CN110762771B - 一种空调外机共振控制方法、装置及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调外机共振控制方法、装置及空调器，涉及空调器安全技术领域。该方法及装置通过每隔预设时长获取空调外机的加速度数据，然后根据空调外机的加速度数据生成空调外机的振动总值，接着将振动总值与设定的振动阈值进行比对，从而当振动总值大于预设的振动阈值时执行共振控制，防止空调外机产生共振。由于通过空调外机的加速度数据计算得到的振动总值，比直接利用传感器粗略检测得到的振动情况更加准确，因而利用本申请提供的空调外机共振控制方法能够更加精确地实现共振控制，能有效降低室外机与墙体共振导致的外机脱落、人员受伤的风险。

Description

一种空调外机共振控制方法、装置及空调器

技术领域

本申请涉及空调器安全技术领域，具体涉及一种空调外机共振控制方法、装置及空调器。

背景技术

空调外机由于安装环境，安装方式和空调本身等原因。有可能空调外机运行时，会与墙体一起产生共振，导致空调外机设备和墙体损坏。在共振时，外机很有可能会脱落，导致人员伤亡。

现有技术一般仅能采用传感器对空调外机的振动情况进行粗略的检测判断，例如根据振动位移判断是否发生共振，这样的判断有延迟，且对发生共振的判断不精确。

发明内容

本发明解决的问题是：如何能够精确检测到空调外机的振动情况。

为解决上述问题，本发明提供一种空调外机共振控制方法，所述空调外机共振控制方法应用于空调器，所述空调外机共振控制方法包括：

每隔预设时长获取空调外机的加速度数据；

根据所述空调外机的加速度数据生成所述空调外机的振动总值；

将所述振动总值与设定的振动阈值进行比对；

当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制。

可以理解地，由于通过空调外机的加速度数据计算得到的振动总值，比直接利用传感器粗略检测得到的振动情况更加准确，因而利用本申请提供的空调外机共振控制方法能够更加精确地实现共振控制，能有效降低室外机与墙体共振导致的外机脱落、人员受伤的风险。

进一步地，所述每隔预设时长获取空调外机的加速度数据的步骤包括：

每隔预设时长便以预先设定的采样频率获取预设数目n个所述空调外机的加速度数据，所述采样频率大于或等于1000Hz。

进一步地，所述根据所述空调外机的加速度数据生成所述空调外机的振动总值的步骤包括：

对获取的预设数目个所述加速度数据进行去除直流分量处理；

对去除直流分量后的多个所述加速度数据进行快速傅里叶变换得到所述加速度的频谱信号；

对正半轴的所述频谱信号进行积分以获取每个频点对应的速度信号；

对每个频点的所述速度信号进行平方运算处理得到每个频点的功率谱；

对1Hz到1000Hz的功率谱求和以得到所述功率谱之和；

根据所述功率谱之和确定所述振动总值，其中，所述功率谱之和与所述振动总值满足：

式中，所述f为所述振动总值，所述psn_sum为所述功率谱之和。

进一步地，采集的所述空调外机的加速度数据的数量n满足：n＝2^a，式中所述n为采集的所述空调外机的加速度数据的数量，a为正整数。

进一步地，所述空调器与服务器通信连接，所述服务器与用户终端通信连接，所述当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制包括：

当所述振动总值大于所述振动阈值时，发送报警信息至所述服务器，以使所述服务器将所述报警信息发送至所述空调器对应的用户终端。

进一步地，所述当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制包括：

当所述振动总值大于所述振动阈值时，控制所述空调外机降低运行频率或停机。

第二方面，本发明还提供了一种空调外机共振控制装置，所述空调外机共振控制装置用于执行上述的空调外机共振控制方法，所述空调外机共振控制装置包括：

获取模块，用于每隔预设时长获取空调外机的加速度数据；

处理模块，用于根据所述空调外机的加速度数据生成所述空调外机的振动总值；

所述处理模块还用一将所述振动总值与设定的振动阈值进行比对；

控制模块，用于当所述振动阈值大于所述振动阈值时执行共振控制。

进一步地，所述处理模块用于对获取的所述加速度数据进行去除直流分量处理；对所述加速度时域信号进行快速傅里叶变换得到所述加速度的频谱信号；对所述加速度的频谱信号进行积分以获取速度信号；

