用于房間內溫度監(jiān)視的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】公開了用于監(jiān)視房間內調查表面的溫度的方法。該方法包括：提供耦合到調查表面的N個溫度傳感器；從這多個溫度傳感器接收各自的溫度值；對所接收到的溫度值應用外插模型并且外插調查表面的外插熱敏成像掃描；并且基于外插的熱敏成像掃描監(jiān)視調查表面的溫度。
【專利說明】用于房間內溫度監(jiān)視的系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般而言涉及溫度監(jiān)視系統(tǒng)領域。具體地，本發(fā)明涉及用于監(jiān)視諸如包括一個或多個電信和/或處理裝備，例如服務器，的機架的數據中心的房間內的表面的溫度的系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]如已知的，數據中心是通常適于寄存大量例如服務器、路由器、交換機等計算和/或電信裝置的房間。這些裝置通常安裝到在數據中心內部按行布置的機架中。
[0003]在其操作過程中，數據中心中所包括的計算和/或電信裝置產生熱量。這種熱量通常被迫通過在其外殼上提供的冷卻網格離開裝置。于是，裝置產生的熱量使數據中心內的空氣變暖并且室溫會達到非常高的值。具體地，空氣溫度會達到可能造成計算和/或電信裝置的誤動的臨界值。
[0004]通常，數據中心包括用于維持室溫低于某個值的系統(tǒng)，特別是用于維持室溫低于預定閾值的冷卻系統(tǒng)(例如，空調系統(tǒng))，以保證計算和/或電信裝置安全且正確的運行。于是，為了操作冷卻系統(tǒng)，為數據中心提供能夠感測室溫并檢測室溫什么時間和什么地點增加到高于閾值的溫度監(jiān)視系統(tǒng)是必要的。
[0005]用于監(jiān)視房間內所包括的裝置的溫度以及尤其是房間內給定表面上的溫度的溫度監(jiān)視系統(tǒng)可以包括位于房間內某些位置的幾個溫度傳感器。每個傳感器檢測對應于那個位置的溫度的單個溫度值。而且，通常，這種檢測在時間上是離散的。固定的傳感器連接到控制單元，通常，如果一個或多個傳感器檢測到的溫度增加到高于安全性閾值，控制單元就處理檢測到的溫度值并且操作可能的冷卻系統(tǒng)的控制單元。
[0006]作為替代，一個紅外線或熱敏成像照相機可以用來監(jiān)視房間內表面的溫度。熱敏成像照相機通常獲取被監(jiān)視的表面的熱敏成像掃描，該掃描是相對于所述表面的像素網格的溫度值的兩維矩陣。實際上，熱敏成像照相機通常實現為能夠檢測由該表面中存在的物質發(fā)射的紅外線輻射的溫度傳感器，諸如微測輻射熱計，的兩維矩陣。紅外線輻射由照相機的傳感器檢測并且被處理，以提供熱敏成像掃描。由照相機檢測到的紅外線輻射的值被進一步處理，以提供表面的圖像，通常是灰度級圖像或假彩色圖像，其中與每個像素關聯(lián)的灰色調或者顏色代表表面中像素的對應位置的溫度樣本值。
[0007]US 2005/0008215A1公開了一種系統(tǒng)，其包括用于通過隨時間推移獲得一系列樣本圖像來確定樣本的具有單調變化特性的時間響應的紅外線照相機。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明人注意到以上所述的溫度監(jiān)視系統(tǒng)有一些缺陷。
[0009]實際上，當溫度在空間和時間中快速變化時，包括固定的溫度傳感器的系統(tǒng)不允許準確地監(jiān)視溫度。在原理上，為了提供更高的準確度，將需要在房間內定位非常大量的傳感器，或者根據房間內溫度值隨時間變化的空間分布而改變傳感器的位置。不利的是，在這兩種情況下，系統(tǒng)實現起來都將過于復雜和過于昂貴。
