專利名稱：分析水體正結(jié)冰時(shí)通過(guò)該水體傳播的聲波的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種制冰機(jī)，更具體地，涉及對(duì)正通過(guò)制冰機(jī)中的水體傳播的聲波的分析。該分析識(shí)別水體何時(shí)結(jié)冰，使得可以從制冰機(jī)收獲作為冰的水體。該分析還診斷制冰機(jī)中的設(shè)備的操作。
背景技術(shù)：
本章節(jié)中描述的方法是可以實(shí)行的方法，但不一定是先前已經(jīng)構(gòu)想出或者實(shí)行的方法。因此，除非另外指出，否則本章節(jié)中描述的方法對(duì)于本申請(qǐng)中的權(quán)利要求而言可以不是現(xiàn)有技術(shù)，并且不會(huì)因包括在本章節(jié)中而被承認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)。為了制冰機(jī)的高效操作，期望在已經(jīng)完全形成冰之后就立刻移除冰，這也被稱為收獲冰。這樣的冰收獲允許引入新的水體，使得可以形成新的冰體，從而使得制冰機(jī)的使用最大化。一種用于識(shí)別冰的準(zhǔn)備就緒以用于收獲的技術(shù)是監(jiān)控當(dāng)水體正結(jié)冰時(shí)通過(guò)該水體傳播的機(jī)械振動(dòng)的幅度。在幅度超過(guò)預(yù)定閾值的時(shí)間點(diǎn)，假設(shè)水體充分結(jié)冰，并且因此被收獲。該現(xiàn)有技術(shù)僅使用設(shè)置閾值以上的幅度變化來(lái)檢測(cè)冰形成。該技術(shù)具有如下缺陷它不能區(qū)分機(jī)械振動(dòng)的各種可能的源，并且因此，不能確定變化起因于制冰機(jī)的聲學(xué)特征變化還是周圍噪聲環(huán)境中的偽聲學(xué)特征。因此，現(xiàn)有技術(shù)不一定在最佳時(shí)間開(kāi)始收獲，并且因此，制冰機(jī)可能在低于最佳效率水平處操作。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種方法，其包括(i)檢測(cè)當(dāng)水體正在結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)該水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波；(ii)從檢測(cè)到的聲波中提取(a)檢測(cè)到的聲波的頻率分量和(b)頻率分量的幅度；以及(iii)當(dāng)幅度超過(guò)閾值時(shí)，從結(jié)構(gòu)中移除水體。還提供了一種方法，其包括(a)檢測(cè)當(dāng)水體正在制冰機(jī)中的結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)該水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波；(b)分析檢測(cè)到的聲波以產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波的譜；(c)確定譜是否包括譜特征，因此產(chǎn)生確定結(jié)果，其中當(dāng)制冰機(jī)中的設(shè)備操作時(shí)，出現(xiàn)譜特征；以及(d)基于確定結(jié)果，發(fā)出警報(bào)。


圖1是在制冰機(jī)中實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的功能框圖。
圖2是圖1的系統(tǒng)中的控制板的功能框圖。圖3A和;3B —起是在圖2的控制板上實(shí)現(xiàn)的冰感測(cè)處理的流程圖。圖4是在圖2的控制板上實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)診斷處理的流程圖。圖5是執(zhí)行圖2的冰感測(cè)處理和圖3的系統(tǒng)診斷處理的操作的系統(tǒng)框圖。在每個(gè)圖中，利用相同的附圖標(biāo)記表示不止一個(gè)圖的共同的部件或特征。
具體實(shí)施例方式圖1是在制冰機(jī)中實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)(這里被稱為系統(tǒng)100)的功能框圖。系統(tǒng)100使用快速傅里葉變換(FFT)算法，對(duì)來(lái)自冰厚度傳感器的聲學(xué)信號(hào)執(zhí)行各種數(shù)字信號(hào)處理操作，用于提高冰檢測(cè)的可靠性并且用于提供關(guān)于制冰機(jī)的增強(qiáng)的系統(tǒng)診斷。系統(tǒng)100包括蒸發(fā)器102、壓縮機(jī)104、水泵106、控制板130以及收獲螺線管 (Harvest solenoid) 160。蒸發(fā)器102包括傳感器110?？刂瓢?30包括麥克風(fēng)140、處理模塊145以及繼電器150。這里使用術(shù)語(yǔ)“模塊”表示可實(shí)施為獨(dú)立部件、電路或者實(shí)施為多個(gè)從屬部件的集成配置的功能操作。系統(tǒng)100通過(guò)包括預(yù)冷階段、結(jié)冰階段、收獲階段以及清除階段的制冰周期運(yùn)行。蒸發(fā)器102是用于在其上形成冰的結(jié)構(gòu)。水泵106抽取液態(tài)水115并且使其循環(huán)， 從而水115在蒸發(fā)器102上流動(dòng)并且匯集為水體，即正在結(jié)冰成固態(tài)(即冰)的水103(在圖1中，由虛線表示)。