所述处理模块还用于对所述速度信号进行平方运算处理得到功率谱；对1Hz到1000Hz的功率谱求和以得到所述功率谱之和；

所述处理模块还用于根据所述功率谱之和确定所述振动总值，其中，所述功率谱之和与所述振动总值满足：

式中，所述f为所述振动总值，所述psn_sum为所述功率谱之和。

进一步地，所述控制模块还用于当所述振动总值大于所述振动阈值时控制所述空调器停机。

第三方便，本发明还提供了一种空调器，所述空调器包括控制器，所述控制器用于执行计算机可读指令，以实现上述的空调外机共振控制方法的步骤。

附图说明

图1为本发明提供的空调器的功能框图。

图2为本发明提供的空调外机共振控制方法的流程图。

图3为图2中步骤120的具体流程图。

图4为本发明提供的空调外机共振控制方法进一步的流程图。

图5为本发明实施例提供的一种空调外机共振控制装置的功能模块图。

图标：100-空调器；110-控制器；120-存储器；130-加速度检测模块；140-室外机；150-室内机；200-空调外机共振控制装置；210-获取模块；220-处理模块；230-控制模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

第一实施例

本发明实施例提供了一种空调器100，用于调节室内温度的同时，还能保证用户随时都具备舒适的使用体验。请参阅图1，为本发明实施例提供的空调器100的功能框图。该空调器100包括：存储器120、控制器110、加速度检测模块130、室外机140及室内机150。其中，控制器110与存储器120、加速度检测模块130、室内机150及室外机140均电连接。所述空调外机共振控制装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器120中。

其中，存储器120可用于存储软件程序以及单元，如本发明实施例中的空调外机共振控制装置200及方法所对应的程序指令/单元，控制器110通过运行存储在存储器120内的空调外机共振控制装置200、方法的软件程序以及单元，从而执行各种功能应用于及数据处理，如本发明实施例提供的空调外机共振控制方法。其中，所述存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

控制器110可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器110可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器。控制器110也可以是任何常规的处理器等。

室外机140及室内机150用于在室内机150室外进行热量交换，其中室外机140由于安装环境、安装方式和空调本身等原因。有可能空调外机运行时，会与墙体一起产生共振，导致空调外机设备和墙体损坏。

加速度检测模块130用于检测室外机140的振动情况，于本实施例中，加速度检测模块130包括多个加速度传感器，该加速度传感器安装在室外机140上，用于检测室外机140在振动时的加速度，并将检测的加速度传输至控制器110。

可以理解地，图1所示的结构仅为示意，空调器100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

由于空调外机在工作过程中转速可能会处于较高的状态，例如6000转/分，在工作过程中可能产生比较剧烈的振动，当空调外机的振动频率与墙体或其安装部位本身的振动频率接近时，会产生强烈的共振，有可能导致空调外机脱落，对人们的生命、财产安全造成隐患。

为了避免空调外机产生共振，提前发现或阻止共振的发生，本申请实施例提供了一种空调外机共振控制方法。

第二实施例

请参阅图2，图2示出了本申请实施例提供的空调外机共振控制方法的流程示意图。本实施例提供的空调外机共振控制方法包括步骤110～步骤140。

步骤110：每隔预设时长获取空调外机的加速度数据。

空调外机上设置有加速度传感器。加速度传感器每隔预设时长便检测空调外机的加速度数据，并将检测的加速度数据发送至控制器110。控制器110获取加速度传感器发送的加速度数据，以根据该加速度数据对空调外机的振动情况进行评估。

步骤120：根据空调外机的加速度数据生成空调外机的振动总值。

根据空调外机的加速度数据，按照预设定的算法，计算生成空调外机的振动总值。其中，振动总值可以反映空调外机的振动情况。

步骤130：将振动总值与设定的振动阈值进行比对。

将计算得到的空调外机的振动总值与预先设定的振动阈值进行比对，以判断是否可能会发生共振。振动阈值是指空调器100在当前环境下发生共振时的振动总值。该振动阈值是预先设定的，不同的空调机型、不同的安装条件其振动阈值不同，一般地，在空调器100安装的时候对空调器100的振动阈值进行检测设定。

步骤140：当振动总值大于振动阈值时执行共振控制。

振动阈值是根据空调外机的共振频率对应的振动总值预先设定的，振动阈值略小于空调外机的共振频率，以在空调外机的振动总值上升至振动阈值时，提前进行共振控制，防止空调外机的振动总值达到共振频率对应的振动总值，避免空调外机发生共振。在一种可能的实施方式中，若空调外机的共振频率对应的振动总值为900，则可以将振动阈值设置为850。当当振动总值大于振动阈值时执行共振控制，防止空调外机发生共振，避免空调外机因为共振导致损坏或者脱落等。

为了避免时刻计算空调外机的振动总值并将振动总值与设定的振动阈值进行比对，控制器110以预先设定的采样频率获取预设数目n个所述空调外机的加速度数据。从而，控制器110便以预先设定的采样频率计算空调外机的振动总值，以判断是否需要发出报警信息。

但由于空调外机的转速一般不会超过6000转/分，因此空调外机的振动频率一般不会超过1000Hz，为了能够进行傅里叶变换之后得到合适的频谱信号，因此采样频率需要大于或等于1000Hz。

