[发明专利]粒子过滤器监测

说明书

提供了一种用于检测粒子过滤器清洁度的方法和装置。一种方法包含：接收用于粒子过滤器的校准数据，所述校准数据表示声谱；从位于包含风扇和所述粒子过滤器的系统中的传感器接收操作声学数据；从所述操作声学数据导出第二声谱；将所述声谱的至少一部分与所述第二声谱的对应部分进行比较；以及基于所述比较确定所述声谱与所述第二声谱之间的差异；以及基于所述差异提供输出。

技术领域

本发明涉及粒子过滤器监测。具体地，本发明涉及用于监测或检测粒子过滤器清洁度的方法和用于执行所述方法的系统。

背景技术

许多电子和电气设备需要冷却以防止设备过热。通常，冷却流体流(即液体或气体)被设置成流过或通过这些设备以提供这种冷却。流体的冷却流通常通过粒子过滤器进行过滤，以防止外来物质进入电子或电气设备。然而，为了实现有效的冷却，重要的是冷却流体的流动不被脏的过滤器阻塞(即粒子过滤器不被粒子过度堵塞)。

因此，粒子过滤器通常以一定的预定间隔进行清洁或更换。这种方法可能导致过早或过晚地更换过滤器，从而可能导致产生不必要的成本(并且在后一种情况下，可能影响电气设备的使用寿命)。粒子过滤器更换的时机在诸如不间断电源(UPS)设备的冷却的应用中特别重要；由于UPS设备可以安装在例如船上或军事设施中，因此可能需要数月才能维修UPS设备的粒子过滤器。因此，希望能够监测过滤器清洁度，以便充分指示粒子过滤器清洁度状态，从而允许在适当时维修或更换粒子过滤器。这样，可以减少维修成本并延长电气设备的使用寿命。

用于监测粒子过滤器清洁度的已知方法包括随着过滤器清洁度变化而监测过滤器上的压力变化(过滤器越脏，过滤器上的压降就越大)，但是这种方法很复杂并且需要昂贵且笨重的监测系统。此外，如果流体流动是湍流，那么难以执行压力测量，这在位于流体流动路径中的风扇和其它机械结构附近是典型的，以帮助冷却电气设备。因此需要一种更简单和更便宜的监测过滤器清洁度的方法。

US 6,964,694 B2公开了使用声感测来监测柴油机微粒过滤器；压力监测不适用于此类应用，因为热的柴油机废气会引起粒子过滤器的烧穿，其本身表现为过滤器上压降的显著降低。这种低压降可能被错误地解释为干净过滤器。US 6,964,694使用复分析来确定频率的声学传递函数，以便获得过滤器信息。因此需要一种更简单和更便宜的监测过滤器清洁度的方法。

发明内容

在第一方面，提供了一种如所附独立方法权利要求1所定义的方法，其具有在所附从属权利要求中定义的可选特征。在第二方面中，提供了如所附独立方法权利要求15中所定义的第一方面的方法的实例实现方式，其中在所附从属权利要求中定义了可选特征。在第三方面，提供了一种被设置为执行第一和第二方面的方法的装置。

在下面的描述中，提供了一种检测粒子过滤器清洁度的方法。所述方法包含：接收用于粒子过滤器的校准数据，所述校准数据表示声谱；从位于包含风扇和粒子过滤器的系统中的传感器接收操作声学数据；从操作声学数据导出第二声谱；将所述声谱的至少一部分与所述第二声谱的对应部分进行比较；基于所述比较确定所述声谱与所述第二声谱之间的差异；以及基于所述差异提供输出。

在下面的描述中，描述了用于确定粒子过滤器清洁度的上述方法的实例实现方式。所述实例方法包含：从位于包含风扇和粒子过滤器的系统中的传感器接收基础声学数据，所述基础声学数据表示干净粒子过滤器；对基础声学数据执行频谱分析以确定表示基础声学数据的一个或多个基础频谱峰；从传感器接收操作声学数据；对所述操作声学数据执行频谱分析以确定代表所述操作声学数据的一个或多个操作频谱峰，操作频谱峰对应于一个或多个基础频谱峰；将一个或多个基础频谱峰与一个或多个相应的操作频谱峰进行比较；确定一个或多个操作频谱峰相对于一个或多个基础频谱峰的频率和/或振幅偏移；使用频率偏移来确定粒子过滤器的清洁度的度量；以及基于所确定的清洁度的度量提供输出。