蒸發(fā)器102具有螺旋管(未示出)，冷氣或者熱氣是通過(guò)該螺旋管傳遞(route) 的。壓縮機(jī)104便于冷氣通過(guò)螺旋管傳遞。當(dāng)冷氣通過(guò)螺旋管傳遞時(shí)，水103結(jié)冰，因此在蒸發(fā)器102上形成為冰。實(shí)際上，水115在蒸發(fā)器102上層疊，并且逐漸結(jié)冰，使得水103 形成為冰塊。在水103形成為冰之后，熱氣通過(guò)螺旋管傳遞，因此對(duì)蒸發(fā)器102加熱并且使冰略微熔化，使得可以移除冰，并且更具體地說(shuō)，移除呈冰的形式的水103。蒸發(fā)器102還可包括網(wǎng)格(未示出)，其用于容納水103并以立方體的形狀、或者任何其他期望的形狀形成水103。壓縮機(jī)104在操作期間發(fā)出機(jī)械振動(dòng)105，并且泵106在操作期間發(fā)出機(jī)械振動(dòng) 107。機(jī)械振動(dòng)105和機(jī)械振動(dòng)107的每個(gè)通過(guò)系統(tǒng)100中的物理結(jié)構(gòu)并且通過(guò)水103作為聲波108傳播。因此，聲波108可包括來(lái)自機(jī)械振動(dòng)105和機(jī)械振動(dòng)107之一或兩者的貝獻(xiàn)。傳感器110(例如，具有腔的隔膜)是檢測(cè)聲波108的檢測(cè)器，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波117。傳感器110可位于例如蒸發(fā)器102的表面上，或者位于它可以接收并檢測(cè)聲波 108的任何位置處。聲波導(dǎo)管120(例如，塑料管)將來(lái)自傳感器110的檢測(cè)到的聲波117 耦合到麥克風(fēng)140。麥克風(fēng)140將檢測(cè)到的聲波117轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)122。處理模塊145 接收模擬電信號(hào)122，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且對(duì)其進(jìn)行分析，因此有效地分析檢測(cè)到的聲波117。處理模塊145基于它對(duì)檢測(cè)到的聲波117的分析，確定水103是否已經(jīng)形成冰，并且如果是，則發(fā)出信號(hào)124以從蒸發(fā)器102中移除作為冰的水103。更特別地，當(dāng)處理模塊 145確定水103已經(jīng)形成冰，則處理模塊145將信號(hào)IM發(fā)到繼電器150，其依次發(fā)出使螺線管160通電的致動(dòng)信號(hào)155。使螺線管160通電引起熱氣通過(guò)蒸發(fā)器102的螺旋管傳遞，其使得水103略微熔化并且變得脫離蒸發(fā)器102。冰的移除也被稱為收獲。如上文提到的，聲波108可包括來(lái)自機(jī)械振動(dòng)105和機(jī)械振動(dòng)107之一或兩者的貢獻(xiàn)。因此，機(jī)械振動(dòng)105或機(jī)械振動(dòng)107之一可以是聲波108的源，并且因此，可以是用于由處理模塊145執(zhí)行分析的檢測(cè)到的聲波117的源。機(jī)械振動(dòng)105和機(jī)械振動(dòng)107的每個(gè)是唯一的，并且因此，對(duì)于壓縮機(jī)104和設(shè)備 106的每個(gè)，提供了唯一的譜特征。處理模塊145分析檢測(cè)到的聲波117，并且得出關(guān)于壓縮機(jī)104和泵106的操作的一些結(jié)論。例如，處理模塊145借助于與系統(tǒng)100的其他部件的通信了解系統(tǒng)100正操作于哪個(gè)制冰階段，并且還了解壓縮機(jī)104何時(shí)應(yīng)該開(kāi)啟以及壓縮機(jī)104何時(shí)應(yīng)該關(guān)閉。因此，處理模塊145基于它對(duì)檢測(cè)到的聲波117的分析，還確定壓縮機(jī)104是否在其適當(dāng)?shù)臅r(shí)間開(kāi)啟或關(guān)閉。如果處理模塊145確定壓縮機(jī)104沒(méi)有正確地操作，則處理模塊145發(fā)出警報(bào)信號(hào)165。警報(bào)信號(hào)165可以顯現(xiàn)為例如用戶界面(在圖1 中未示出)上的故障指示符。處理模塊145對(duì)于泵106的操作進(jìn)行類似的確定，并且警報(bào)信號(hào)165指示泵106的操作狀況。圖2是控制板130的功能框圖，并且示出了處理模塊145的另外的細(xì)節(jié)。處理模塊145包括微控制器205和數(shù)字信號(hào)處理模塊210。如上文提到的，處理模塊145接收來(lái)自麥克風(fēng)140的模擬電信號(hào)122。微控制器 205包括用于對(duì)模擬電信號(hào)122進(jìn)行放大和濾波的模擬電路(未示出)，以及將模擬電信號(hào) 122轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)208的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)(未示出)。因此，數(shù)字信號(hào)208是檢測(cè)到的聲波117的數(shù)字表示。