，变送器的漂移和误差也很难控制，容易造成数据错误。

c、气体压力传感器或气体压力变送器无法直观的显示机房实际的正压状态，需要通过第三方软件系统通过后台算法来实现，存在后台系统复杂，准确度降低、误报率升高、需要配套的误差消除辅助算法开发及验证难度大等问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题可以克服现有技术的不足，用较低的设备成本实现机房的正压检测。可以解决测量精度、测量量程与经济性的矛盾；可以保证优良的密闭性，有利于机房的清洁、节能降耗和机房安全；还可以直接通过光信号报警，直观反映检测结果。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种机房正压检测装置，其中：包括设备底盒，设备底盒密封设置，设备底盒内安装有机房内通气管、压差探测器、控制装置、机房外通气管以及报警装置，压差探测器包括探测器壳体，探测器壳体内设置一弹性膜，弹性膜将探测器壳体内的空间分隔为相互密封的左半部和右半部，一滑动轴从弹性膜的中心穿过，且滑动轴左端穿过左半部，右端穿入右半部，滑动轴与弹性膜固定连接，左半部或右半部内设置一弹簧，弹簧一端与弹性膜的中心连接，另一端与探测器壳体固定连接，滑动轴的左端连接一动子，设备底盒内固定有静子，动子和静子接在控制装置的检测回路上作为开关使用；机房内通气管一端与机房内空间连通，另一端与左半部连通，机房外通气管一端与机房外空间连通，另一端与右半部连通，机房内通气管上安装有能控制机房内通气管通断的电磁阀，电磁阀与控制装置连接，由控制装置控制电磁阀运作，控制装置与报警装置以及上位监控设备连接；当弹性膜向右弯曲，弹性膜带着滑动轴向右滑动超过预定行程，动子与静子分离，控制装置检测到左半部与右半部的正压压差大出预定数值，当动子与静子接触时，控制装置检测到左半部与右半部的正压压差小于预定数值，控制装置控制报警装置报警，并将信息反馈上位监控设备。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的电磁阀闭合时，左半部处于密封状态，左半部内的气压保持在电磁阀闭合前机房内的气压水平上。

上述的弹性膜采用微弹力橡胶材质薄膜。

上述的弹簧采用微力弹簧。

上述的设备底盒固定在机房墙壁上，设备底盒的底板上固定有用于增加设备底盒与机房墙壁密封性的底部密封层。

上述的控制装置为单片机。

上述的报警装置为报警灯。

一种机房正压检测装置检测机房正压的方法，其中：包括以下步骤：

步骤a、在控制装置的控制下，控制装置开启电磁阀，使机房内通气管通畅，左半部与机房内空间连通，左半部内的气压与机房内气压持平，然后控制装置控制电磁阀关闭，使左半部与机房内空间隔断，经过一定时间后，控制装置再次开启电磁阀，如此反复，电磁阀开启时间为状态调整周期，电磁阀关闭时，为检测周期，控制装置仅在检测周期内检测动子与静子是否接触；

步骤b、电磁阀开启后，机房内空间的气体压力作用于弹性膜左侧，机房外空间的气体压力作用于弹性膜右侧；当机房内空间的气体压力不大于机房外空间的气体压力预定数值时，弹性膜带动滑动轴滑动，使动子与静子接触，此时控制装置判定左半部与右半部的正压压差小于预定数值，控制装置控制报警装置报警，并将信息反馈上位监控设备；当机房内空间的气体压力大于机房外空间的气体压力预定数值时，弹性膜向右弹性变形，带动滑动轴右滑，使动子与静子分离，此时控制装置判定左半部与右半部的正压压差大于预定数值，处于正常状态，并将信息反馈上位监控设备。

当控制装置检测动子与静子是否接触时，对静子触点输出进行信号的除抖处理。

步骤a中，电磁阀开启时间为3-5秒，关闭时间为60秒，如此反复；动子与静子接触的临界压力差为左半部比右半部的正压压差小于10帕。

本实用新型在不影响保证机房气密性的前提下，可以按规范要求对机房内的正压状态进行准确的测量，并将机房正压状态采用干接点输出及灯光报警的方式进行输出。同时，本实用新型具备防止误报的措施，具有准确度高、量程大、经济性好的特点，实现使用功能和经济性的良好统一。本实用新型适合在机房的外墙、机房门、彩钢板等部位安装，外感美观，与机房整体装饰效果一致。本实用新型的设备可以单独使用；也可以与机房动力环境监控系统配套使用。