[0010]另一方面，包括一個熱敏成像照相機的系統(tǒng)將允許比以上述系統(tǒng)更詳細地監(jiān)視房間的表面上的溫度的變化，但不利的是它非常昂貴。
[0011]鑒于以上所述，本發(fā)明人解決了提供解決以上提到的缺陷的、用于監(jiān)視諸如數據中心的房間內表面溫度的方法及系統(tǒng)的問題。具體地，本發(fā)明人解決了提供用于監(jiān)視溫度的方法及系統(tǒng)的問題，所述方法和系統(tǒng)提供了基本上與熱敏成像照相機所提供的細節(jié)具有可比性的細節(jié)程度并且與幾個固定溫度傳感器的系統(tǒng)的成本基本上具有可比性的成本。
[0012]在本描述中和在權利要求中，被監(jiān)視的表面通常將被稱為“調查表面”并且它可以包括房間內所包括的裝置的表面部分。在數據中心的情況下，調查表面可以包括單個機架或一排機架的正面或背面部分。
[0013]而且，在本描述中和在權利要求中，表述“耦合到調查表面的傳感器”將在它們可以位于調查表面上或者調查表面附近的意義上指示與調查表面關聯(lián)的傳感器。
[0014]根據第一方面，本發(fā)明提供了用于監(jiān)視房間內調查表面的溫度的方法，這種方法包括:
[0015]a)提供耦合到調查表面的多個，N個，溫度傳感器；
[0016]b)從這多個溫度傳感器接收各自的溫度值；
[0017]c)對接收到的溫度值應用外插模型并且外插調查表面的外插熱敏成像掃描 '及
[0018]d)基于外插的熱敏成像掃描監(jiān)視調查表面的溫度。
[0019]優(yōu)選地，該方法還包括，在屬于樣本收集周期的多個，K個，離散時刻，從所述N個溫度傳感器接收第一溫度值以及對應的樣本熱敏成像掃描，其中每個樣本熱敏成像掃描包括在調查表面的多個，PXQ，個像素感測到的第二溫度值的矩陣。
[0020]優(yōu)選地，該方法還包括基于第一溫度值和對應樣本熱敏成像掃描的第二溫度值計算外插模型的外插系數。
[0021 ] 優(yōu)選地，計算步驟包括，對于這多個像素，關聯(lián)像素與各自的溫度傳感器并且通過次數等于或高于I的多項式作為對應于所關聯(lián)溫度傳感器的第一溫度值的函數來內插對應于像素的第二溫度值。
[0022]優(yōu)選地，計算步驟還包括在所述像素識別第一熱動態(tài)和第二熱動態(tài)并且把第二溫度值和對應第一溫度值中的每個關聯(lián)到第一熱動態(tài)和第二熱動態(tài)當中的一個。
[0023]優(yōu)選地，計算步驟包括，對于多個像素中的每一個，定義并求解N個線性方程的K/N個系統(tǒng)，每個線性方程把在一個時刻對應于像素的第二溫度值關連到在該時刻從N個溫度傳感器接收到的N個第一溫度值。
[0024]優(yōu)選地，步驟a)還包括接收調查表面的第一熱敏成像掃描，識別調查表面上的多個區(qū)域并且在這些區(qū)域中布置多個溫度傳感器。
[0025]優(yōu)選地，識別步驟包括識別其中溫度高于閾值的多個區(qū)域。
[0026]優(yōu)選地，該方法還包括處理外插的熱敏成像掃描并且檢測一個或多個溫度異常。
[0027]優(yōu)選地，該方法還包括生成報警信號和/或操作房間內的溫度控制系統(tǒng)，以便從一個或多個溫度異?；謴?。
[0028]根據第二方面，本發(fā)明提供了用于監(jiān)視房間內調查表面的溫度的溫度監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:[0029]-耦合到調查表面的多個，N個，溫度傳感器；及
[0030]-與這多個溫度傳感器通信的控制單元，
[0031]其中控制單元配置為從這多個溫度傳感器接收各自的溫度值；對接收到的溫度值應用外插模型并且外插已外插的熱敏成像掃描；并且基于外插的熱敏成像掃描監(jiān)視房間的溫度。
[0032]優(yōu)選地，溫度傳感器包括熱電偶。
[0033]作為替代，溫度傳感器包括NTC熱敏電阻。