數(shù)字信號(hào)處理模塊210接收數(shù)字信號(hào)208并且根據(jù)這里指定為冰感測(cè)處理215和系統(tǒng)診斷處理220的方法來(lái)處理數(shù)字信號(hào)208。根據(jù)冰感測(cè)處理215，數(shù)字信號(hào)處理模塊210分析數(shù)字信號(hào)208以確定水103是否已經(jīng)形成為冰，并且如果是，則將信號(hào)1 發(fā)到繼電器150，其相應(yīng)地發(fā)出致動(dòng)信號(hào)155。以下參照?qǐng)D3A和;3B更詳細(xì)地描述冰感測(cè)處理215。根據(jù)系統(tǒng)診斷處理220，數(shù)字信號(hào)處理模塊210分析數(shù)字信號(hào)208，以得出關(guān)于壓縮機(jī)104和泵106的操作的結(jié)論，并且如果必要，發(fā)出警報(bào)信號(hào)165。以下參照?qǐng)D4更詳細(xì)地描述系統(tǒng)診斷處理220。圖3A和;3B—起是冰感測(cè)處理215的流程圖。如上文提及的，根據(jù)冰感測(cè)處理215， 數(shù)字信號(hào)處理模塊210分析數(shù)字信號(hào)208以確定水103是否已經(jīng)形成為冰。冰感測(cè)處理 215從步驟310開(kāi)始。在步驟310中，系統(tǒng)100開(kāi)始它的結(jié)冰階段。因此，水115層疊在蒸發(fā)器102上， 并且水103正在結(jié)冰。傳感器110檢測(cè)聲波108，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波117，并且麥克風(fēng) 140將檢測(cè)到的聲波117轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)122。冰感測(cè)處理215從步驟310前進(jìn)到步驟 320。在步驟320中，微控制器205中的A/D以某個(gè)取樣頻率(例如，2. 5千赫茲(kHz)) 對(duì)模擬電信號(hào)122進(jìn)行取樣，并且將模擬電信號(hào)122轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)208。檢測(cè)到的聲波 117是時(shí)域信號(hào)。數(shù)字信號(hào)208是檢測(cè)到的聲波117的數(shù)字表示，并且因此也是時(shí)域信號(hào)。 冰感測(cè)處理215從步驟320前進(jìn)到步驟330。在步驟330中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210將數(shù)字信號(hào)208從時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)。更具體地，數(shù)字信號(hào)處理模塊210對(duì)數(shù)字信號(hào)208執(zhí)行FFT。FFT確定檢測(cè)到的聲波
7117的頻率分量和它們各自的幅度。例如，數(shù)字信號(hào)處理模塊210執(zhí)行256點(diǎn)FFT，并且將頻率分量和它們各自的幅度保存到FFT陣列332。冰感測(cè)處理215從步驟330前進(jìn)到步驟 340。在步驟340中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210從FFT陣列332中提取一個(gè)或多個(gè)關(guān)注頻率分量和它們各自的幅度。例如，數(shù)字信號(hào)處理模塊210提取基頻分量、基頻分量的二次諧波和基頻分量的三次諧波，以及關(guān)于基頻、二次諧波和三次諧波中的每個(gè)的幅度?；l將是例如機(jī)械振動(dòng)105的基頻或者機(jī)械振動(dòng)107的基頻。冰感測(cè)處理215從步驟340前進(jìn)到步驟 350。機(jī)械振動(dòng)105的基頻和機(jī)械振動(dòng)107的基頻可以是壓縮機(jī)104和泵106的固有性質(zhì)，并且因此是預(yù)先已知的。否則，可以通過(guò)觀察獲得這些基頻，或者可以在冰感測(cè)處理 215的學(xué)習(xí)模式期間獲得這些基頻。例如，為了學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)105的基頻，數(shù)字信號(hào)處理模塊210借助于與系統(tǒng)100的其他部件的通信，將(a)關(guān)閉壓縮機(jī)104，并且估計(jì)檢測(cè)到的聲波117的第一譜，并且隨后(b)開(kāi)啟壓縮機(jī)104，并且再次估計(jì)檢測(cè)到的聲波117的第二譜。 機(jī)械振動(dòng)105的基頻將呈現(xiàn)為第二譜中而非第一譜中的主頻分量。可替選地，不同于數(shù)字信號(hào)處理模塊210控制壓縮機(jī)104的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，系統(tǒng)100可以進(jìn)入常規(guī)操作模式并且向數(shù)字信號(hào)處理模塊210通知壓縮機(jī)104何時(shí)開(kāi)或關(guān)。在接下來(lái)的兩個(gè)步驟中，在結(jié)冰階段的早期部分中，例如在最初的兩分鐘內(nèi)，在水 130已形成為冰塊之前，數(shù)字信號(hào)處理模塊210獲得關(guān)注頻率的環(huán)境聲級(jí)。在步驟350中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210考慮結(jié)冰階段是否處于其早期部分。