需要说明的是，由于后续需要进行傅里叶变换，因而该预设数目n应该为2的整数次幂。也即，采集的所述空调外机的加速度数据的数量n满足：n＝2^a，式中所述n为采集的所述空调外机的加速度数据的数量，a为正整数。

在一种可选的实施方式中，预先设定的采样频率为2048Hz，预设数目n＝2048。从而预设时长为1/2048，控制器110每间隔1/2048秒就获取2048个空调外机的加速度数据。

但需要说明的是，采样频率、预设数目均可根据实际应用场景进行调整，上述预先设定的采样频率为2048Hz，预设数目n为2048仅仅是一个示例，在其他实施方式中，采样频率、预设数目也可以为其他值。

控制器110每采集一次空调外机的加速度数据，便需计算一次空调外机的振动总值。请参阅图3，下面对根据空调外机的加速度数据生成空调外机的振动总值的步骤进行详细解释。该步骤120包括：

步骤120-1：对获取的预设数目个加速度数据进行去除直流分量处理。

由于直流分量并非由空调外机振动造成的，因而去除直流分量可以避免直流分量对分析振动产生负面的影响，使得最终得到的振动总值更贴近空调外机的实际振动情况。

具体地，去除直流分量的方法可以为：计算获取的所有的加速度数据的均值，再在每个加速度数据的基础上就减去该均值。

步骤120-2：对去除直流分量后的多个加速度数据进行快速傅里叶变换得到加速度数据的频谱信号。

该频谱信号反应了加速度随频率的变化而变化的情况。此外，该频谱信号是关于原点(0，0)左右对称的。

步骤120-3：对正半轴的频谱信号进行积分以获取每个频点对应的速度信号。

由于空调外机的振动情况与空调外机的受到的冲击力相关，而冲击力又是由速度决定的，因此采用速度信号来反应空调外机的震动情况。

此外，由于频谱信号是左右对称的，为减少计算量，本申请仅仅对正半轴的频谱信号进行了积分。但需要说明的是，在其他实施方式中，也可以仅仅对负半轴的频谱信号进行积分；或是对整个频域信号进行积分。

在一种可选的实施方式中，考虑到计算精度，速度信号的单位为mm/s。

因而经过步骤120-3之后，可以得到速度信号随频率的变化而变化的情况。

步骤120-4：对每个频点的速度信号进行平方运算处理得到每个频点的功率谱。

每个频点的功率谱可反映该点的振动强度，从而反映该频率下的信号对空调外机振动产生的影响。

步骤120-5：对1Hz到1000Hz的功率谱求和以得到功率谱之和。

由于空调外机的振动频率通常在1Hz～1000Hz以内，因此只需要对1Hz到1000Hz之间的功率谱进行求和，便能将空调外机的工作频率范围内的加速度数据对空调外机振动造成的影响都包含在内。

步骤120-6：根据功率谱之和确定振动总值。

其中，功率谱之和与振动总值满足：

式中，f为振动总值，psn_sum为功率谱之和。

于本申请实施例中，根据振动总值与设定的振动阈值进行比对的结果执行共振控制，根据振动总值的不同，执行的共振控制方式也不同，在一种可能的实施方式中，为了确保在空调外机存在脱落风险时，能够及时通知用户，空调器100与服务器通信连接，服务器与用户终端通信连接。从而，请参阅图4，步骤140包括：

步骤140-1：当振动总值大于振动阈值时，发送报警信息至服务器，以使服务器将报警信息发送至空调器100对应的用户终端。

当振动总值大于振动阈值时，表明空调外机的振动较为剧烈，可能会发生共振，此时通过将报警信息通过服务器发送至对应的用户终端，该报警信息可以包括空调外机的位置，振动总值等信息，使用户能够知悉空调外机的振动情况，避免发生共振。

同时，为了防止进一步共振情况愈演愈烈，请继续参阅图4，步骤140包括：

步骤140-2：当振动总值大于振动阈值时，控制空调外机降低运行频率或停机。

在另一种可能的实施方式中，若振动总值大于振动阈值，即控制空调外机降低运行频率或者停机，以减小空调外机的振动频率，避免发生共振。

需要说明的是，步骤140-1及步骤140-2可以同时进行，也可以任意一个在先进行，本实施例对此不做限定。

第三实施例

请参阅图5，图5为本发明较佳实施例提供的一种空调外机共振控制装置200的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的空调外机共振控制装置200，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

