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] 公開的領域
[0002] 本公開涉及到風冷系統，以及特別地涉及到針對識別風冷系統中的故障的方法和 系統。
[0003] 公開背景
[0004] 諸如電源逆變器的風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 期間產生的熱量。與一個或多個成因有關的故障可能危害在風冷系統中提供充足冷卻的能 力。例如，灰塵環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的散熱器變得阻塞或以其他方式將其危 害。此外，實體物件可能堵住氣流（例如，當將未設計成墻壁安裝的電源模塊被物理上安裝 在墻上的時候）。可由一個或多個風扇提供空氣冷卻，且風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，風扇電機可能發生故障，或者可能將風扇放置在其中沒有充足 的空氣供給的環境中。
[0005] 在一些實例中，不充分的冷卻可能觸發導致電源模塊被斷電的安全措施。因此，在 訴諸關閉模塊之前檢測和識別與不充分的冷卻有關的故障將是有利的。此外，確定是否可 獲取足夠的冷卻并識別與氣流有關的故障的一個或多個成因的能力有助于創建自主系統， 自助系統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的故障 的成因可以允許現場服務工程師基于故障的特定類型快速響應并解決問題。這將降低一個 或多個系統的停機時間，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冷系統中識別故障的方法。風冷系統可包 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，方法還可包含響應于以下項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值的 可接受的范圍之外。
[0008] 根據一個或多個方面，識別故障可包含計算在第一時間序列中的連續的測量值之 間的差以產生與第一所測量溫度相關的第一系列的連續差值。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的測量值之間的差以產生與第二所測量溫度相關的第二 系列的連續差值。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 連續的測量值之間的差以產生與測量的氣流率相關的一系列連續的差值。
[0009] 在某些實施方式中，方法可包含基于以下項確定第一類型的故障：與第一所測量 溫度有關的第一系列的連續差值高于第一目標值的可接受范圍；與第二所測量溫度有關的 第二系列的連續差值高于第二目標值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關的系列的連 續差值在第三目標值的可接受范圍之內。
[0010] 根據另一個實施方式，方法可包含基于以下項確定第二類型的故障：與第一所測 量溫度有關的第一系列的連續差值在第一目標值的可接受范圍之內；與第二所測量溫度有 關的第二系列的連續差值高于第二目標值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關的系列 的連續差值在第三目標值的可接受范圍之內。
[0011] 在至少一個實施方式中，方法可包含基于以下項確定第三類型的故障：與第一所 測量溫度有關的第一系列的連續差值高于第一目標值的可接受范圍；與第二所測量溫度有 關的第二系列的連續差值高于第二目標值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關的系列 的連續差值低于第三目標值的可接受范圍。
[0012] 在某些實施方式中，方法可包含基于以下項確定第四類型的故障：與所測量氣流 率有關的至少一個連續差值低于第三目標值的可接受范圍。
[0013] 根據某些實施方式，風冷系統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，可以通過計算預測的廢熱溫度來創建第一目標值。在另一方面，可以通 過計算預測的散熱器溫度來創建第二目標值。在至少一方面，可以通過預測模型來計算預 測的廢熱溫度和預測的散熱器溫度。在一些實施方式中，預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、系統負載值和風冷系統的設計 參數來產生所預測的廢熱溫度和預測的散熱器溫度。在各個實施方式中，預測模型可基于 根據方程Q = cm Δ T的能量平衡關系。
[0015] 根據一個或多個實施方式，提供了用于識別在風冷系統中的故障的檢測系統。在 特定實施方式中，風冷系統可能屬于被用于冷卻風冷設備的類型。根據各方面，風冷系統可 包含散熱器。在各個實施方式中，檢測系統可包含空氣冷卻裝置，其被配置為將空氣導引到 散熱器上。在特定實施方式中，檢測系統可包含第一溫度傳感器，其被配置成檢測與風冷設 備有關的廢熱的溫度。在另一個實施方式中，檢測系統可包含第二溫度傳感器，其被配置成 檢測散熱器的溫度。在另一個實施方式中，檢測系統可包含氣流傳感器，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行通信。根據至少一個方面，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生時間序 列的測量的氣流率值。根據各個方面，控制器可被配置成響應于以下項的至少一個識別故 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 在第三目標值的可接受的范圍之外。
[0016] 根據至少一個實施方式，控制器可被配置成通過以下項識別故障：計算在第一時 間序列中的連續的測量值之間的差以產生與第一所測量溫度相關的第一系列的連續差值； 計算在第二時間序列中的連續的測量值之間的差以產生與第二所測量溫度相關的第二系 列的連續差值；以及計算在所述時間序列的所測量的氣流率值中的連續的測量值之間的差 以產生與所測量氣流率相關的一系列連續差值。
[0017] 根據另一個方面，控制器可被配置成基于以下項確定第一類型的故障：與第一所 測量溫度有關的第一系列的連續差值高于第一目標值的可接受范圍；與第二所測量溫度有 關的第二系列的連續差值高于第二目標值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關的系列 的連續差值在第三目標值的可接受范圍之內。
[0018] 根據另一個方面，控制器可被配置成基于以下項確定第二類型的故障：與第一所 測量溫度有關的第一系列的連續差值在第一目標值的可接受范圍之內；與第二所測量溫度 有關的第二系列的連續差值高于第二目標值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關的系 列的連續差值在第三目標值的可接受范圍之內。
[0019] 在至少一個方面，控制器可被配置成基于以下項確定第三類型的故障：與第一所 測量溫度有關的第一系列的連續差值高于第一目標值的可接受范圍；與第二所測量溫度有 關的第二系列的連續差值高于第二目標值的可接受范圍；以及與所測量氣流率有關的系列 的連續差值低于第三目標值的可接受范圍。
[0020] 在另一方面，控制器可被配置成基于以下項確定第四類型的故障：與所測量氣流 率有關的至少一個連續差值低于第三目標值的可接受范圍。
[0021] 根據一個或多個實施方式，檢測系統可還包含第三溫度傳感器，第三溫度傳感器 被配置成檢測環境空氣的溫度。根據至少一個實施方式，控制器可被配置成用第三溫度傳 感器測量第三系列溫度，以產生第三時間序列的第三測量的溫度值。在各個實施方式中，控 制器可被配置成通過計算預測的廢熱溫度來創建第一目標值。在一些實施方式中，控制器 可被配置成通過計算預測的散熱器溫度來創建第二目標值。
[0022] 根據一個或多個實施方式，控制器可被配置成通過使用預測模型來計算所預測廢 熱溫度和所預測散熱器溫度。在不同實施方式中，預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、系統負載值和風冷系統的設計參數來 產生所預測的廢熱溫度和所預測的散熱器溫度。
[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字來表示。出于清楚的目的，