如果結(jié)冰階段處于其早期部分，則冰感測(cè)處理215從步驟350前進(jìn)到步驟354。如果結(jié)冰階段未處于其早期部分，則冰感測(cè)處理215從步驟350分支到步驟360。在結(jié)冰階段處于其早期部分時(shí)執(zhí)行的步驟354中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210將關(guān)注頻率分量以及它們的幅度存儲(chǔ)在閾值陣列352中。冰感測(cè)處理215從步驟3M循環(huán)回到步驟 320。通過(guò)循環(huán)回到步驟320，并且歷經(jīng)步驟330、；340、350和3M而前進(jìn)，關(guān)注頻率的環(huán)境聲級(jí)被重復(fù)捕獲并且存儲(chǔ)在閾值陣列352中。在結(jié)冰階段未處于其早期部分時(shí)執(zhí)行的步驟360中，針對(duì)具有閾值陣列352中的幅度的關(guān)注頻率中的每個(gè)，數(shù)字信號(hào)處理模塊210計(jì)算平均幅度。數(shù)字信號(hào)處理模塊210 向該平均幅度添加裕度，例如3分貝(dB)，因此產(chǎn)生了合成閾值，并且將該合成閾值存儲(chǔ)到閾值寄存器362中。閾值寄存器362因此將保存關(guān)于每個(gè)關(guān)注頻率的合成閾值。冰感測(cè)處理215從步驟360前進(jìn)到步驟370。在步驟370中，隨著水103繼續(xù)結(jié)冰，數(shù)字信號(hào)處理模塊210捕獲和處理檢測(cè)到的聲波117的實(shí)時(shí)樣本。更具體地，數(shù)字信號(hào)處理模塊210從檢測(cè)到的聲波117中提取關(guān)注頻率分量以及它們各自的幅度。出于較好的信噪比(SNR)，并且因此出于較好的數(shù)據(jù)完整性的目的，考慮在某一時(shí)段上的平均實(shí)時(shí)幅度，例如在一秒的時(shí)間間隔上獲得的五個(gè)FFT幅值的平均值。冰感測(cè)處理215從步驟370前進(jìn)到步驟380。在步驟380中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210將關(guān)注的實(shí)時(shí)頻率分量的幅度與閾值寄存器362中的它們的相應(yīng)的幅度比較。進(jìn)行該比較的原因在于，當(dāng)水103充分形成為冰塊時(shí)， 關(guān)注頻率的實(shí)時(shí)幅度將顯著大于形成冰之前的它們的實(shí)時(shí)幅度。
在步驟380中，如果沒(méi)有實(shí)時(shí)幅度大于閾值寄存器362中的其相應(yīng)的幅度，則數(shù)字信號(hào)處理模塊210推斷水103仍未充分結(jié)冰，并且數(shù)字信號(hào)處理模塊210循環(huán)回到步驟 370。在步驟380中，如果關(guān)于任何關(guān)注頻率分量的實(shí)時(shí)幅度大于閾值寄存器362中的其相應(yīng)的幅度，則數(shù)字信號(hào)處理模塊210推斷水103充分結(jié)冰，并且數(shù)字信號(hào)處理模塊210 前進(jìn)到步驟390。仍然參照步驟380，盡管前進(jìn)到步驟390被描述為在如下情況中發(fā)生對(duì)于任何關(guān)注頻率分量，實(shí)時(shí)幅度大于閾值寄存器362中的其相應(yīng)的幅度，但是測(cè)試可以基于某一其他最小數(shù)目的關(guān)注頻率分量的實(shí)時(shí)幅度大于閾值寄存器362中的其相應(yīng)的幅度。例如，測(cè)試可以需要三個(gè)關(guān)注頻率分量中的至少兩個(gè)的實(shí)時(shí)幅度大于閾值寄存器362中的其相應(yīng)的幅度。在步驟390中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210向繼電器150發(fā)出信號(hào)124，其相應(yīng)地發(fā)出使螺線管160通電的致動(dòng)信號(hào)155。使螺線管160通電導(dǎo)致從蒸發(fā)器102收獲(即移除) 具有冰的形式的水130。圖4是系統(tǒng)診斷處理220的流程圖。如上文提及的，根據(jù)系統(tǒng)診斷處理220，數(shù)字信號(hào)處理模塊210分析數(shù)字信號(hào)208以得出關(guān)于壓縮機(jī)104和泵106的操作的結(jié)論，并且如果必要，發(fā)出警報(bào)信號(hào)165。簡(jiǎn)言之，數(shù)字信號(hào)處理模塊210估計(jì)系統(tǒng)100中的設(shè)備的聲學(xué)特征以確定是否在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間使設(shè)備通電。下文描述了關(guān)于壓縮機(jī)104和泵106的操作的系統(tǒng)診斷處理220。然而，系統(tǒng)診斷處理220可以用于估計(jì)系統(tǒng)100中的生成機(jī)械振動(dòng)的任何設(shè)備(例如，傾瀉閥、收獲螺線管和進(jìn)水口)的操作。系統(tǒng)診斷處理220從步驟410開(kāi)始。在步驟410中，系統(tǒng)診斷處理220開(kāi)始操作。系統(tǒng)診斷處理220從步驟410前進(jìn)到步驟420。