[0034]優(yōu)選地，控制器還配置為從熱敏成像照相機接收調查表面的至少一個熱敏成像掃描。
[0035]優(yōu)選地，熱敏成像照相機連接到控制單元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]當參考附圖閱讀時，通過閱讀以下作為例子而不是限制給出的具體描述，本發(fā)明的實施例將得到更好的理解，附圖中:
[0037]-圖1是數據中心的示意性頂視圖；
[0038]-圖2是圖1的數據中心內的一排機架的正視圖；
[0039]-圖3示出了根據本發(fā)明實施例的溫度監(jiān)視系統(tǒng)；
[0040]-圖4根據本發(fā)明實施例示出了圖3的系統(tǒng)的初始化的流程圖；
[0041]-圖5根據本發(fā)明實施例示出了圖3的系統(tǒng)的操作的流程圖；
[0042]-圖6示出了關于由圖3的系統(tǒng)的兩個溫度傳感器感測到的隨時間變化的溫度的兩個示例性圖，以及一些對應的示例性熱敏成像掃描；
[0043]-圖7a和7b分別示出了具有溫度數據的圖和其中線性插值曲線疊加到該數據的同一個圖；及
[0044]-圖8示出了由圖3的系統(tǒng)的溫度傳感器感測到的溫度的另一個示例性圖。
具體實施例
[0045]圖1是房間R的頂視圖。房間R可以是數據中心。在房間R中有按排布置并且包括計算和/或電信裝置的幾個機架CK，其中計算和/或電信裝置諸如像服務器、路由器、交換機等。具體地，在圖1的房間R中，提供了三排(從A到C)，每排四個機架。第一排A的機架表示為CK1A、CK2A、CK3A和CK4A，并且第二和第三排的其它機架以類似的方式表示。
[0046]而且，在圖1中，示出了熱敏成像照相機TC，這種照相機能夠獲取房間R內部表面的熱敏成像掃描。這種表面可以包括位于機架中的裝置的前面/背面/側面部分。在下面，為了非限制性例子，將假設熱敏成像照相機TC獲取包括第一排機架CK1A、CK2A、CK3A和CK4A中的裝置的正面部分的熱敏成像掃描，如圖1中所表示的。圖1還示出了熱敏成像照相機TC的視場(FOV)的示意性表示，作為在離機架給定距離d可以被熱敏成像照相機TC看到的區(qū)域。在下面，可以在這種區(qū)域內被熱敏成像照相機TC看到的表面將被稱為“調查表面SV”。調查表面可以包括位于單個平面上或者多于一個平面上的機架前表面。換句話說，機架的前表面可以屬于一個(垂直)平面(如圖1中所示的)或者屬于幾個(垂直)平面。[0047]熱敏成像照相機TC可以包括紅外線傳感器，諸如微測輻射熱計，的矩陣。每個傳感器通常感測調查表面SV中一個像素的溫度。照相機的傳感器的個數可以是例如160X120或者320X240。每個傳感器的測量誤差可以例如等于大約±2°C。
[0048]圖2是第一排機架CK1A、CK2A、CK3A和CK4A的正視圖。具體地，它示出了由熱敏成像照相機TC看到的調查表面SV，包括第一排機架CK1A、CK2A、CK3A和CK4A中裝置的前面部分。
[0049]根據本發(fā)明的方法的實施例，取得調查表面SV的第一熱敏成像掃描。圖2示意性地示出了調查表面SV中溫度高于預定義閾值的三個區(qū)域HS (I)、HS (2)和HS (3)。對于所描述的實施例，調查表面SV的剩余區(qū)域被認為處于低于預定義閾值的溫度。區(qū)域HS(I)、HS(2)和HS(3)可以對應于調查表面SV中的熱源。熱源HS可以是例如安裝在調查表面SV中所包括的機架中的裝置的冷卻網格。
[0050]根據本發(fā)明的實施例，溫度傳感器布置在調查表面SV的特殊位置。如圖3中所表示的，具體地，一個或多個溫度傳感器S (I)、S (2)、S (3)布置在每個區(qū)域HS (I)、HS (2)和HS (3)中。為了本描述的簡化，單個溫度傳感器S (I)、S (2)、S (3)布置在每個區(qū)域HS(1)、HS(2)和HS(3)中。根據備選實施例，溫度傳感器S(1)、S(2)、S(3)可以是任意數量并且它們可以關于區(qū)域HS(1)、HS⑵和HS(3)布置在不同的位置。每個溫度傳感器S (I)、S (2)、S (3)可以包括例如熱電偶或NTC (負溫度系數)熱敏電阻。