本实用新型采用的原理是通过管道将压差探测器与机房内、外的相连，当外部压强与内部压强差大于设定值时，外部气体压力推动弹性膜及弹性膜中心的滑动轴，使滑动轴一端的导体与两断开的触点导通，从而实现压力值改变状态的输出。

机房内的压力常规情况下处于一个稳定的范围，仅在外部风压剧烈变化、内部密封性变差（新风机启动、排风装置启动或建筑物围护出现间隙）时数值发生质变，机房内的压力并非是一个经常改变的动态过程，而是一个相对的稳定的静态过程。因此，本实用新型根据机房内压的这个特点，采用周期性采样方式，控制其他可以调整采样周期，比如在60秒-600秒的范围进行压力采样，即可可以满足机房内压检测的实际要求；也可以提升装置的使用寿命。采用周期性采样方式的最大优势是可以很好的避免瞬时的压差改变（如：附近门的开、闭）造成误报频率，提高检测结果的可靠性。

本实用新型采用密闭管道实现机房内外相连，底盒后有底部密封层，可以实现设备的全封闭安装，气密性好。

本实用新型的控制装置安装在底盒内。主要功能包括：定时驱动进气电磁阀、负压探测器输出除抖、输入信号保持及触发反转、指示灯驱动和继电器干接点输出。

本实用新型采用外部12V、5V电源供电。

本实用新型的压差探测器采用机械装置实现，压差探测器内部采用橡胶薄膜、微力弹簧和不锈钢轴，结构简单，价格便宜、体积小；没有采用复杂程度高的电子采集装置，可以大大提高装置的微型化程度和经济性。不会因本装置产生对机房压差的影响及对机房洁净度造成影响。

附图说明

图1是传统机房压力检测系统示意图；

图2是本实用新型的机房压力检测系统示意图；

图3是图2的左视图；

图4是本实用新型压差探测器的示意图。

图5是弹性膜弯曲的示意图；

图6是本实用新型的连接结构图。

其中附图标记为：设备底盒1、底部密封层11、机房内通气管2、压差探测器3、左半部3a、右半部3b、探测器壳体31、弹性膜32、滑动轴33、弹簧34、动子35、静子36、控制装置4、机房外通气管5、电磁阀6、报警灯7。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

本实用新型的一种机房正压检测装置，其中：包括设备底盒1，设备底盒1密封设置，设备底盒1内安装有机房内通气管2、压差探测器3、控制装置4、机房外通气管5以及报警装置，压差探测器3包括探测器壳体31，探测器壳体31内设置一弹性膜32，弹性膜32将探测器壳体31内的空间分隔为相互密封的左半部3a和右半部3b，一滑动轴33从弹性膜32的中心穿过，且滑动轴33左端穿过左半部3a，右端穿入右半部3b，滑动轴33与弹性膜32固定连接，左半部3a或右半部3b内设置一弹簧34，弹簧34一端与弹性膜32的中心连接，另一端与探测器壳体31固定连接，滑动轴33的左端连接一动子35，设备底盒1内固定有静子36，动子35和静子36接在控制装置4的检测回路上作为开关使用；机房内通气管2一端与机房内空间连通，另一端与左半部3a连通，机房外通气管5一端与机房外空间连通，另一端与右半部3b连通，机房内通气管2上安装有能控制机房内通气管2通断的电磁阀6，电磁阀6与控制装置4连接，由控制装置4控制电磁阀6运作，控制装置4与报警装置以及上位监控设备连接；当弹性膜32向右弯曲，弹性膜32带着滑动轴33向右滑动超过预定行程，动子35与静子36分离，控制装置4检测到左半部3a与右半部3b的正压压差大出预定数值，当动子35与静子36接触时，控制装置4检测到左半部3a与右半部3b的正压压差小于预定数值，控制装置4控制报警装置报警，并将信息反馈上位监控设备。