在步驟420中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210操作于學(xué)習(xí)模式，其中數(shù)字信號(hào)處理模塊 210分析并記錄壓縮機(jī)104和泵106產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)。例如，借助于與系統(tǒng)100的其他部件的通信，數(shù)字信號(hào)處理模塊210使壓縮機(jī)104通電或者得知壓縮機(jī)104的通電。壓縮機(jī) 104生成在聲波108中顯現(xiàn)的并且由傳感器110檢測(cè)到的機(jī)械振動(dòng)105，以產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波117。數(shù)字信號(hào)處理模塊210分析檢測(cè)到的聲波117以獲得壓縮機(jī)104的譜特征，即頻率分量和幅度。數(shù)字信號(hào)處理模塊210以類似方式獲得泵106的譜特征。數(shù)字信號(hào)處理模塊 210將關(guān)于壓縮機(jī)104和泵106中的每個(gè)的譜特征存儲(chǔ)在譜特征陣列425中。系統(tǒng)診斷處理220從步驟420前進(jìn)到步驟430。在步驟430中，當(dāng)系統(tǒng)100通過(guò)其正常制冰周期(即，預(yù)冷、結(jié)冰、收獲以及清除) 運(yùn)行時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理模塊210執(zhí)行FFT并且觀察聲學(xué)數(shù)據(jù)。更具體地，數(shù)字信號(hào)處理模塊 210分析檢測(cè)到的聲波117以產(chǎn)生其譜。數(shù)字信號(hào)處理模塊210將該譜存儲(chǔ)在譜陣列432 中。系統(tǒng)診斷處理220從步驟430前進(jìn)到步驟435。在步驟435中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210考慮制冰周期的階段，以及壓縮機(jī)104或泵 106是否應(yīng)被通電。就是說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理模塊210借助于與系統(tǒng)100的其他部件的通信， 了解壓縮機(jī)104或泵106是否應(yīng)被通電。如果壓縮機(jī)104或泵106不應(yīng)被通電，則系統(tǒng)診斷處理220循環(huán)回到步驟430。如果壓縮機(jī)104或泵106應(yīng)被通電，則系統(tǒng)診斷處理220前進(jìn)到步驟440。在步驟440中，數(shù)字信號(hào)處理模塊210確定來(lái)自步驟430的譜是否包括應(yīng)被通電的設(shè)備，即壓縮機(jī)104或泵106的譜特征。例如，假設(shè)壓縮機(jī)104應(yīng)被通電。因此，數(shù)字信號(hào)處理模塊210確定譜陣列432是否包括譜特征陣列425中存儲(chǔ)的壓縮機(jī)104的譜特征。 系統(tǒng)診斷處理220從步驟440前進(jìn)到步驟450。在步驟450中，如果譜陣列432包括例如壓縮機(jī)104的正被考慮的設(shè)備的譜特征， 則數(shù)字信號(hào)處理模塊210推斷系統(tǒng)100正進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?，并且因此系統(tǒng)診斷處理220循環(huán)回到步驟430。如果譜陣列432不包括正被考慮的設(shè)備的譜特征，則數(shù)字信號(hào)處理模塊 210推斷系統(tǒng)100未進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?，并且因此系統(tǒng)診斷處理220前進(jìn)到步驟460。仍然參照步驟450，想到譜特征陣列425包含關(guān)于壓縮機(jī)104和泵106中的每個(gè)的譜特征。因此，數(shù)字信號(hào)處理模塊210能夠確定檢測(cè)到的聲信號(hào)117是否包括機(jī)械振動(dòng) 105和機(jī)械振動(dòng)107之一或兩者。這還使得系統(tǒng)診斷處理220能夠區(qū)分來(lái)自壓縮機(jī)104和泵106的譜貢獻(xiàn)，并且確定壓縮機(jī)104和泵106之一或兩者是否開(kāi)啟，并且因此診斷壓縮機(jī) 104和泵106之一或兩者的操作。此外，數(shù)字信號(hào)處理模塊210甚至可以在檢測(cè)到的聲信號(hào) 117包括噪聲或者來(lái)自系統(tǒng)100中的其他設(shè)備的譜貢獻(xiàn)的情況中進(jìn)行這些確定。在步驟460中，系統(tǒng)診斷處理220發(fā)出警報(bào)信號(hào)165。上文將數(shù)字信號(hào)處理模塊210描述為針對(duì)如下情況發(fā)出警報(bào)信號(hào)165 預(yù)期所考慮的設(shè)備將開(kāi)啟，但是譜陣列432不包括所考慮的設(shè)備的譜特征。然而，系統(tǒng)診斷處理220 可以被配置為，數(shù)字信號(hào)處理模塊210在如下情況中發(fā)出警報(bào)信號(hào)165 預(yù)期設(shè)備將關(guān)閉， 并且因此，譜不應(yīng)包括設(shè)備的譜特征，然而譜陣列432卻仍包括該設(shè)備的譜特征。該情形可能在例如系統(tǒng)100未能關(guān)閉設(shè)備或者設(shè)備被困于其開(kāi)啟狀態(tài)的情況中發(fā)生。