[0051]溫度傳感器S (I)、S (2)、S (3)連接到控制單元⑶?？刂茊卧呛兔總€溫度傳感器S(1)、S(2)、S(3)之間的連接可以是有線連接或無線連接。溫度傳感器S(1)、S(2)、S(3)和控制單元⑶包括在溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS中。
[0052]上述溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS配置為實現用于監(jiān)視調查表面SV上的溫度的方法，如下文中將參考圖4和5的流程圖更具體描述的。
[0053]圖4示出了溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS的初始化步驟。
[0054]在步驟201中，溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS的控制單元⑶接收調查表面SV的第一熱敏成像掃描，基于此，在步驟202中，它識別包括在調查表面SV中的熱源HS，如上所述。在步驟203，溫度傳感器S布置在房間R中對應于在步驟202識別出的熱源HS的位置的位置。
[0055]作為替代，溫度傳感器S可以布置在不同的位置。例如，步驟201和202可以被跳過并且溫度傳感器可以不考慮熱源(如以上所定義的)在房間R中實際存在的事實而布置。例如，備選布置可以每個機架提供一個溫度傳感器。而且，一個或多個溫度傳感器S可以在溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS的初始化之前已經在房間R中存在。
[0056]在本描述的以下部分中將假設，在溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS的初始化過程中，每個被考慮的熱敏成像掃描是通過連接到控制單元CU的熱敏成像照相機TC獲取的并且熱敏成像照相機TC能夠感測維度為PXQ的溫度值的兩維矩陣，這個兩維矩陣包括中心位于坐標點(xp, yq)的一組離散的PXQ個像素的PXQ個溫度值，其中P = 1，...，P，q = 1，...，Q(這種坐標是由圖2和3中所示的軸X和Y識別出的兩維平面中的點的坐標并且其中心在例如調查表面SV的左下角)。例如，溫度值的矩陣可以具有維度320X240并且因此它可以包括調查表面SV的76800個像素的溫度值。在以下描述中，坐標空間(Xp，yq)中的點將簡單地指示為“點(Xpyj”。
[0057]在下一步204中，控制單元⑶優(yōu)選地定義樣本收集周期SP，在這個期間，控制單元CU將接收在調查表面SV內由每個溫度傳感器S(I)、S(2)、S(3)感測到的溫度的樣本以及，同時，調查表面SV的各個樣本熱敏成像掃描，如將在下文中更具體描述的。
[0058]樣本收集周期SP優(yōu)選地是基于關于調查表面SV內溫度隨時間如何演化的初步評估來確定的。具體地，樣本收集周期SP的持續(xù)時間選擇成使得在這個間隔中調查表面SV中，尤其是在熱源HS，的溫度包括在最大可能的溫度范圍內。這種范圍的最小值和最大值依賴于調查表面SV內所包括的裝置(B卩，熱源HS)的不同工作條件。這有利地允許提高用于監(jiān)視溫度的方法的準確度，如在下面將要解釋的。在表面SV包括一排或多排機架的情況下，樣本收集周期SP是基于機架中所包括的裝置的操作簡介確定的。例如，服務器可以在白天接通并且它可以在白天根據連接到其的用戶數量執(zhí)行可變的多個應用。這個服務器可以在晚上斷開。在這種情況下，在服務器冷卻網格的溫度會在白天達到最大值并且在晚上達到最小值。因此，樣本收集周期SP的持續(xù)時間可以選擇成等于一天，使得在樣本收集周期SP中關于熱源(服務器)的溫度變化盡可能大。
