固态硬盘的测温装置、方法、系统及计算机存储介质与流程

1.本发明涉及固态硬盘技术领域，特别涉及一种固态硬盘的测温装置、方法、系统及计算机存储介质。


背景技术：

2.固态硬盘是以闪存介质为主的一种存储产品，主要包括外壳、主控制器芯片以及存储芯片，它广泛用于移动终端、笔记本电脑、台式机、服务器和数据中心等场合。随着固态硬盘读写性能不断提高，其发热量也逐渐增大，过高的温度会减低固态硬盘的可靠性，最终影响固态硬盘的存储寿命。
3.目前测量固态硬盘温度大多使用热电偶相关的电类温度传感器，将热电偶温度传感器粘贴于固态硬盘待测点表面，然而，热电偶温度传感器粘贴于固态硬盘外表面，传感器周围存在大量电子元器件，易受电磁干扰，导致温度测量不准确；并且，由于热电偶温度传感器尺寸较大，难以嵌入固态硬盘内部，导致测量温度与固态硬盘内部实际温度存在一定的偏差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种固态硬盘的测温装置，旨在解决目前使用热电偶传感器测量固态硬盘温度测量不准确的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种固态硬盘的测温装置，所述固态硬盘包括pcb板和设于所述pcb板上的电子元器件，所述测温装置包括：
6.光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器包括光纤和设置于所述光纤上的光纤光栅，所述光纤穿设于所述固态硬盘，所述光纤光栅贴合于所述电子元器件。
7.在一些实施例中，所述电子元器件具有多个；
8.所述光纤光栅传感器的所述光纤沿多个所述电子元器件的设置位置进行走线布置，所述光纤光栅传感器的所述光纤光栅对应设有多个，每一个所述光纤光栅对应贴合于一个所述电子元器件上。
9.在一些实施例中，所述光纤光栅传感器设有一个，一个所述光纤光栅传感器沿所述电子元器件的中心线设置；或者，
10.所述光纤光栅传感器设有多个，多个所述光纤光栅传感器等距间隔均匀设置且平行于所述电子元器件的中心线。
11.在一些实施例中，所述光纤光栅设于所述电子元器件朝向所述pcb板的一面，夹装于所述电子元器件与所述pcb板之间；或者，
12.所述光纤光栅设于所述电子元器件背离所述pcb板的另一面。
13.在一些实施例中，所述光纤光栅通过导热件包裹设置。
14.本发明还提出一种固态硬盘的测温方法，应用于固态硬盘的测温装置，所述固态硬盘包括pcb板和设于所述pcb板上的电子元器件，所述测温装置包括光纤光栅传感器，所
述光纤光栅传感器包括光纤和设置于所述光纤上的光纤光栅，所述光纤穿设于所述固态硬盘，所述光纤光栅贴合于所述电子元器件；所述测温方法包括：
15.实时采集所述光纤光栅的中心波长数据；
16.根据所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度。
17.在一些实施例中，在所述实时采集所述光纤光栅的中心波长数据的步骤之前，所述测温方法还包括：
18.将所述固态硬盘及其测温装置置于恒温箱中，设置所述恒温箱的初始温度并记录所述初始温度以及所述初始温度对应的所述光纤光栅的初始中心波长数据；
19.调节所述恒温箱的温度按预设幅度上升，并记录所上升的温度数据以及所述光纤光栅在对应上升温度下的中心波长数据；
20.根据所记录的所有温度数据和所述光纤光栅的中心波长数据生成曲线图，计算所述曲线图中曲线的斜率以获取所述光纤光栅传感器的灵敏度。
21.在一些实施例中，在所述根据所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度的步骤中包括：
22.根据所述灵敏度和所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度。
23.本发明还提出一种固态硬盘的测温系统，包括：
24.存储器，用于存储计算机程序；
25.处理器，用于执行所述计算机程序时，实现前述所记载的固态硬盘的测温方法。
26.本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现前述所记载的固态硬盘的测温方法。
27.本发明的固态硬盘的测温装置，固态硬盘包括pcb板和设于pcb板上的电子元器件，由于光纤光栅传感器的体积小且抗电磁干扰，可将光纤光栅传感器的光纤穿设于固态硬盘，以使光纤光栅嵌入固态硬盘的内部并贴合于电子元器件，从而光纤光栅传感器所检测到的温度与固态硬盘内部的实际温度一致，相较于现有技术，提高了固态硬盘的温度检测的准确性。
附图说明
28.图1为本发明一实施例中固态硬盘的测温装置的结构示意图；