回顧上文，系統(tǒng)100包括檢測(cè)器，即傳感器110，以及處理器，即處理模塊145。傳感器Iio檢測(cè)當(dāng)水103正在制冰機(jī)中的結(jié)構(gòu)(即蒸發(fā)器102)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)水體(即水103) 傳播的聲波108，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波117。處理模塊145 從檢測(cè)到的聲波117提取(a)其頻率分量，和(b)該頻率分量的幅度；并且當(dāng)該幅度超過(guò)閾值時(shí)發(fā)出信號(hào)，即信號(hào)124，以從蒸發(fā)器102移除水103。處理模塊145還分析檢測(cè)到的聲波117以產(chǎn)生其譜；確定該譜是否包括譜特征， 因此產(chǎn)生確定結(jié)果，其中當(dāng)制冰機(jī)中的例如壓縮機(jī)104的設(shè)備正在操作時(shí)出現(xiàn)該譜特征； 并且基于該確定結(jié)果發(fā)出警報(bào)，即警報(bào)信號(hào)165。檢測(cè)到的聲波117是時(shí)域信號(hào)。處理模塊145為了提取頻率分量和上述幅度將該時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)；并且從該頻域信號(hào)獲得頻率分量和上述幅度。此外在系統(tǒng)100中，將上述幅度與其比較的閾值可以被視為第一閾值，并且因此， 處理模塊145 還從檢測(cè)到的聲波117提取(a)頻率分量的諧波，和(b)諧波的幅度；并且當(dāng)(i)上述幅度超過(guò)第一閾值且(ii)諧波的幅度超過(guò)第二閾值時(shí)向繼電器150發(fā)出信號(hào) 124。上文在處理模塊145在控制板130上實(shí)現(xiàn)的情況下描述了系統(tǒng)100。因此，處理模塊145或者任何其部件，以及特別地，數(shù)字信號(hào)處理模塊210，可以在硬件(例如，電子電路)或固件或者它們的組合中實(shí)現(xiàn)。此外，數(shù)字信號(hào)處理模塊210可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，并且在與系統(tǒng)100中的其他部件通信的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。
圖5是數(shù)字信號(hào)處理模塊210的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例(其在下文中被稱為500) 的框圖。系統(tǒng)500包括計(jì)算機(jī)505，其依次包括處理器515和存儲(chǔ)器520。系統(tǒng)500與系統(tǒng) 100中的其他部件通信。處理器515是響應(yīng)并且執(zhí)行指令的由邏輯電路配置的電子設(shè)備。存儲(chǔ)器520是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序編碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在這一點(diǎn)上，存儲(chǔ)器520 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及可由處理器515讀取和執(zhí)行的用于控制處理器515的操作的指令。存儲(chǔ)器 520可以在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃速存儲(chǔ)器或者它們的組合中實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器520的部件之一是程序模塊525。程序模塊525包含用于控制處理器515執(zhí)行這里描述的方法的指令。就是說(shuō)，來(lái)自程序模塊525的指令在被處理器515讀取時(shí)使處理器515執(zhí)行冰感測(cè)處理215和系統(tǒng)診斷處理220的操作。盡管這里將程序模塊525描述為安裝在存儲(chǔ)器520中，并且因此在軟件中實(shí)現(xiàn)，但是其也可以在任何硬件(例如，電子電路)、固件、軟件或者它們的組合中實(shí)現(xiàn)。處理器515輸出這里描述的方法的執(zhí)行結(jié)果，例如基于警報(bào)信號(hào)165的發(fā)出的故障指示符?？商孢x地，處理器515可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(未示出)將輸出引導(dǎo)至遠(yuǎn)程設(shè)備(未示出)。盡管程序模塊525被表示為已加載到存儲(chǔ)器520中，但是其也可以配置在存儲(chǔ)介質(zhì)535上，用于隨后加載到存儲(chǔ)器520中。存儲(chǔ)介質(zhì)535也是在其上存儲(chǔ)程序模塊525的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)535的示例包括軟盤(pán)、致密盤(pán)、磁帶、只讀存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)介質(zhì)、通用串行總線(USB)閃速驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字多用途光盤(pán)或者zip驅(qū)動(dòng)器。