[0059]在步驟204中，控制單元⑶優(yōu)選地接收在樣本收集周期SP的K個采樣時刻tk由溫度傳感器S感測到的溫度值，其中k = 0，1，2，……，K。優(yōu)選地，采樣時刻tk在樣本收集周期SP中按時間均勻地隔開。溫度值由溫度傳感器以依賴于每個傳感器開始對新溫度值有反應的時間并且依賴于該傳感器處的溫度變化范圍的頻率而被感測。通常，對于有線傳感器，頻率只依賴于溫度的變化范圍并且因此兩個相繼時刻tk之間的間隔可以從十分之幾秒到幾分鐘變化。在無線傳感器的情況下，頻率依賴于傳感器利用其供電的電池的持續(xù)時間并且兩個相繼時刻tk之間的間隔相應地選擇，通常是例如5分鐘。
[0060]圖6在其上部示出了兩個示例性圖，示出了在采樣時刻h、t2等被兩個溫度傳感器S(I)和S (2)感測到的溫度(單位為。C )。 [0061]此外，在步驟204中，控制單元⑶優(yōu)選地在每個采樣時刻tk接收調查表面SV對應的樣本熱敏成像掃描Sc (k)，k = O, 1,2,……，K。如以上所提到的，樣本熱敏成像掃描Sc(k)優(yōu)選地是通過連接到控制單元CU的熱敏成像照相機獲取的。在圖6中，示出了三個灰度級圖像，這三個圖像指示分別在采樣時刻tQ、t2獲取的三個接連的樣本熱敏成像掃描 Sc(O)、Sc(I)和 Sc ⑵。
[0062]因此，在步驟204中，控制單元⑶優(yōu)選地在每個采樣時刻tk存儲以下信息:
[0063]-由N個傳感器S(i)感測到的一組N個溫度值Ts(i，k)，i= 1，...，N，其中這種溫度值中每一個指示由關聯(lián)到傳感器S(i)的熱源HS(i)達到的溫度；及
[0064]-由位于調查表面SV的點(Xp，yq)的熱敏成像照相機獲取的、包括PXQ個溫度值Tc (P, q, k)的兩維矩陣的對應樣本熱敏成像掃描Sc (k), P = I,..., P, q = I,——，Q。
[0065]然后，在步驟205中，從以上所述的信息開始，控制單元CU優(yōu)選地計算外插模型的一組外插系數，用于從由溫度傳感器S(i)感測到溫度值Ts(i，k)得出另一個熱敏成像掃描。具體地，在步驟205中，控制單元⑶定義把由位于調查表面SV的點(Xp，yq)的溫度傳感器S(i)感測到的溫度關連到樣本熱敏成像掃描Sc (k)中所包括的對應溫度的一組數學關系。如下文中更具體描述的，一旦這些關系被定義并且初始化操作結束，當使溫度監(jiān)視系統(tǒng)TMS操作時，控制單元CU將能夠僅從由溫度傳感器S (i)感測到的溫度得出調查表面SV的熱敏成像掃描，而不使用任何其它的測量儀器，諸如熱敏成像照相機TC。為此，控制單元CU將簡單地把外插模型應用到由溫度傳感器S(i)感測到的溫度，即，它將把以上所述的數學關系應用到由溫度傳感器S(i)感測到的溫度，這個數學關系將提供“虛擬”熱敏成像掃描的對應溫度。
[0066]根據本發(fā)明的第一種實施例，為了計算以上所述的外插系數，假設熱源HS(i)是獨立的熱源。這意味著在調查表面SV內，每個點(Xp，yq)的溫度受單個熱源HS (i)，即，最靠近那個點的熱源HS(i)，影響。例如，參考圖2中所示的點(xp，yq)，假設其溫度只受熱源HS(2)的影響。根據這種實施例，在步驟205中，控制單元⑶優(yōu)選地把每個樣本熱敏成像掃描Sc(k)分成對應于N個熱源HS (i)的多個子矩陣。具體地，控制單元CU優(yōu)選地為每個熱源HS(i)識別由位于點(Xp，yq)的、其溫度只受熱源HS(i)影響的熱敏成像照相機感測到的溫度值的子矩陣(在下文中，這種點(Xp，yq)的集合將表示為“熱源HS(i)的域”)。