29.图2为本发明又一实施例中固态硬盘的测温装置的结构示意图；
30.图3为本发明又一实施例中固态硬盘的测温装置的结构示意图；
31.图4为本发明又一实施例中固态硬盘的测温装置的结构示意图；
32.图5为本发明一实施例中固态硬盘的测温方法的流程图；
33.图6为本发明固态硬盘的测温系统的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
37.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.本发明提出一种固态硬盘的测温装置100，参照图1至图4，固态硬盘200包括pcb板210和设于pcb板210上的电子元器件220，测温装置100包括：
39.光纤光栅传感器110，光纤光栅传感器110包括光纤111和设置于光纤111上的光纤光栅112，光纤111穿设于固态硬盘200，光纤光栅112贴合于电子元器件220。
40.本实施例中，光纤光栅传感器110不受电磁干扰及光强波动的影响，以波长为编码，易于实现分布式测量，与传统电类温度传感器相比，光纤光栅传感器110具有其独特的优点，特别是易于实现多点、分布式测量以及动态测量等特点能够有效解决固态硬盘200温度测量中无法实现分布测量等问题；同时，光纤111材质还具有耐腐蚀、耐高温、环境适应能力强、尺寸小、灵敏度高、质量轻等优异特点，能够轻松嵌入固态硬盘200内部且不影响固态硬盘本身的功能及性能。因此，将光纤111穿设于固态硬盘200，光纤光栅112贴合于电子元器件220，即可精确测量出固态硬盘200的温度。
41.本发明的固态硬盘的测温装置100，固态硬盘200包括pcb板210和设于pcb板210上的电子元器件220，由于光纤光栅传感器110的体积小且抗电磁干扰，可将光纤光栅传感器110的光纤111穿设于固态硬盘200，以使光纤光栅112嵌入固态硬盘200的内部并贴合于电子元器件220，从而光纤光栅传感器110所检测到的温度与固态硬盘200内部的实际温度一致，相较于现有技术，提高了固态硬盘200的温度检测的准确性。
42.在一些实施例中，参照图1至图4，电子元器件220具有多个；
43.光纤光栅传感器110的光纤沿多个电子元器件220的设置位置进行走线布置，光纤光栅传感器110的光纤光栅112对应设有多个，每一个光纤光栅112对应贴合于一个电子元器件220上。
44.本实施例中，电子元器件220包括主控芯片和存储芯片，主控芯片是固态硬盘200的控制中心，其作用之一是合理调配数据在各个存储芯片上的负荷，二则是承担整个数据的中转，用于连接存储芯片和外部接口。pcb板210上除了主控芯片外，其余大部分位置都是存储芯片，例如nand flash闪存芯片等。光纤111沿主控芯片和存储芯片的布局规则进行走线布置，光纤111上的光纤光栅112为多个，每一个光纤光栅112对应贴合于一个芯片上，以检测到每一个芯片的温度，提高了固态硬盘200的温度检测的准确性。
45.在一些实施例中，参照图1和图2，光纤光栅传感器110设有一个，一个光纤光栅传
感器110沿电子元器件220的中心线设置；或者，
46.参照图3和图4，光纤光栅传感器110设有多个，多个光纤光栅传感器110等距间隔均匀设置且平行于电子元器件220的中心线。
47.本实施例中，光纤光栅传感器110设有一个，对应的光纤111为一个，一个光纤111上的多个光纤光栅112沿主控芯片和存储芯片的中心线设置；或者，光纤光栅传感器110设有多个，对应的光纤111为多个，多个光纤111平行于主控芯片和存储芯片的中心线等距间隔均匀设置，可获取较多的固态硬盘200温度数据，提高了固态硬盘200的温度检测的准确性。其中，光纤光栅传感器数量110可根据实际情况设置。可选地，用高温胶固定光纤111一端，光纤111另一端为自由端，防止光纤111移动以及应变影响温度测量结果。
48.在一些实施例中，光纤光栅112设于电子元器件220朝向pcb板210的一面，夹装于电子元器件220与pcb板210之间；或者，
49.光纤光栅112设于电子元器件220背离pcb板210的另一面。
50.本实施例中，多个光纤光栅112分别嵌入电子元器件220与pcb板210之间，或者，多个光纤光栅112分别安装于电子元器件220的表面，以检测光纤光栅112在电子元器件220对应位置的温度，可精确获取固态硬盘200内部温度。
51.在一些实施例中，光纤光栅112通过导热件包裹设置。
52.本实施例中，光纤光栅112通过导热件包裹设置，防止空气对温度测量结果造成影响。可选地，光纤光栅112采用导热膏包裹，可根据实际情况设置。