可替選地，存儲(chǔ)介質(zhì)535 可以是位于遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)上并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(未示出)耦合到計(jì)算機(jī)505的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或者其他類型的電子存儲(chǔ)設(shè)備。這里描述的技術(shù)是示例性的，并且不應(yīng)被解釋為意味著對(duì)本公開(kāi)的任何特別限制。應(yīng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)各種替選、組合以及修改。例如，系統(tǒng)100可包括用于檢測(cè)水103的各種位置的聲波108的多個(gè)傳感器110，并且與這里描述的處理相關(guān)聯(lián)的步驟可以以任何順序執(zhí)行，例如，步驟435和430的順序可以反轉(zhuǎn)，除非步驟本身另外指明或規(guī)定了順序。再者，雖然聲波108在這里被描述為得自壓縮機(jī)105或泵107的機(jī)械振動(dòng)， 但是系統(tǒng)100可以包括特殊用途的設(shè)備，其生成用于由處理模塊145進(jìn)行分析的特定的振動(dòng)。本公開(kāi)旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有這樣的替選、修改以及變化。術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”要被解釋為指明所敘述的特征、整體、步驟或部件的存在， 而非排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟或部件或者它們的組的存在。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括檢測(cè)當(dāng)水體正在結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)所述水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波； 從所述檢測(cè)到的聲波提取a)所述檢測(cè)到的聲波的頻率分量和b)所述頻率分量的幅度；以及當(dāng)所述幅度超過(guò)閾值時(shí)，從所述結(jié)構(gòu)移除所述水體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測(cè)到的聲波是時(shí)域信號(hào)，以及其中，所述提取包括 將所述時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)；以及從所述頻域信號(hào)獲得所述頻率分量和所述幅度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中，所述閾值是第一閾值，其中，所述提取還提取a)所述頻率分量的諧波和b)所述諧波的幅度，以及其中，當(dāng)i)所述幅度超過(guò)所述第一閾值且ii)所述諧波的幅度超過(guò)第二閾值時(shí)執(zhí)行所述移除。
4.一種系統(tǒng)，包括檢測(cè)器，其檢測(cè)當(dāng)水體正在結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)所述水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波；以及處理器，其從所述檢測(cè)到的聲波提取a)所述檢測(cè)到的聲波的頻率分量和b)所述頻率分量的幅度；以及當(dāng)所述幅度超過(guò)閾值時(shí)，發(fā)出用于從所述結(jié)構(gòu)移除所述水體的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)到的聲波是時(shí)域信號(hào)，以及其中，為了提取所述頻率分量和所述幅度，所述處理器 將所述時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)；以及從所述頻域信號(hào)獲得所述頻率分量和所述幅度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)， 其中，所述閾值是第一閾值，以及其中，所述處理器還從所述檢測(cè)到的聲波提取a)所述頻率分量的諧波和b)所述諧波的幅度；以及當(dāng)i)所述幅度超過(guò)所述第一閾值且ii)所述諧波的幅度超過(guò)第二閾值時(shí)發(fā)出所述信號(hào)。
