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温度检测装置的传动机构的故障检测方法、空调

2021-02-05 15:31:41

温度检测装置的传动机构的故障检测方法、空调

  技术领域

  本发明涉及空调,尤其涉及空调当中的用于安装温度传感器的传动机构的故障检测方法。

  背景技术

  目前,空调器对人体的检测主要有红外线传感器、温度传感器、摄像头等几种方法。红外线传感器是通过发射、接收头的信号,判断是否有移动的物体通过。但是传感器的检测角度是有局限性的,特别是应用于天井机时,要求红外线传感器能够检测360°。

  现有技术中常用的方式是安装多个传感器,对结构难度要求较低,但是成本较高。也有现有技术增加了传动结构,使单一传感器转动,从而实现单一传感器可以检测更大的检测视野。为了保证转动角度的精准,往往是使用步进电机带动传动结构。但是任何可靠的传动结构都有损坏的可能性,特别是导线,随着转动结构转动而被长期反复扭转,可能会出现扭断的情况,而步进电机是没有反馈信号的,无法确定是否真正在转动。

  当传动结构出现故障时,会影响空调正常的扫风动作,如传感器需要检测A、B、C、D、E面的,由于传动结构故障,依据逻辑设定应该转动到B面了,但是实际上还处于A面,或者在A~B之间。检测到A面,或者在A~B有人,误认为是B面有人。导致B面的扫风异常。极大影响了用户体验。

  因此,如何快速检测用于安装温度传感器的传动机构的故障是亟待解决的技术问题。

  发明内容

  为了解决现有技术中安装人体检测或者是环境温度场检测的温度传感器的传动机构的故障不容易判断的技术问题,本发明提出了一种温度检测装置的传动机构的故障检测方法、空调。

  本发明的温度检测装置的传动机构的故障检测方法,包括步骤:

  当传动机构运动时,在每一个检测周期计算设置在传动机构上用于检测环境温度场的温度检测装置在当前位置与前一次位置所检测温度的差值;

  判断所述检测温度的差值是否小于预设阈值,若小于,则判定所述传动机构故障。

  进一步,所述温度检测装置为阵列式温度传感器。

  进一步,所述阵列式温度传感器在当前位置与前一次位置所检测温度的差值根据公式计算得到,所述δ为所检测温度的差值,所述m为阵列式温度传感器的像素点总个数,Tm后为当前位置所检测温度,Tm前为前一次位置所检测温度。

  进一步,所述传动机构为转动机构。

  进一步,本发明的故障检测方法还包括步骤:当所述转动机构故障时,根据所述转动机构的转动方向,获取所述阵列式温度传感器所检测的各像素点的温度数据;根据与所述各像素点的移动方向垂直的方向上的温度数据计算所述转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差;根据所述偏差控制所述转动机构进行角度补偿。

  进一步,所述转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差具体通过如下步骤计算得到:

  将与所述各像素点的移动方向垂直的方向定义为行或列;

  计算与所述各像素点的移动方向垂直的方向上的每一行或每一列的各像素点在当前位置与前一次位置所检测温度的平均温度变化量;

  若有连续n行或者n列像素点的平均温度变化量小于所述预设阈值,且该n行或n列的像素点位于所述阵列式温度传感器单次检测区域的边缘,则判定所述转动机构有n行或者n列的角度没有转动;

  根据没有转动的n行或者n列的角度计算得到所述转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差。

  进一步,定义所述各像素点的移动方向为行,与所述各像素点的移动方向垂直的方向为列时,每一列的各像素点在当前位置与前一次位置所检测温度的平均温度变化量的通过公式计算得到,δy为第y列的像素点在当前位置与前一次位置所检测温度的平均温度变化量,Tx后为第y列第x行的像素点在当前位置所检测温度,Tx前为第y列第x行的像素点在前一次位置所检测温度,N为所述阵列式温度传感器单次检测得到的温度数据中的总列数。

  进一步,所述根据没有转动的n行或者n列的角度计算得到所述转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差具体通过以下步骤计算得到:

  先计算没有转动的n行或者n列占所述阵列式温度传感器单次检测得到的温度数据中的总行数或总列数的百分比;

  将所述百分比乘以目标转动角度得到缺转的角度;