[0067]因此，在每個采樣時刻tk和對每個熱源HS⑴，為控制單元⑶提供以下信息:
[0068]-由位于熱源HS(i)的溫度傳感器S (i)感測到的溫度值Ts (i，k)；
[0069]及
[0070]-相對于在屬于熱源HS(i)的域的點(xh，yw)由熱敏成像照相機感測到的溫度值Tc(h, w, k)的樣本熱敏成像掃描Sc(k)的子矩陣，h = I,..., H, w = I,..., W,其中HSPeW≤Q。
[0071]于是，對于每個熱源HS⑴和對于屬于其域的每個點(xh，yw)，控制單元CU優(yōu)選地把與點(xh，yw)相關并且在采樣時刻tk獲取的樣本熱敏成像掃描Sc(k)的溫度值Tc(h,w, k)關聯(lián)到由在同一采樣時刻tk關聯(lián)到熱源HS(i)的溫度傳感器S(i)感測到的對應溫度值Ts(i，k)。圖7a示出了指示溫度值的數據點的圖。作為在相同的離散采樣時刻tk由關聯(lián)到熱源HS(i) 的溫度傳感器S (i)感測到的對應溫度值Ts (i，k)(單位是。C )的函數，這個圖示出了在熱源HS (i)的域的點(xh，yw)在樣本收集周期SP中離散的采樣時刻tk獲取的樣本熱敏成像掃描Sc (k)的溫度值Tc (h，w，k)(單位是。C)。圖7a的圖中的每個數據點對應于一對溫度值Tc (h, w, k)和Ts (i, k)。
[0072]控制單元⑶優(yōu)選地處理在采樣時刻tk在點(xh, yw)檢測到的溫度值Tc (h, w, k)和Ts (i，k)，并且確定這些值是否屬于一個或多個不同的熱動態(tài)。在下面，表述“熱動態(tài)”將指示溫度變化中作為時間的函數的趨勢。實際上，調查表面SV中每個點(xh，yw)的溫度隨時間增加、減小或保持恒定。
[0073]具體地，從如圖7a中所示的圖開始，控制單元CU確定數據點是否可以聚集到屬于不同熱動態(tài)的一個或多個數據點的子集中，并且，具體地，依據溫度增加、減小或維持在一個恒定值的事實。具體地，控制單元CU確定在樣本收集周期SP中的點(xh，yw)是否存在由溫度傳感器S (i)感測到的一個或多個溫度值Ts (i，k)，對于這些溫度值中的每一個，由熱敏成像照相機感測到的至少兩個不同的溫度值Tc(h，w，k)對應于其。換句話說，控制單元CU確定是否在至少兩個分離的采樣時刻tkl和tk2溫度傳感器S (i)感測到相同的溫度值Ts (i, kl) = Ts (i，k2)，同時，在相同的采樣時刻tkl和tk2，熱敏成像照相機獲取兩個不同的溫度值Tc (h, W，kl)古Tc(h，w，k2)。這種情形在圖7a中通過例如指示為P (kl)和P(k2)的數據點表示。因此，在圖7a所表示的情形下，控制單元CU確定存在兩個不同的熱動態(tài)，即，處于點(xh，yw)的溫度根據其增加或保持恒定的第一熱動態(tài)(在下文中指示為“加熱動態(tài)”)，以及處于點(xh，yw)的溫度根據其減小的第二熱動態(tài)(在下文中指示為“冷卻動態(tài)”)。而且，對于如圖7a中所示的每個點，控制單元⑶優(yōu)選地比較在采樣時刻tk由溫度傳感器S(i)感測到的溫度值Ts (i, k)與在前一米樣時刻V1和后一米樣時刻tk+1由同一傳感器S(i)感測到的溫度值并且確定該數據點是屬于點(xh，yw)的溫度的加熱動態(tài)還是冷卻動態(tài)。
[0074]例如，再次參考圖7a的圖，控制單元⑶比較在采樣時刻tkl由溫度傳感器S (i)感測到的溫度值Ts (i，kl)(圖7a中的數據點P (kl))與在采樣時刻和tkl+1由同一傳感器感測到的溫度值Ts(i，kl-1)(圖7a中的數據點P(kl-l))和Ts(i，kl+1)(圖7a中的數據點P (kl+Ι))。然后，由于Ts (i，kl-1)〈Ts (i, kl)〈Ts (i, kl+1)，因此控制單元CU確定數據點P(kl)屬于加熱動態(tài)。而且，控制單元CU比較在采樣時刻tk2由溫度傳感器S (i)感測到的溫度值Ts(i，k2)(圖7a中的數據點P(k2))與在采樣時刻tk2_i和tk2+1由同一傳感器感測到的溫度值Ts (i，k2-l)(圖7a中的數據點P(k2-1))和Ts (i，k2+l)(圖7a中的數據點P (k2+l))。然后，由于Ts (i，k2+l)〈Ts (i, k2)〈Ts (i, k2_l)，因此控制單元CU確定數據點P(k2)屬于冷卻動態(tài)。