实施例中，电磁阀6闭合时，左半部3a处于密封状态，左半部3a内的气压保持在电磁阀6闭合前机房内的气压水平上。

实施例中，弹性膜32采用微弹力橡胶材质薄膜。

实施例中，弹簧34采用微力弹簧。

实施例中，设备底盒1固定在机房墙壁上，设备底盒1的底板上固定有用于增加设备底盒1与机房墙壁密封性的底部密封层11。

实施例中，控制装置4为单片机。

实施例中，报警装置为报警灯7。

一种机房正压检测装置检测机房正压的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤a、在控制装置4的控制下，控制装置4开启电磁阀6，使机房内通气管2通畅，左半部3a与机房内空间连通，左半部3a内的气压与机房内气压持平，然后控制装置4控制电磁阀6关闭，使左半部3a与机房内空间隔断，经过一定时间后，控制装置4再次开启电磁阀6，如此反复，电磁阀6开启时间为状态调整周期，电磁阀6关闭时，为检测周期，控制装置4仅在检测周期内检测动子35与静子36是否接触；

步骤b、电磁阀6开启后，机房内空间的气体压力作用于弹性膜32左侧，机房外空间的气体压力作用于弹性膜32右侧；当机房内空间的气体压力不大于机房外空间的气体压力预定数值时，弹性膜32带动滑动轴33滑动，使动子35与静子36接触，此时控制装置4判定左半部3a与右半部3b的正压压差小于预定数值，控制装置4控制报警装置报警，并将信息反馈上位监控设备；当机房内空间的气体压力大于机房外空间的气体压力预定数值时，弹性膜32向右弹性变形，带动滑动轴33右滑，使动子35与静子36分离，此时控制装置4判定左半部3a与右半部3b的正压压差大于预定数值，处于正常状态，并将信息反馈上位监控设备。

当控制装置4检测动子35与静子36是否接触时，对静子36触点输出进行信号的除抖处理。

步骤a中，电磁阀6开启时间为3-5秒，关闭时间为60秒，如此反复；动子35与静子36接触的临界压力差为左半部3a比右半部3b的正压压差小于10帕。

以下为具体实施案例：

通常情况下，机房处于对外部正压大于10帕（Pa）时。当电磁阀6开启后，内部压强向右侧推动压差探测器3的弹性膜32带动滑动轴33右移，使静触点断开。

当机房内部与外部压差小于10帕（Pa）时，在外压和弹簧34的作用下，弹性膜32及弹簧34带动带动滑动轴33左移，使静触点闭合。

压差探测器3内径5mm，压差10帕（Pa）时的截面压力为0.078牛顿（N）。压差探测器3内的弹性膜采用微弹力橡胶材质薄膜，厚度0.5mm，3mm行程时弹力为0.04牛顿（N）；弹簧34采用微力弹簧34，材质系数4000kg/mm2、线径0.2mm、外径4mm，有效圈数20圈，总长8mm，3mm行程时拉力为0.04牛顿（N）。当内部与外部压差小于10帕（Pa）时，弹性膜32与弹簧34的合力为0.08牛顿（N）＞0.078牛顿（N），可以推动动触点与静触点触碰。

在此基础上，本实用新型提出了一种机房正压的方法，包括以下步骤：

本实用新型尺寸为：860*860*540mm。由设备底盒1、设备面板、进气电磁阀6、压差探测器3、控制装置4、机房内通气管2、机房外通气管5和报警灯7等组成。

进气电磁阀6、压差探测器3、控制装置4、机房内通气管2、机房外通气管5均安装在设备底盒1内。

本实用新型采用密闭管道实现机房内外相连，底盒后有底部密封层，可以实现设备的全封闭安装，气密性好。

步骤1、在控制模块的控制下，检测装置周期开启检测通道，具体参数可根据机房运行得出的气密性数据进行调整，通常开启时间为3秒，检测周期为60秒。

步骤2、电磁阀6开启后，内外气体压力作用于压差探测器3的弹性膜32，弹性膜32产生位移，当内压小于10帕（Pa）时（含负压状态），弹性膜32带动滑动轴33，造成常闭触点状态改变，使检测装置检测到告警信号。

步骤3、对压差探测器3的触点输出进行信号的除抖处理，经控制装置计算后输出报警信号及对应的干接点状态。

步骤4、通过面板告警灯直接实现机房正压告警。

步骤5、周期时间到达后，电磁阀6关闭后，密闭的检测管道可以防止瞬间内外压力变化产生的扰动，有利于简化控制装置的复杂性并提高负压探测器的使用寿命，有利于装置的小型化，并提高装置的数据可靠性，减少误报。

以上这些都极大的保证了装置的气密性、使用机械装置极大的节省了检测器硬件电路复杂度，并使得系统更加小型化。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。