53.本发明还提出一种固态硬盘的测温方法，应用于固态硬盘的测温装置100，固态硬盘200包括pcb板210和设于pcb板210上的电子元器件220，测温装置100包括光纤光栅传感器110，光纤光栅传感器110包括光纤111和设置于光纤111上的光纤光栅112，光纤111穿设于固态硬盘200，光纤光栅112贴合于电子元器件220；参照图5，测温方法包括：
54.步骤s10：实时采集光纤光栅112的中心波长数据；
55.步骤s20：根据中心波长数据计算电子元器件220的实时温度。
56.本实施例中，光纤光栅传感器110受热膨胀，导致栅距发生改变，通过光纤光栅传感器110的光波中心波长也将随栅距变化而变化，根据光纤光栅解调仪得到波长变化从而计算出温度增量即可获得电子元器件220的实时温度值。
57.在一些实施例中，在步骤s10之前，所述测温方法还包括：
58.将所述固态硬盘及其测温装置置于恒温箱中，设置所述恒温箱的初始温度并记录所述初始温度以及所述初始温度对应的所述光纤光栅的初始中心波长数据；
59.调节所述恒温箱的温度按预设幅度上升，并记录所上升的温度数据以及所述光纤光栅在对应上升温度下的中心波长数据；
60.根据所记录的所有温度数据和所述光纤光栅的中心波长数据生成曲线图，计算所述曲线图中曲线的斜率以获取所述光纤光栅传感器的灵敏度。
61.本实施例中，具体地，光纤光栅传感器110灵敏度标定实验步骤如下：第一步，将封装好的带光纤光栅传感器110的固态硬盘200放入恒温箱中，设置恒温箱温度为0℃，记为初始温度，待温度稳定后，通过光纤光栅解调仪记录此时波长，记为初始波长；第二步，设置恒温箱温度，每次增加10℃直到温度为100℃，每次升温待温度稳定后记录温度与波长值，重复三次，选择在相同的温度检测点的三次标定中，三个中心波长数据中的最大值计算光纤
光栅传感器110的灵敏度；第三步，根据第二步记录的温度值与对应波长值作出波长随温度变化曲线图，根据前述公式可知，波长与温度应为正比例关系，故曲线斜率即为光纤光栅传感器110的灵敏度。
62.在一些实施例中，在步骤s20中包括：
63.根据所述灵敏度和所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度。
64.根据灵敏度和中心波长数据计算电子元器件的实时温度。
65.本实施例中，固态硬盘200的温度可以通过以下公式计算获得：本实施例中，固态硬盘200的温度可以通过以下公式计算获得：其中，t为固态硬盘200实时温度，t0为固态硬盘200初始温度，k为光纤光栅传感器110的灵敏度，λ为光纤光栅传感器110实时中心波长，λ0为光纤光栅传感器110初始中心波长。通过对光纤光栅传感器110进行灵敏度标定实验即可得到光纤光栅传感器110灵敏度k值，中心波长λ与λ0可通过光纤光栅解调仪得到，初始温度t0通过温度计获取。后续测量固态硬盘200温度只要获得波长漂移量与初始温度即可根据公式计算出固态硬盘200对应位置当前温度值。
66.本发明还提出一种固态硬盘的测温系统，包括：
67.存储器，用于存储计算机程序；
68.处理器，用于执行计算机程序时，实现前述所记载的固态硬盘的测温方法。
69.本发明实施例所提出的固态硬盘的测温系统可以是机器人，也可以是pc。如图6所示，该固态硬盘的测温系统可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元，比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
70.如图6所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及机械臂校准程序。
71.在图6所示的固态硬盘的测温系统中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的机械臂校准程序。
72.本发明还提出一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现前述所记载的固态硬盘的测温方法。
73.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
74.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的
部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
75.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
