用于氣流故障及成因識別的方法
【專利說明】用于氣流故障及成因識別的方法
[0001] 公開的領(lǐng)域
[0002] 本公開涉及到風(fēng)冷系統(tǒng)，以及特別地涉及到針對識別風(fēng)冷系統(tǒng)中的故障的方法和 系統(tǒng)。
[0003] 公開背景
[0004] 諸如電源逆變器的風(fēng)冷電源模塊依靠足夠的空氣流動來移除在正常模式的操作 期間產(chǎn)生的熱量。與一個或多個成因有關(guān)的故障可能危害在風(fēng)冷系統(tǒng)中提供充足冷卻的能 力。例如，灰塵環(huán)境或不充分的維修程序可能使空氣過濾器變得阻塞。由于缺乏空氣過濾 器或泄露空氣過濾器，還可使與特定電源模塊有關(guān)的散熱器變得阻塞或以其他方式將其危 害。此外，實(shí)體物件可能堵住氣流（例如，當(dāng)將未設(shè)計成墻壁安裝的電源模塊被物理上安裝 在墻上的時候）。可由一個或多個風(fēng)扇提供空氣冷卻，且風(fēng)扇本身可能出故障或以其他方式 不能提供足夠的氣流。例如，風(fēng)扇電機(jī)可能發(fā)生故障，或者可能將風(fēng)扇放置在其中沒有充足 的空氣供給的環(huán)境中。
[0005] 在一些實(shí)例中，不充分的冷卻可能觸發(fā)導(dǎo)致電源模塊被斷電的安全措施。因此，在 訴諸關(guān)閉模塊之前檢測和識別與不充分的冷卻有關(guān)的故障將是有利的。此外，確定是否可 獲取足夠的冷卻并識別與氣流有關(guān)的故障的一個或多個成因的能力有助于創(chuàng)建自主系統(tǒng)， 自助系統(tǒng)具有快速檢測和自我診斷故障的不同來源的能力。檢測和識別與氣流有關(guān)的故障 的成因可以允許現(xiàn)場服務(wù)工程師基于故障的特定類型快速響應(yīng)并解決問題。這將降低一個 或多個系統(tǒng)的停機(jī)時間，并且隨后增加整體效率。
[0006] 公開概述
[0007] 本公開的方面以介紹的方式提供在風(fēng)冷系統(tǒng)中識別故障的方法。風(fēng)冷系統(tǒng)可包 含：第一溫度傳感器，其被配置成檢測廢熱的溫度；第二溫度傳感器，其被配置成檢測散熱 器的溫度；以及氣流傳感器，其被配置成檢測通過空氣冷卻裝置的氣流率。方法可包含用 第一溫度傳感器測量第一系列溫度，以產(chǎn)生第一時間序列的第一測量的溫度值。在一些方 面，方法還可包含用第二溫度傳感器測量第二系列溫度以產(chǎn)生第二時間序列的第二測量的 溫度值。在至少一方面，方法還可包含用氣流傳感器測量一系列氣流率以產(chǎn)生時間序列的 測量的氣流率值。在各方面，方法還可包含響應(yīng)于以下項(xiàng)的至少一個識別故障：第一時間序 列的第一測量的溫度值在第一目標(biāo)值的可接受的范圍之外；第二時間序列的第二測量的溫 度值在第二目標(biāo)值的可接受的范圍之外；以及時間序列的測量的氣流率值在第三目標(biāo)值的 可接受的范圍之外。
[0008] 根據(jù)一個或多個方面，識別故障可包含計算在第一時間序列中的連續(xù)的測量值之 間的差以產(chǎn)生與第一所測量溫度相關(guān)的第一系列的連續(xù)差值。在另一方面，識別故障可包 含計算在第二時間序列中的連續(xù)的測量值之間的差以產(chǎn)生與第二所測量溫度相關(guān)的第二 系列的連續(xù)差值。在又一方面，識別故障可包含計算在所述時間序列的測量的氣流率中的 連續(xù)的測量值之間的差以產(chǎn)生與測量的氣流率相關(guān)的一系列連續(xù)的差值。
[0009] 在某些實(shí)施方式中，方法可包含基于以下項(xiàng)確定第一類型的故障：與第一所測量 溫度有關(guān)的第一系列的連續(xù)差值高于第一目標(biāo)值的可接受范圍；與第二所測量溫度有關(guān)的 第二系列的連續(xù)差值高于第二目標(biāo)值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關(guān)的系列的連 續(xù)差值在第三目標(biāo)值的可接受范圍之內(nèi)。