[0075]一旦已經識別出熱動態(tài)(即，樣本收集周期SP中單個熱動態(tài)或者不同熱動態(tài)的存在)并且數據點關聯(lián)到它們各自的熱動態(tài)，控制單元CU就優(yōu)選地為屬于不同動態(tài)的數據點確定不同的內插。在下面將假設，如圖7a中所表示的，數據點可以屬于加熱動態(tài)或冷卻動態(tài)。然后，控制單元CU優(yōu)選地確定屬于加熱動態(tài)的數據點的第一插值和屬于冷卻動態(tài)的數據點的第二插值。以這種方式，實際上，定義了把樣本熱敏成像掃描Sc (k)的溫度Tc(h,w, k)關連到由溫度傳感器S(i)感測到的溫度Ts(i，k)的數學關系。
[0076]為此，控制單元CU優(yōu)選地利用各自的多項式內插屬于加熱動態(tài)的數據點和屬于冷卻動態(tài)的數據點。在圖7b中，例如，屬于兩個熱動態(tài)的數據點利用由直線Rl和R2表示的、次數為I的各自的多項式內插(線性內插)，其中每條直線都疊加到圖7a的圖的數據點。具體地，直線Rl內插屬于加熱動態(tài)的數據點，而直線R2內插屬于冷卻動態(tài)的數據點。用于內插屬于兩個不同動態(tài)的數據點的多項式的次數優(yōu)選地相等但是也可以不同。在以下描述中，為了簡化，假設兩個多項式的次數都等于I。在這種情況下，用于內插數據點的直線由以下等式表示:
[0077]Rl: Tc (h, w, k) = mn (h, w) Ts (i, k) +qn (h, w) [I]
[0078]R2: Tc (h, w, k) = mi2 (h, w) Ts (i, k) +qi2 (h, w) [2]
[0079]其中IH1O^w, i)是直線Rl的斜率(內插由熱源HS⑴造成的在點(xh, yv)處屬于加熱動態(tài)的數據點)，Q1 (h, w, i)是直線Rl的y截距，m2 (h, w, i)是直線R2的斜率(內插由熱源HS⑴造成的在點(xh, yw)處屬于冷卻動態(tài)的數據點)，(h, w, i)是直線R2的y截距。
[0080]然后，控制單元⑶優(yōu)選地如下定義第一外插系數矩陣Ail、第二外插系數矩陣Βη、第三外插系數矩陣Ai2和第四外插系數矩陣Bi2。第一外插系數矩陣Ail包括對包括在熱源HS(i)的域中的所有點(xh，yw)內插屬于加熱動態(tài)的數據點的直線Rl的斜率:
【權利要求】
1.一種用于監(jiān)視房間(R)內的調查表面(SV)的溫度的方法，這種方法包括: a)提供耦合到調查表面(SV)的多個，N個，溫度傳感器(S(i))； b)從所述多個溫度傳感器(S(i))接收各自的溫度值(Ts(i，k*))； c)對所述接收到的溫度值(Ts(i，k*))應用外插模型并且外插調查表面(SV)的外插的熱敏成像掃描(Sc*(i), Sc*(p, q));及 d)基于所述外插的熱敏成像掃描(Sc*(i)，Sc*(p，q))監(jiān)視調查表面(SV)的溫度。
2.如權利要求1所述的方法，還包括，在屬于樣本收集周期(SP)的K個離散時刻(tk)，從所述N個溫度傳感器(S(i))接收第一溫度值(Ts(i，k))和對應的樣本熱敏成像掃描(Sc (k))，其中每個所述樣本熱敏成像掃描(Sc(k))包括在調查表面(SV)的多個，PXQ個，像素處感測到的第二溫度值(Tc(p，q，k))的矩陣。
