
随着AI大模型与高性能计算快速增长,数据中心算力密度不断提升,传统风冷方式逐渐难以满足高密度算力设备的散热需求。
液冷技术通过提高换热效率,通常可降低散热系统能耗,为高密度算力设备提供更加高效的散热方案。
冷却液分配单元(CDU,Coolant Distribution Unit)作为液冷系统的关键设备,负责冷却液循环、热交换及流量压力管理,为服务器散热提供稳定的冷却条件。
在CDU运行过程中,冷却液压力是反映系统运行状态的重要参数。压力变送器通过实时采集冷却液压力数据,并将信号传输至控制系统,为系统控制、状态监测及异常判断提供测量依据。

压力变送器安装于CDU设备的冷却液循环管路中,是CDU系统中的压力感知核心,其核心作用是采集并输出准确的冷却液压力信号,为系统全链路的运行管理提供数据基础,主要体现在以下方面:
实时采集冷却回路中的压力数据,为系统调节与状态研判提供基础数据。
控制系统依据压力信号调节循环泵等部件,实现压力、流量等参数的动态调控。
控制系统通过压力变化判断冷却液循环状态,辅助识别循环异常、管路堵塞、压力异常波动等隐患。
当压力异常时,控制系统可根据压力信号执行报警或联锁保护,防止设备损坏或冷却中断等风险。
压力变送器数据是CDU控制系统的关键输入,当出现漂移、信号干扰、密封失效等异常时,将直接影响系统稳定运行:
零点漂移:压力读数产生系统性偏差,导致循环泵调节失准,回路压力与流量控制不稳定
信号干扰:测量信号受电磁环境影响失真,造成控制系统误判压力状态,可能引发误报警或误联锁·
响应滞后:无法及时捕捉瞬态压力波动,异常工况发现不及时,增加设备运行风险
接液泄漏:接液部位密封失效导致冷却液渗漏或污染物侵入,提升回路污染与系统运行风险·
信号中断:压力信号完全丢失,触发系统故障停机或失去监测依据,提升运行失控风险
长期稳定性差:长期运行后测量精度衰减大、零点漂移增大,需频繁校准或更换,增加运维成本
CDU内部运行工况复杂,压力变送器需要直面来自介质、温度、机械、电磁等多维度的环境与运行挑战。基于CDU的应用场景与运行特点,对压力变送器的核心要求可以概括为四点:测得出、测得准、测得稳、测得久。
具体工况挑战与对应性能要求如下:
CDU工况挑战 | 对压力变送器的要求 |
长期接触冷却液(如乙二醇/水混合液)及添加剂 | 接液材料耐腐蚀,长期介质兼容性好 |
冷却液洁净度要求高,避免回路污染 | 接液材料低析出,降低污染冷板流道风险 |
液冷系统对泄漏风险高度敏感 | 高可靠密封设计,保证长期密封稳定性 |
冷却液温度随负载变化,启停温变速率快 | 宽温区温度补偿,降低温漂,保证宽温域测量精度 |
控制系统依赖压力数据判断流量、堵塞、泄漏状态 | 高精度、低零点漂移,测量一致性好 |
泵启停、变频调节引发频繁压力波动与瞬态冲击 | 抗压力冲击,响应速度快,动态性能好 |
泵、电机及控制单元带来复杂电磁环境 | 抗EMC电磁干扰,信号输出稳定可靠 |
CDU设备内部空间紧凑,安装环境受限 | 小型化结构设计,便于集成安装,满足防护等级要求 |
CDU 7×24h长期连续运行,维护窗口期少 | 低漂移、高可靠性,长寿命,降低运维频次 |
部分工况可能存在低压或真空状态 | 支持正负压量程,满足复合工况测量需求 |
泵组与管路持续产生机械振动 | 抗振动设计,结构可靠,输出稳定 |
需适配不同控制系统,信号接口多样 | 支持多种输出信号,适配不同系统接入 |
四、解决方案
针对液冷系统CDU「测得出、测得准、测得稳、测得久」的核心压力测量要求,以及复杂工况下的介质兼容、密封可靠、温变适应、抗干扰等多重挑战,T10系列压力变送器采用全316L不锈钢焊接一体化结构设计,结合扩散硅充油压力传感技术和宽温区数字温度补偿,从介质兼容、量程、温度适应、测量精度、抗冲击、抗干扰、长期稳定性等多个维度进行针对性设计,实现CDU复杂工况下的稳定压力测量。

以下从设计原理层面逐一对应CDU工况挑战,说明产品的针对性解决思路,具体量化参数详见本节末尾的工况匹配汇总表。
(1)介质兼容性与低析出设计
针对冷却液长期接触且含添加剂的工况,T10系列接液部分采用全金属焊接结构,避免传统密封圈式结构中非金属材料与冷却液长期接触带来的析出风险,降低材料析出物对冷却液回路的潜在污染。
(2)高可靠密封设计
针对液冷系统对泄漏风险高度敏感的特点,T10系列采用全焊接一体化结构,消除传统密封圈结构的潜在泄漏点,提升长期运行中的密封可靠性。
(3)宽温区温度补偿设计
针对冷却液温度随负载波动、启停温变速率较快的工况,T10系列压力芯体采用宽温区数字温度补偿,将温度变化引起的零点和灵敏度漂移控制在标称范围内,保证更宽温度范围内的测量稳定性。
