專利名稱：用于檢測制冷系統中的傳感器故障的系統及方法
技術領域：
本發明涉及傳感器故障檢測。更特別地，本發明涉及檢測制冷系統中的傳 麟故障。
背景技術：
制冷系統一般安裝有多個壓力和溫度傳感器。這些傳感器用于觀懂制冷系 統中不同位置的壓力和溫度特性。然后，將這些傳感器的輸出用于控制制冷系 統的運轉，及用于檢驗該制冷系統是否在制造規格內運轉。此外，將這些傳感 器的輸出用于調整運轉參數，及根據不同的環境狀態改變制冷系統的運轉模式。然而，由于如不正確的操作實踐、暴露于惡劣的環境、制造缺陷、不恰當 的安裝技術、磨損及破損等因素，這些傳感器可能被破壞而不能正常工作。這 種破壞會導致傳感器故障，或使得讀數顯著偏離生產規格。由于制冷系統的控 制器依靠故障傳,的讀數而產生錯誤的反饋，因而又會弓l起系統故障。然而，傳感器故障檢測是一個費時、費力的過程。比如，在一些測試情況 下，每一個傳感器在多個已知的運轉狀態下單獨測試，然后，將每一個傳感器的輸出與制造規格對比，以便確定該傳SI是否正確itt作。因此，需要一種檢驗正確運轉并且測試制冷系統中的傳感器的系統和方法，其解決了至少一些與傳統的制冷傳感器技術相關的問題。 發明內容在一個實施例中，提供一種制冷系統。提供第一傳感器和第二傳感器，以 便測量與制冷系統的第一部件和第二部件相關的特性。壓縮機與第一和第二部 件相連。控制器與第一和第二傳感器相連。控制器具有定時器，該定時器確定 出現停機的特定時間段；及比較器，該比較器將該第一傳感器的輸出與第二傳 感器的輸出比較，并且確定該第一和第二傳感器的輸出是否在彼此期望的公差 帶內。在另一實施例中，提供一種用于檢測傳感器故障的方法。使壓縮機停機。 然后，經過特定的時間段。測量連接至第一部件的第一傳感器的第一輸出。測量連接至第二部件的第二傳感器的第二輸出。比較該第一輸出和第二輸出，以 便確定該第一和第二輸出是否在彼此期望的公差內。在另一方面中，當使用不 同鄉的傳繊時，通過利用變換公式或者相關性比較織一禾嗨二輸出。 本發明的目的在于低成本和低時掛也檢測傳麟故障。本發明的進一步目的在于及時檢測傳感器故障，以便防止系統失靈以及潛 在的故障。


圖1描述了根據本發明的用于測試傳麟故障的制冷系統的控制器。圖2描述了根據本發明的用于測試制冷系統中的傳感器故障的方法。
具體實施方式
圖1描述了通常由附圖標記100表示的制冷系統("系統")，其具有第 一傳感器150和第二傳感器160。系統100還包括如冷凝器的第一制冷系統部件 (或部件)110、如蒸發器的第二制冷系統部件(或部件)120、膨脹裝置130、 壓縮機140、控制器165及 存儲介質185。第一傳感器150的輸出與控制器165的第一輸入相連。第二傳感器160的 輸出與控制器165的第二輸入相連。將與部件110相關的第一傳感器150的輸 出連接到控制器165。類似地，也將與部件120相關的第二傳感器160的輸出連 接到控制器165。第一傳感器150位于壓縮機140和制冷系統100的高壓側。第 二傳感器160位于壓縮機140和制冷系統100的低壓側。第一傳感器150和第 二傳感器160是壓力傳麟。控制器165可以與存儲介質185相連。控制器165 具有停tl3I輯電路170，定時器175，及比較器180。在一個進一步的實施方式 中，還將控制器165連接至,于輸入的人機界面如鍵衞鼠標187朋于輸出的 監視屏190。通常，停機邏輯電路170使壓縮機140停止運轉，而在運行時，該壓縮機 ffi31制冷系統100循環帶ij冷。定時器175計時給定量的時間，然后向比較器180 發送開始信號。比較器180將第一傳感器150的輸出與第二傳感器160的輸出 進行對比，以便確定所得到的輸出讀數是否都在制造規格之內。在一個實施例 中，存儲介質185具有用于實現，計時器175要等待的給定量時間的特定值， 及第一和第二傳感器150和160的制造規格(即，傳 不同的電輸出特性應 當是不同的壓力等等)的計算機指令。