3.如權利要求2所述的方法，還包括基于所述第一溫度值(Ts(i，k))和所述對應樣本熱敏成像掃描(Sc(k))的所述第二溫度值(Tc(p，q，k))計算所述外插模型的外插系數。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述計算包括，對于所述多個像素中的每一個，關聯(lián)像素與各自的溫度傳感器(S(i))并且通過次數等于或高于I的多項式作為對應于所述所關聯(lián)溫度傳感器(S(i))的第一溫度值(Ts(i，k))的函數來內插對應于所述像素的所述第二溫度值(Tc (P, q, k))。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述計算還包括在所述像素處識別第一熱動態(tài)和第二熱動態(tài)并且把每個所述第二溫度值(Tc (p，q, k))和對應的第一溫度值(Ts (i，k))關聯(lián)到所述第一熱動態(tài)和第二熱動態(tài)當中的一個。
6.如權利要求3所述的方法，其中所述計算包括，對于所述多個像素中的每一個，定義并求解N個線性方程的K/N個系統(tǒng)，每個所述線性方程把在時刻(tk)對應于所述像素的第二溫度值(Tc (p，q，k))關連到在所述時刻(tk)從所述N個溫度傳感器(S(i))接收到的N個第一溫度值(Ts(i，k))。
7.如前面任何一項權利要求所述的方法，其中所述步驟a)還包括接收調查表面(SV)的第一熱敏成像掃描、識別所述調查表面(SV)上的多個區(qū)域(HS)并且在所述區(qū)域(HS)中布置所述多個溫度傳感器(S(i))。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述識別包括識別其中溫度高于閾值的多個區(qū)域(HS)。
9.如前面任何一項權利要求所述的方法，還包括處理所述外插的熱敏成像掃描(Sc*(i)，Sc* (p, q))并且檢測一個或多個溫度異常。
10.如權利要求9所述的方法，還包括生成報警信號和/或操作房間(R)內的溫度控制系統(tǒng)，以便從一個或多個溫度異?；謴?。
11.一種用于監(jiān)視房間(R)內的調查表面(SV)的溫度的溫度監(jiān)視系統(tǒng)(TMS)，所述系統(tǒng)(TMS)包括: -耦合到調查表面(SV)的多個，N個，溫度傳感器(S(i))； 及 -與所述多個溫度傳感器(S(i))通信的控制單元(CU)， 其中所述控制單元(CU)配置為從所述多個溫度傳感器(S(i))接收各自的溫度值(Ts(i，k*));對所述接收到的溫度值應用外插模型并且外插已外插的熱敏成像掃描(Sc*(i)，Sc*(p, q));并且基于所述外插的熱敏成像掃描(Sc*(i)，Sc*(p, q))監(jiān)視房間(R)的溫度。
12.如權利要求11所述的溫度監(jiān)視系統(tǒng)(TMS)，其中所述溫度傳感器(S(i))包括熱電偶。
13.如權利要求11所述的溫度監(jiān)視系統(tǒng)(TMS)，其中所述溫度傳感器(S(i))包括NTC熱敏電阻。
14.如權利要求11至13中任何一項所述的溫度監(jiān)視系統(tǒng)(TMS)，其中所述控制單元(CU)還配置為從熱敏成像照相機(TC)接收調查表面(SV)的至少一個熱敏成像掃描。
15.如權利要求14所述的溫度監(jiān)視系統(tǒng)(TMS)，其中所述熱敏照相機(TC)連接到所述控制單元(⑶)。
【文檔編號】G01K7/42GK104040311SQ201180075427
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2011年12月21日 優(yōu)先權日:2011年12月21日
【發(fā)明者】R·安東尼, F·F·法瑞茨, M·蓋斯帕瑞多尼 申請人:意大利電信股份公司