  将缺转的角度除以所述转动机构的阻力系数得到所述转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差。

  进一步,当没有转动的n行或者n列为所述阵列式温度传感器单次检测得到的温度数据中的总行数或总列数时,向用户进行提醒。

  进一步,根据所述偏差控制所述转动机构进行角度补偿具体为控制所述转动机构进行多次调整完成角度补偿。

  本发明提出的空调,包括控制器,温度检测装置以及驱动所述温度检测装置进行环境温度场检测的传动机构,所述控制器根据所述温度检测装置的温度数据采用上述技术方案所述的故障检测方法对所述传动机构的故障进行检测。

  进一步,所述空调包括天井机。

  进一步,所述传动机构包括步进电机。

  本发明基于空调本身的用于检测环境温度场(如检测人体)的温度检测装置的温度数据,来对其进行分析,从而对驱动该温度检测装置的传动机构的故障状态进行准确的判断,不增加额外成本。当这类温度传感器具体为天井机智慧眼时,可以检测天井机智慧眼的传动结构是否发生故障,避免天井机智慧眼功能控制失误,影响用户体验,保障用户的舒适感。

  附图说明

  下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明,其中:

  图1为本发明一实施例的控制框架图。

  图2是本发明一实施例的温度检测数据。

  图3是本发明一实施例的流程图。

  具体实施方式

  为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

  由此,本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征,而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外,应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计,但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此,除非另有说明,所说明的组合并非旨在限制。

  下面结合附图以及实施例对本发明的原理进行详细说明。

  如图1所示,本发明的温度检测装置的传动机构用来带动空调或其他电器当中用于环境温度场检测的温度传感器运动,从而实现单一的温度传感器可以对完整的室内区域进行环境温度场检测(如具体应用于人体检测),而温度检测装置所在的电器的控制器利用温度传感器本身的检测数据来对传动机构的故障进行检测和判断。

  传动机构的运动可以是平移或者是转动,即本发明所指的传动机构包括转动机构或平移机构,本发明不限定传动机构的具体运行方式,为了进一步对本发明的故障检测方法进行详细说明,下面以传动机构为转动机构的具体实施例来对本发明的技术方案进行说明。

  当传动机构正常转动时,每间隔一段时间,设置在传动机构上的温度传感器所检测到的当前区域和上一次检测到的区域之间会存在一定的温度差,因此本发明在对传动机构进行故障检测时,在每一个检测周期计算设置在传动机构上的温度传感器在当前位置与前一次位置所检测温度的差值,判断所检测温度的差值是否小于预设阈值,如果所检测温度的差值小于预设阈值,则说明传动机构存在转动不到位的地方,因而判定传动机构故障。

  为了进一步精确地检测到人体,本实施例所采用的温度传感器为阵列式温度传感器,如矩阵式红外热电堆温度传感器,本发明不限定具体的阵列式温度传感器的型号和种类,所有用于人体检测的阵列式温度传感器均可以用来辅助检测搭载它们的转动机构的故障。

  当阵列式温度传感器在转动结构的驱动下,对当前区域进行检测将得到如图2所示的区域温度分布的温度数据。每一个数值代表阵列式温度传感器每个像素点检测到的温度数据,数值越高,温度越高。需要说明的是,虽然阵列式温度传感器是在转动的,使得一个温度传感器可以拍到整个房间区域内的温度场数据,但是阵列式温度传感器在不同转动位置所拍下的温度数据是不同区域内的温度数据,这些区域将组成一个房间内的平面,从而使得阵列式温度传感器的一个像素点在多次测得的温度数据中是该平面中的具有一定距离的两个点,因而阵列式温度传感器的像素点具有对应的移动方向。

  在转动机构的实际工作中,步进电机转动的时间在10s以下,实际环境几乎不会出现变化,因为一个检测周期可以是10s以上的时间区间,前一次检测周期的当前位置到了当前检测周期就变成了前一次位置,具体的检测周期的时间设定本领域内技术人员可以根据转动机构的运动速度来调整,在一个实施例中,阵列式温度传感器当前位置所检测到的区域与前一次位置所检测到的区域,两个区域无重合部分,在一个最优实施例中,两个区域是相邻的无重合的两个区域。如图3所示,当转动机构转动一定的角度(如转动目标转动角度),由于一个房间空间内,每个区域的布置、材料是不一样的,因此红外热电堆温度传感器辐射的红外线也是有差异的,因此,可以在空调的控制器控制转动机构(具体控制的是转动机构中的步进电机)转动后,分析转动前后的温度数据差异,判断转动机构是否故障。