在系統100中，第一傳感器150位于壓縮機140的高壓側，而第二傳 | 160位于壓縮機140的低壓側。在一個實施例中，第一傳感器150和第二傳繊 160均為壓力傳感器。在另一實施例中，第一制冷系統部件110是蒸發器，而第 二制冷系統部件120是冷凝器。第一和第二傳感器150及160可以與制冷系統 100的任何其它位于高壓和低壓側的部件相關。如果壓縮機140運轉，則第一傳感器150和第二傳感器160測量穩態或正 常系統雨運轉下的不同壓力或其他特性。在系統100的停機時序期間，控制 器165 ffl3i停laif輯電路170使壓縮機140停止運轉，故壓縮機140不再運轉。 定時器175等待經過特定的時間段，然后向比較器180發出信號。等待時間段 用于均衡由第一傳感器150和第二傳感器160測得的實際壓力。在一個實施例 中，等待的特定時間段是一併中(60秒)，但也可以是幾併中長，比如3併中 (180秒)。然后，比較器180將第一傳感器150和第二傳繊160的輸出進行 比較，以便看看在制造公差規格內，輸出是否是相等的。如果在制造公差規格 內彼此不相等，則需要更換第一傳麟150麟二傳繊160中的至少一個。 因此，向監視器190發送警告信號，以便告知操作者在第一傳麟150麟 二傳繊160中檢測到錯誤狀態，或者提醒和警告操作者己經檢測到故障狀 態。確定兩個傳SI如第一傳感器150和第二傳感器160輸出之間的差異，并 且艦比較器180比較該差值與制造公差規格，與相對于它們相應的預限定傳 !S^lt性測i錄一傳麟150和第二傳麟160相反，這節約了故障查找時間 和勞動強度，以及單位停機時間。這種確定可以在很多場合如裝配現場或工廠 中進行。而且，可以在系統100中^^兩個以上的傳 。比如，如果將第三傳感 器定位在壓縮機140的低壓側，貝他可以將第三傳繊(未示出)的輸出與第 一傳麟150的輸出比較。而且，如果將第三傳繊定位在壓縮機140的高壓 側，貝他可以將第三傳繊的輸出與第二傳麟160的輸出比較。而且，例如 作為冗余，可以將在制冷系統100的相同側但是不同位置定位的傳繊相互比 較。在進一步的實施方式中，可以將多個傳感器150連接至系統100的高壓側 (比如連接到部件IIO)，并且可以將多個傳感器160連接至系統100的低壓側(比如連接到部件120)。在上述的多個傳感器150和160盼瞎況下， 一個傳感 器例如可以是壓力傳感器152，而第二傳感器可以是溫度傳 162。可替換地，可以具有兩個相同類型的傳感器(即，兩個傳ii^均為壓力或at傳感器)。在進一步的實施方式中，在一段相對長的時間內出現多次停機。換句話說， 停機邏輯電路170在該時間段內發出多條停機指令。然后，在計時器175和比 較邏輯電路180執《re們相應的功能之后，可以將第一傳 150和第二傳感 器160之間的任何測量偏差趨勢用于診斷工具。而且，第一和第二傳感器150， 160的頻率測試可以隨著傳感器150和160的可靠性、它們對系統功能性和特定 應用的臨界性的置信函數而變化。盡管對上面的論述來說，將第一和第二傳感器150和160描述成壓力傳感 器，但是，也可以使用其他類型的傳麟，比如 鵬傳繊。然而，應當注意 與壓力傳 相比，典型地需要較長時間使系統100內的溫度實質上均衡。而 且，如果禾傭^^傳感器，則需要采取一些預防措施，這是因為，在一些場合 中，系統100內不同位置的溫度是不相同的，這會導l^第一傳感器150或者第 二傳感器160提供錯誤的讀數。在一個實施方式中，控制器165或存儲介質185 具有著手解決這種偏差的校準機構。在進一步的實施方式中，第一傳感器150是壓力傳感器，而第二傳感器160 是 ，傳 。 一旦系統100是穩定的，并且相信 顯度或壓力是均衡的，就將 第一傳感器150和第二傳感器的輸出相互比較。然而，典型地提蒯每第一傳感 器150和第二傳感器160的相關性(即，多少測量單位的溫度特性等于多少測 量單位的壓力特性)編程到控制器170或存儲介質185中。