76.集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
77.以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

技术特征：
1.一种固态硬盘的测温装置，所述固态硬盘包括pcb板和设于所述pcb板上的电子元器件，其特征在于，所述测温装置包括：光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器包括光纤和设置于所述光纤上的光纤光栅，所述光纤穿设于所述固态硬盘，所述光纤光栅贴合于所述电子元器件。2.根据权利要求1所述的固态硬盘的测温装置，其特征在于，所述电子元器件具有多个；所述光纤光栅传感器的所述光纤沿多个所述电子元器件的设置位置进行走线布置，所述光纤光栅传感器的所述光纤光栅对应设有多个，每一个所述光纤光栅对应贴合于一个所述电子元器件上。3.根据权利要求2所述的固态硬盘的测温装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器设有一个，一个所述光纤光栅传感器沿所述电子元器件的中心线设置；或者，所述光纤光栅传感器设有多个，多个所述光纤光栅传感器等距间隔均匀设置且平行于所述电子元器件的中心线。4.根据权利要求1～3任一项所述的固态硬盘的测温装置，其特征在于，所述光纤光栅设于所述电子元器件朝向所述pcb板的一面，夹装于所述电子元器件与所述pcb板之间；或者，所述光纤光栅设于所述电子元器件背离所述pcb板的另一面。5.根据权利要求4所述的固态硬盘的测温装置，其特征在于，所述光纤光栅通过导热件包裹设置。6.一种固态硬盘的测温方法，应用于固态硬盘的测温装置，所述固态硬盘包括pcb板和设于所述pcb板上的电子元器件，其特征在于，所述测温装置包括光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器包括光纤和设置于所述光纤上的光纤光栅，所述光纤穿设于所述固态硬盘，所述光纤光栅贴合于所述电子元器件；所述测温方法包括：实时采集所述光纤光栅的中心波长数据；根据所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度。7.根据权利要求6所述的固态硬盘的测温方法，其特征在于，在所述实时采集所述光纤光栅的中心波长数据的步骤之前，所述测温方法还包括：将所述固态硬盘及其测温装置置于恒温箱中，设置所述恒温箱的初始温度并记录所述初始温度以及所述初始温度对应的所述光纤光栅的初始中心波长数据；调节所述恒温箱的温度按预设幅度上升，并记录所上升的温度数据以及所述光纤光栅在对应上升温度下的中心波长数据；根据所记录的所有温度数据和所述光纤光栅的中心波长数据生成曲线图，计算所述曲线图中曲线的斜率以获取所述光纤光栅传感器的灵敏度。8.根据权利要求7所述的固态硬盘的测温方法，其特征在于，在所述根据所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度的步骤中包括：根据所述灵敏度和所述中心波长数据计算所述电子元器件的实时温度。9.一种固态硬盘的测温系统，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时，实现权利要求6-8任一项所述的固态硬盘的测温方法。10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现权利要求6-8任一项所述的固态硬盘的测温方法。

技术总结
本发明公开一种固态硬盘的测温装置，所述固态硬盘包括PCB板和设于所述PCB板上的电子元器件，其特征在于，所述测温装置包括：光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器包括光纤和设置于所述光纤上的光纤光栅，所述光纤穿设于所述固态硬盘，所述光纤光栅贴合于所述电子元器件。本发明的固态硬盘的测温装置，固态硬盘包括PCB板和设于PCB板上的电子元器件，由于光纤光栅传感器的体积小且抗电磁干扰，可将光纤光栅传感器的光纤穿设于固态硬盘，以使光纤光栅嵌入固态硬盘的内部并贴合于电子元器件，从而光纤光栅传感器所检测到的温度与固态硬盘内部的实际温度一致，相较于现有技术，提高了固态硬盘的温度检测的准确性。态硬盘的温度检测的准确性。态硬盘的温度检测的准确性。


技术研发人员：孙成思 何瀚 王灿 谢志超
受保护的技术使用者：惠州佰维存储科技有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/9