  具体的,通过公式来计算阵列式温度传感器在当前位置与前一次位置所检测温度的差值δ,当差值δ < 预设阈值T,则转动机构已经异常,需要提示故障,提醒用户报修。其中δ为所检测温度的差值, m为阵列式温度传感器的像素点总个数,Tm后为当前位置所检测温度,Tm前为前一次位置所检测温度。

  本发明除了检测转动机构故障以外,还可以在转动机构故障时,进一步根据转动机构的转动方向,获取阵列式温度传感器所检测的各像素点的温度数据,根据与各像素点的移动方向垂直的方向上的温度数据计算转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差,根据所计算得到的偏差来控制转动机构进行角度补偿,从而实现故障的自修复。

  为了计算转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差,可以将与各像素点的移动方向垂直的方向定义为行或列,例如,将像素点的移动方向(水平方向)定义为行,则可以将与各像素点的移动方向垂直的方向定位为列。因为阵列式传感器的单次检测可得到的各像素点的温度数据如下表所示,若是像素点的移动方向为行方向,则转动机构转动到一定角度之后,当前位置的每一列(如T11至T19)与前一次位置的每一列将存在一定温度差。

  为了准确描述,下面就以像素点的移动方向定义为行,那么需要计算阵列式温度传感器所检测的温度数据中每一列的各像素点在当前位置与前一次位置所检测温度的平均温度变化量,具体通过公式来计算,δy为第y列的像素点在当前位置与前一次位置所检测温度的平均温度变化量,Tx后为第y列第x行的像素点在当前位置所检测温度,Tx前为第y列第x行的像素点在前一次位置所检测温度,N为阵列式温度传感器单次检测得到的温度数据中的总列数。如果有连续n列像素点的平均温度变化量小于预设阈值,且该n列的像素点位于阵列式温度传感器单次检测区域的边缘(即以T11为第一列,或者以T91为最后一列),说明转动机构的转动角度过小,则判定转动机构有n列的角度没有转动,之后根据没有转动的n行或者n列的角度计算得到转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差。

  具体根据没有转动的n行或者n列的角度计算得到转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差具体通过以下步骤计算得到:

  先计算没有转动的n列占阵列式温度传感器单次检测得到的温度数据中的总行数或总列数的百分比,然后将百分比乘以目标转动角度得到缺转的角度,即通过公式计算得到缺转的角度,其中为缺转的角度,为目标转动角度,n为没有转动的列数,N为阵列式温度传感器单次检测的总列数。此时的角度可以进一步再进行修正,因为安装不合理、灰尘堆积等原因导致阻力较大时,转动机构的步进电机扭矩不够,所以实际转动的角度,需要通过一个阻力系数来进行修正,因此将缺转的角度除以转动机构的阻力系数,就可以得到转动机构实际转动角度与目标转动角度之间的偏差,具体阻力系数的取值本领域技术人员根据经验或者实验数据可以得到。

  另外,由于实际应用环境的复杂性,如空调的安装高度、水平实际可视角度等,受这些因素影响,不同环境下安装的机组,传感器检测到的角度是不一样的,因此通过装载在传动机构上的温度传感器检测的数据进行分析判定得到故障、计算补偿角度只是表示一个误差趋势,当空调的控制器检测到这个误差趋势时,可以给用户发出提示信息,如通过显示板、灯板、蜂鸣器等方式提示用户。用户根据提示确认故障现象,待用户确认后,空调的控制器根据计算的需要补偿的角度,控制传动机构进行多次调整完成角度补偿,例如分十次逐步补偿角度,每次补偿后,由用户再次确认,最终完成角度补偿。这里举例的10次在其他具体应用情况中也可以取其它的值。

  当没有转动的n列为阵列式温度传感器单次检测得到的温度数据中的总列数时,说明转动机构完全没有转动,被阻塞了,此时控制器控制补偿没有意义,向用户进行提醒,以便可以尽快维修维护。

  本发明的上述具体技术方案优选可以应用在天井机中,但是并不限于该机型,还可以应用在其他空调中,均属于本发明的保护范围。

  以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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