7.一種包括指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述指令可由處理器讀取并且當(dāng)被所述處理器讀取時(shí)使得所述處理器從檢測(cè)到的聲波提取a)所述檢測(cè)到的聲波的頻率分量和b)所述頻率分量的幅度，其中，所述檢測(cè)到的聲波表示當(dāng)水體正在結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)所述水體傳播的聲波；以及當(dāng)所述幅度超過(guò)閾值時(shí)，發(fā)出用于從所述結(jié)構(gòu)移除所述水體的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述檢測(cè)到的聲波是時(shí)域信號(hào)，以及其中，為了提取所述頻率分量和所述幅度，所述處理器 將所述時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)；以及從所述頻域信號(hào)獲得所述頻率分量和所述幅度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)介質(zhì)， 其中，所述閾值是第一閾值，以及其中，所述處理器還從所述檢測(cè)到的聲波提取a)所述頻率分量的諧波和b)所述諧波的幅度；以及當(dāng)i)所述幅度超過(guò)所述第一閾值且ii)所述諧波的所述幅度超過(guò)第二閾值時(shí)發(fā)出所述信號(hào)。
10.一種方法，包括檢測(cè)當(dāng)水體正在制冰機(jī)中的結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)所述水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波；分析所述檢測(cè)到的聲波以產(chǎn)生所述檢測(cè)到的聲波的譜；確定所述譜是否包括譜特征，因此產(chǎn)生確定結(jié)果，其中所述譜特征是當(dāng)所述制冰機(jī)中的設(shè)備操作時(shí)出現(xiàn)的；以及基于所述確定結(jié)果發(fā)出警報(bào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述發(fā)出包括如果所述確定結(jié)果指示所述譜不包括所述譜特征，則發(fā)出所述警報(bào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述檢測(cè)到的聲波是時(shí)域信號(hào)，以及其中，所述分析包括 將所述時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)；以及從所述頻域信號(hào)獲得所述譜。
13.一種系統(tǒng)，包括檢測(cè)器，其檢測(cè)當(dāng)水體正在制冰機(jī)中的結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)所述水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波；以及處理器，其分析所述檢測(cè)到的聲波以產(chǎn)生所述檢測(cè)到的聲波的譜；確定所述譜是否包括譜特征，因此產(chǎn)生確定結(jié)果，其中所述譜特征是當(dāng)所述制冰機(jī)中的設(shè)備操作時(shí)出現(xiàn)的；以及基于所述確定結(jié)果發(fā)出警報(bào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，如果所述確定結(jié)果指示所述譜不包括所述譜特征，則所述處理器發(fā)出所述警報(bào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)到的聲波是時(shí)域信號(hào)，以及其中，為了分析所述檢測(cè)到的聲波，所述處理器 將所述時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)；以及從所述頻域信號(hào)獲得所述譜。
16.一種包括指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述指令可由處理器讀取并且當(dāng)被所述處理器讀取時(shí)使得所述處理器分析檢測(cè)到的聲波以產(chǎn)生所述檢測(cè)到的聲波的譜，其中，所述檢測(cè)到的聲波表示當(dāng)水體正在制冰機(jī)中的結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)所述水體傳播的聲波；確定所述譜是否包括譜特征，因此產(chǎn)生確定結(jié)果，其中所述譜特征是當(dāng)所述制冰機(jī)中的設(shè)備操作時(shí)出現(xiàn)的；以及基于所述確定結(jié)果發(fā)出警報(bào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，如果所述確定結(jié)果指示所述譜不包括所述譜特征，則所述處理器發(fā)出所述警報(bào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的存儲(chǔ)介質(zhì)， 其中，所述檢測(cè)到的聲波是時(shí)域信號(hào)，以及其中，為了分析所述檢測(cè)到的聲波，所述處理器 將所述時(shí)域信號(hào)變換成頻域信號(hào)；以及從所述頻域信號(hào)獲得所述譜。
全文摘要
一種方法，包括(i)檢測(cè)當(dāng)水體正在結(jié)構(gòu)上結(jié)冰時(shí)通過(guò)該水體傳播的聲波，因此產(chǎn)生檢測(cè)到的聲波；(ii)從檢測(cè)到的聲波提取(a)檢測(cè)到的聲波的頻率分量和(b)頻率分量的幅度；以及(iii)當(dāng)幅度超過(guò)閾值時(shí)，從結(jié)構(gòu)移除水體。
文檔編號(hào)G01N29/036GK102346169SQ20111006054
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者拉梅什·B·蒂魯馬拉 申請(qǐng)人:曼尼托沃食品服務(wù)有限公司