[0010] 根據(jù)另一個實(shí)施方式，方法可包含基于以下項(xiàng)確定第二類型的故障：與第一所測 量溫度有關(guān)的第一系列的連續(xù)差值在第一目標(biāo)值的可接受范圍之內(nèi)；與第二所測量溫度有 關(guān)的第二系列的連續(xù)差值高于第二目標(biāo)值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關(guān)的系列 的連續(xù)差值在第三目標(biāo)值的可接受范圍之內(nèi)。
[0011] 在至少一個實(shí)施方式中，方法可包含基于以下項(xiàng)確定第三類型的故障：與第一所 測量溫度有關(guān)的第一系列的連續(xù)差值高于第一目標(biāo)值的可接受范圍；與第二所測量溫度有 關(guān)的第二系列的連續(xù)差值高于第二目標(biāo)值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關(guān)的系列 的連續(xù)差值低于第三目標(biāo)值的可接受范圍。
[0012] 在某些實(shí)施方式中，方法可包含基于以下項(xiàng)確定第四類型的故障：與所測量氣流 率有關(guān)的至少一個連續(xù)差值低于第三目標(biāo)值的可接受范圍。
[0013] 根據(jù)某些實(shí)施方式，風(fēng)冷系統(tǒng)可還包含第三溫度傳感器，第三溫度傳感器被配置 成檢測環(huán)境空氣的溫度。在至少一個方面，方法可包含用第三溫度傳感器測量第三系列的 溫度以產(chǎn)生第三時間序列的第三測量的溫度值。
[0014] 在各方面，可以通過計算預(yù)測的廢熱溫度來創(chuàng)建第一目標(biāo)值。在另一方面，可以通 過計算預(yù)測的散熱器溫度來創(chuàng)建第二目標(biāo)值。在至少一方面，可以通過預(yù)測模型來計算預(yù) 測的廢熱溫度和預(yù)測的散熱器溫度。在一些實(shí)施方式中，預(yù)測模型可被配置成基于時間序 列的測量的氣流率值、第三時間序列的第三測量的溫度值、系統(tǒng)負(fù)載值和風(fēng)冷系統(tǒng)的設(shè)計 參數(shù)來產(chǎn)生所預(yù)測的廢熱溫度和預(yù)測的散熱器溫度。在各個實(shí)施方式中，預(yù)測模型可基于 根據(jù)方程Q = cm Δ T的能量平衡關(guān)系。
[0015] 根據(jù)一個或多個實(shí)施方式，提供了用于識別在風(fēng)冷系統(tǒng)中的故障的檢測系統(tǒng)。在 特定實(shí)施方式中，風(fēng)冷系統(tǒng)可能屬于被用于冷卻風(fēng)冷設(shè)備的類型。根據(jù)各方面，風(fēng)冷系統(tǒng)可 包含散熱器。在各個實(shí)施方式中，檢測系統(tǒng)可包含空氣冷卻裝置，其被配置為將空氣導(dǎo)引到 散熱器上。在特定實(shí)施方式中，檢測系統(tǒng)可包含第一溫度傳感器，其被配置成檢測與風(fēng)冷設(shè) 備有關(guān)的廢熱的溫度。在另一個實(shí)施方式中，檢測系統(tǒng)可包含第二溫度傳感器，其被配置成 檢測散熱器的溫度。在另一個實(shí)施方式中，檢測系統(tǒng)可包含氣流傳感器，其被配置成檢測通 過空氣冷卻裝置的氣流率。在各個方面，檢測系統(tǒng)可包含控制器，控制器與第一溫度傳感 器、第二溫度傳感器和氣流傳感器進(jìn)行通信。根據(jù)至少一個方面，控制器可被配置成用第一 溫度傳感器測量第一系列溫度以產(chǎn)生第一時間序列的第一測量的溫度值。在另一個方面， 控制器可被配置成用第二溫度傳感器測量第二系列溫度，以產(chǎn)生第二時間序列的第二測量 的溫度值。在一些方面，控制器可被配置成用氣流傳感器測量一系列氣流率以產(chǎn)生時間序 列的測量的氣流率值。根據(jù)各個方面，控制器可被配置成響應(yīng)于以下項(xiàng)的至少一個識別故 障：第一時間序列的第一測量的溫度值在第一目標(biāo)值的可接受的范圍之外；第二時間序列 的第二測量的溫度值在第二目標(biāo)值的可接受的范圍之外；以及時間序列的測量的氣流率值 在第三目標(biāo)值的可接受的范圍之外。