在Xia—步的實施方式中，可以將比較器180的操作作為系統100的啟動 邏輯電路的一部分，其中僅在啟動壓縮機140以及啟動風扇162和164之前， 將第一傳感器150和第二傳感器160的輸出相互比較。在這種情況下，將壓力 和溫度參數均衡的時間有效地延長到壓縮機140停機和啟動之間的最大時間間 隔。應當理解，圖1所示的框圖不覆蓋大多數潛在系統100的構造，但其是一 個典型的優選實施例。如圖所示，壓縮機140 M31系統100內的其他元件直接 或間接地a^接到系統100中的不同元件。在本公開的上下文中，將蒸發器和冷 凝器廣泛地限定，以便包括所有將蒸發器或7令凝器的主體連接于壓縮機或相關膨脹裝置的魏系統。因此，在一個實施例中，可以榭專麟150和160方爐 在包括與蒸發器、冷凝器或壓縮機或其它元件如膨脹裝置130相關的管道系統 的系統中的任何位置。圖2描述了用于檢測第一和第二傳殿&150和160的故障的方法200。通常， 方法200將第一傳繊150和第二傳感器160的輸出相互比較，以便確定輸出 在制造規格內是否相等(即，它們實質上相等)，或者該輸出是否承受某種彼 此可接受的數學關系。如果比較顯示違背了這種關系，則可以確定需要更換第 一和第二傳感器150和160中的至少一個。在步驟210中，通過控制器165確定戯現停機后在向比較器180發出信 號之前，定時器175等待的特足時間。方法200進纟涉驟220。在步驟220中，確定第一傳感器150和第二傳感器160之間的數學關系， 并載入比較器180。在實質上相同的傳感器瞎況下，其可以是H的比例，或者 是某種其它關系，比如當第一傳感器150是壓力傳感器，而第二傳 160是 、鵬傳感器時。而且，還將第一和第二傳感器150、 160的公差的制造規格載入 比較器180。方法200進行步驟225。在步驟225中，方法200將第一和第二傳感器150、 160的制造公差送到比 較器180。方法200進行步驟230。在步驟230中，停機邏輯電路170使壓縮機140及與制冷系統100相關的 其他部件停止運轉。然后，方法200進行步驟240。在步驟240中，計時器175等待在步驟210中特定的時間段，方法200進 蹄驟250。在步驟250中，比較器180讀出第一和第二傳感器150和160的輸出。方 法200進行步驟260。在步驟260中，比較器180比較第一和第二傳感器150和160的輸出，以 便W"第一和第二傳感器150和160的輸出在步驟225中特定的公差內是否相 等。如果相等，則方法200進行步驟265。如果不相等，方法200進行步驟260。在步驟265中，由于未檢測到誤差狀態，因而不更換第一或第二傳,150 或160。然后，方法200結束。在步驟270中，第一傳感器150或者第二傳 160其中之一，或兩者均 不在制造參數內工作。因此，M控制臺190警告用戶。在步驟280中，用戶更換第一傳 1150或者第二傳離160其中之一， 或者兩者。然后，方法200結束。應當理解，本領域技術人員可以設計出在此描述的教導的多種替換、組合 及翅。本發明包括所有這種落入附加的權利要求范圍內的替換、Kis變化。
權利要求
1. 一種制冷系統，包括第一部件；第二部件；第一傳感器；第二傳感器，所述第一和第二傳感器分別連接到所述第一和第二部件，以便測量與所述第一和第二部件相關的特性，連接到所述第一和第二部件的壓縮機；連接到所述第一和第二傳感器的控制器，其中所述控制器還包括使所述壓縮機停止運轉的停機邏輯電路；定時器，所述定時器確定出現停機的特定時間段；及比較器，所述比較器將所述第一傳感器的輸出與所述第二傳感器的輸出比較，并且確定所述第一和第二傳感器的所述輸出是否在彼此的公差帶內。
2. 如^又利要求1所述的系統，其特征在于，將所述第一傳 連接至所述 壓縮機的高壓側，而將所述第二傳感器連接至所ffi縮機的低壓側。
3. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，還包括輸出裝置，如果所述第 一和第二傳感器的所述輸出不在所述彼此的公差帶內，貝U所述輸出裝置告知用 戶。
4. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述第一傳感器是選自包括壓 力傳mi和溫度傳感器的組合的傳感器。
5. 如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括連接至所述第一部件的 多個傳感器。
6. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述比較器編程有所述公差帶。
7. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述比鵬編程有數學關系， 以便將所述第一傳麟的所述輸出與所述第二傳麟的所述輸出比較。
8. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述第一部件選自包括蒸發器 和冷凝器的組合。
9. 如木又利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一和第二部件為相同的 部件。
10. 如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括與所述控制器連接的介質存儲裝置。
11. 一種用于檢測傳麟故障的方法，包括 在壓縮機停機之后，等待經過特定的時間段； 測量連接至第一部件的第一傳,的第一輸出 ， 觀糧連接至第二部件的第二傳麟的第二輸出； 比較所述第一輸出和所述第二輸出；及 確定所述第一和第二輸出是否在彼此的公差帶內。
12. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于，還包括如果所述第一和第二 傳繊的所述輸出不在所述公差內，則告知操作者。
13. 如權禾腰求ll所述的方法，其特征在于，還包括如果所述第一和第二 輸出不在所述公差內，貝哽換所述第一和第二傳感器中的至少一個。
14. 如權禾腰求ll所述的方法，其特征在于，還包括限定所述特定的時間 段，其中所述特定的時間,自包括大于60秒、小于180秒以及大于60秒但 是小于180秒的組合。
15. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于，將所述特定的時間段限定為 所述壓縮機的所述停機與所述壓縮機的重啟之間的時間間隔。
16. 如權禾腰求ll所述的方法，其特征在于，還包括將所述公差載入比較器。
17. 如權禾腰求ll所述的方法，其特征在于，還包括限定用于所述第一傳 和所述第二傳感器的所述輸出的所述比較的數學關系。
18. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于，還包括如果所述第一和第二 輸出不在所述公差內，則警告用戶。
19. 如權利要求ll所述的方法，其特征在于，所述第一和第二傳繊選自 包括壓力傳 和溫度傳感器的組合。
20. —種如在lfet前參照附圖中的圖1和2之一所述的檢測傳 故障的系統或方法。
全文摘要
提供有一種制冷系統。將第一和第二傳感器定位在制冷系統內，以便測量相應的操作特性。具有定時器，確定出現停機的特定時間段；及比較器，在該特定時間之后，該比較器將第一傳感器的輸出與第二傳感器的輸出比較，并且確定該第一和第二傳感器的輸出是否在彼此的公差帶內。如果讀數不在公差帶內，則檢測傳感器故障，并且發出需要操作者注意的警告/警報。
文檔編號F25B1/00GK101283243SQ200580051750
公開日2008年10月8日 申請日期2005年8月3日 優先權日2005年8月3日
發明者A·利夫森, M·F·塔拉斯 申請人:開利公司