(4)高精度与低漂移设计
针对控制系统依赖压力数据判断流量调节、管路堵塞及泄漏状态的需求,T10系列通过高一致性芯体加工和逐台标定校准,保证测量精度和长期零点稳定性,为系统状态判断提供可靠的数据基础。
(5)抗振动、抗压力冲击与快速响应设计
针对CDU管路中泵启停、阀门动作及流量变化带来的压力波动和瞬态冲击,以及泵组和管路运行产生的持续机械振动,T10系列在结构设计上具备较强的抗过压和抗振动能力,并采用高响应频率设计,能够快速跟随压力变化,避免响应滞后导致的异常工况发现不及时。
(6)抗电磁干扰设计
针对CDU设备中泵、电机及控制设备产生的电磁干扰环境,T10系列在电路设计上具备防静电、反向极性保护及浪涌电压保护等能力,满足相关电磁兼容要求,保证干扰环境下的信号输出稳定可靠。
(7)小型化与防护设计
针对CDU设备内部空间紧凑、安装环境复杂的特点,T10系列采用小型化结构设计,便于在有限空间内集成安装;同时满足相应防护等级要求,适应设备内部安装环境。
(8)长期稳定性与寿命设计
针对CDU设备7×24h长期运行、维护成本敏感的特点,T10系列通过成熟的芯体工艺和老化测试流程,保证产品的长期稳定性和使用寿命,降低长期运行中的维护频次和更换成本。
(9)宽量程设计(支持负压)
针对CDU回路可能存在的低压或真空状态,T10系列压力测量范围支持负压规格,可同时覆盖正压和部分真空工况,适配CDU不同回路的压力测量需求。
针对上述CDU对压力变送器的各项性能要求,T10系列的对应技术设计与参数如下:
对压力变送器的要求 | T10系列应对设计 |
接液材料耐腐蚀,长期介质兼容性好 | 采用全316L不锈钢焊接结构,耐腐蚀,介质兼容性好 |
接液材料低析出,降低污染冷板流道风险 | 全焊接金属结构,无内置密封件参与压力腔体密封,低材料析出设计 |
高可靠密封设计,保证长期密封稳定 | 全316L焊接一体化,减少潜在泄漏点,提高长期密封可靠性 |
宽温区温度补偿,保证宽温域测量精度 | 工作/储存温度:-40~125℃补偿温度:-40~105℃,宽温区内精度稳定 |
高精度、低零点漂移,测量一致性好 | 非线性、迟滞及重复性0.1%FS,保证压力测量一致性 |
抗压力冲击,响应速度快,动态性能好 | 安全过压3倍量程,破坏压力5倍量程,响应频率1kHz,满足系统压力动态变化监测需求 |
抗EMC电磁干扰,信号输出稳定可靠 | 满足CE相关EMC要求,具备防静电、反向极性、浪涌保护等抗干扰能力 |
小型化结构设计,便于集成安装,满足防护等级要求 | 小型化设计,适配有限安装空间;电缆防护IP67/IP68可选,连接器IP65 |
低漂移、高可靠性,长寿命,降低运维频次 | 年漂移量优于0.1%FS,压力循环寿命>10⁷次,满足长期连续运行要求 |
支持正负压量程,满足复合工况测量需求 | 量程支持-0.1~1MPa,覆盖负压测量,支持正负压复合工况 |
抗振动设计,结构可靠,输出稳定 | 抗振动和冲击设计,满足工业环境抗振动、抗冲击要求 |
支持多种输出信号,适配不同系统接入 | 多种输出可选:支持电压、电流模拟量及RS485数字信号输出 |
五、应用验证
T10系列压力变送器为响应液冷CDU设备的压力测量需求定向适配开发,已在头部液冷设备厂商的CDU产品中经过长期运行验证,目前已实现稳定批量配套交付。
产品围绕CDU典型工况完成了多维度实地验证:
1.温度波动工况
在冷却液温度随负载动态变化、设备启停温变速率较快的条件下,测量精度保持稳定,温漂控制在标称范围内
2.压力波动与瞬态冲击
在泵启停、阀门动作带来的压力波动和瞬态冲击条件下,输出稳定,未出现因压力冲击导致的性能变化
3.冷却液介质长期接触
接液部分长期接触冷却液及添加剂,无密封异常或材料腐蚀等问题
4.长期连续运行
经过7×24h长时间运行,产品零点和测量精度变化较小,年漂移量控制在标称指标以内
5.批次一致性
在规模化交付中,不同批次产品的测量性能和输出特性一致性高,满足设备厂商批量配套要求
以上表明,T10系列能够满足液冷CDU设备对压力变送器高可靠、长周期、高一致性的应用要求,为高密度算力中心的液冷CDU设备的持续稳定运行提供可靠的压力测量支撑。
核心适配设备:冷却液分配单元(CDU)压力监测
典型应用场景:数据中心液冷系统、AI算力中心液冷系统、高性能计算(HPC)液冷系统
随着AI与高性能计算驱动算力密度持续提升,液冷已成为高密度算力中心的核心散热方案。T10系列压力变送器凭借全焊接耐腐蚀结构、宽温区精准测量、高抗扰与长寿命稳定运行的优势,可充分满足CDU设备“测得出、测得准、测得稳、测得久”的核心要求,为液冷系统的安全、可靠、低运维运行提供持续稳定的压力测量支撑。