[0016] 根據(jù)至少一個實(shí)施方式，控制器可被配置成通過以下項(xiàng)識別故障：計算在第一時 間序列中的連續(xù)的測量值之間的差以產(chǎn)生與第一所測量溫度相關(guān)的第一系列的連續(xù)差值； 計算在第二時間序列中的連續(xù)的測量值之間的差以產(chǎn)生與第二所測量溫度相關(guān)的第二系 列的連續(xù)差值；以及計算在所述時間序列的所測量的氣流率值中的連續(xù)的測量值之間的差 以產(chǎn)生與所測量氣流率相關(guān)的一系列連續(xù)差值。
[0017] 根據(jù)另一個方面，控制器可被配置成基于以下項(xiàng)確定第一類型的故障：與第一所 測量溫度有關(guān)的第一系列的連續(xù)差值高于第一目標(biāo)值的可接受范圍；與第二所測量溫度有 關(guān)的第二系列的連續(xù)差值高于第二目標(biāo)值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關(guān)的系列 的連續(xù)差值在第三目標(biāo)值的可接受范圍之內(nèi)。
[0018] 根據(jù)另一個方面，控制器可被配置成基于以下項(xiàng)確定第二類型的故障：與第一所 測量溫度有關(guān)的第一系列的連續(xù)差值在第一目標(biāo)值的可接受范圍之內(nèi)；與第二所測量溫度 有關(guān)的第二系列的連續(xù)差值高于第二目標(biāo)值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關(guān)的系 列的連續(xù)差值在第三目標(biāo)值的可接受范圍之內(nèi)。
[0019] 在至少一個方面，控制器可被配置成基于以下項(xiàng)確定第三類型的故障：與第一所 測量溫度有關(guān)的第一系列的連續(xù)差值高于第一目標(biāo)值的可接受范圍；與第二所測量溫度有 關(guān)的第二系列的連續(xù)差值高于第二目標(biāo)值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關(guān)的系列 的連續(xù)差值低于第三目標(biāo)值的可接受范圍。
[0020] 在另一方面，控制器可被配置成基于以下項(xiàng)確定第四類型的故障：與所測量氣流 率有關(guān)的至少一個連續(xù)差值低于第三目標(biāo)值的可接受范圍。
[0021] 根據(jù)一個或多個實(shí)施方式，檢測系統(tǒng)可還包含第三溫度傳感器，第三溫度傳感器 被配置成檢測環(huán)境空氣的溫度。根據(jù)至少一個實(shí)施方式，控制器可被配置成用第三溫度傳 感器測量第三系列溫度，以產(chǎn)生第三時間序列的第三測量的溫度值。在各個實(shí)施方式中，控 制器可被配置成通過計算預(yù)測的廢熱溫度來創(chuàng)建第一目標(biāo)值。在一些實(shí)施方式中，控制器 可被配置成通過計算預(yù)測的散熱器溫度來創(chuàng)建第二目標(biāo)值。
[0022] 根據(jù)一個或多個實(shí)施方式，控制器可被配置成通過使用預(yù)測模型來計算所預(yù)測廢 熱溫度和所預(yù)測散熱器溫度。在不同實(shí)施方式中，預(yù)測模型可被配置成基于時間序列的測 量的氣流率值、第三時間序列的第三測量的溫度值、系統(tǒng)負(fù)載值和風(fēng)冷系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)來 產(chǎn)生所預(yù)測的廢熱溫度和所預(yù)測的散熱器溫度。
[0023] 附圖簡述
[0024] 附圖不旨在按照比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同的或者接近相 同的組件用相似的數(shù)字來表示。出于清楚的目的，