如图5所示，该空调外机共振控制装置200包括：获取模块210、处理模块220以及控制模块230。

其中，获取模块210用于每隔预设时长获取空调外机的加速度数据。

可选地，获取模块210可用于执行上述图中的步骤110，以实现相应的技术效果。

处理模块220用于根据空调外机的加速度数据生成空调外机的振动总值。

具体地，处理模块220用于对获取的预设数目个加速度数据进行去除直流分量处理，并对去除直流分量后的多个加速度数据进行快速傅里叶变换得到加速度数据的频谱信号，然后对正半轴的频谱信号进行积分以获取每个频点对应的速度信号，接着对每个频点的速度信号进行平方运算处理得到每个频点的功率谱，并对1Hz到1000Hz的功率谱求和以得到功率谱之和，最后根据功率谱之和确定振动总值。

可选地，处理模块220可用于执行上述图中的步骤120、步骤120-1、步骤120-2、步骤120-3、步骤120-4、步骤120-5及步骤120-6，以实现相应的技术效果。

处理模块220还用于将振动总值与设定的振动阈值进行比对。

可选地，处理模块220可用于执行上述图中的步骤130，以实现相应的技术效果。

控制模块230用于当振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制。

可选地，控制模块230可用于执行上述图中的步骤140，以实现相应的技术效果。

在一种可能的实施方式中，控制模块230用于当振动总值大于振动阈值时，发送报警信息至服务器，以使服务器将报警信息发送至空调器(100)对应的用户终端。

可选地，控制模块230可用于执行上述图中的步骤140-1，以实现相应的技术效果。

控制模块230还用于当振动总值大于振动阈值时，控制空调外机降低运行频率或停机。

可选地，控制模块230可用于执行上述图中的步骤140-2，以实现相应的技术效果。

综上所述，本发明提供的空调外机共振控制方法、装置及空调器，通过每隔预设时长获取空调外机的加速度数据，然后根据空调外机的加速度数据生成空调外机的振动总值，接着将振动总值与设定的振动阈值进行比对，从而当振动总值大于振动阈值时执行振动控制，防止空调外机共振。由于通过空调外机的加速度数据计算得到的振动总值，比直接利用传感器粗略检测得到的振动情况更加准确，因而利用本申请提供的空调外机共振控制方法能够更加精确地实现共振控制，能有效降低室外机与墙体共振导致的外机脱落、人员受伤的风险。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用于使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种空调外机共振控制方法，其特征在于，所述空调外机共振控制方法应用于空调器(100)，所述空调外机共振控制方法包括：

每隔预设时长获取空调外机的加速度数据；

根据所述空调外机的加速度数据生成所述空调外机的振动总值；

将所述振动总值与设定的振动阈值进行比对；

当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制；

所述根据所述空调外机的加速度数据生成所述空调外机的振动总值的步骤包括：

对获取的预设数目个所述加速度数据进行去除直流分量处理；

对去除直流分量后的多个所述加速度数据进行快速傅里叶变换得到所述加速度的频谱信号；

对正半轴的所述频谱信号进行积分以获取每个频点对应的速度信号；

对每个频点的所述速度信号进行平方运算处理得到每个频点的功率谱；

对1Hz到1000Hz的功率谱求和以得到所述功率谱之和；

根据所述功率谱之和确定所述振动总值，其中，所述功率谱之和与所述振动总值满足：

式中，所述f为所述振动总值，所述psn_sum为所述功率谱之和。

2.根据权利要求1所述的空调外机共振控制方法，其特征在于，所述每隔预设时长获取空调外机的加速度数据的步骤包括：

以预先设定的采样频率获取预设数目n个所述空调外机的加速度数据，所述采样频率大于或等于1000Hz。

3.根据权利要求2所述的空调外机共振控制方法，其特征在于，采集的所述空调外机的加速度数据的数量n满足：n＝2^a，式中所述n为采集的所述空调外机的加速度数据的数量，a为正整数。

4.根据权利要求1所述的空调外机共振控制方法，其特征在于，所述空调器(100)与服务器通信连接，所述服务器与用户终端通信连接，所述当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制包括：

当所述振动总值大于所述振动阈值时，发送报警信息至所述服务器，以使所述服务器将所述报警信息发送至所述空调器(100)对应的用户终端。

5.根据权利要求1所述的空调外机共振控制方法，其特征在于，所述当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制包括：

当所述振动总值大于所述振动阈值时，控制所述空调外机降低运行频率或停机。

6.一种空调外机共振控制装置，其特征在于，所述空调外机共振控制装置(200)用于执行如权利要求1～5任意一项所述的空调外机共振控制方法，所述空调外机共振控制装置(200)包括：

获取模块(210)，用于每隔预设时长获取空调外机的加速度数据；

处理模块(220)，用于根据所述空调外机的加速度数据生成所述空调外机的振动总值；

所述处理模块(220)还用于将所述振动总值与设定的振动阈值进行比对；

控制模块(230)，用于当所述振动总值大于所述振动阈值时执行共振控制；

所述处理模块(220)用于对获取的所述加速度数据进行去除直流分量处理；对所述加速度的时域信号进行快速傅里叶变换得到所述加速度的频谱信号；对所述加速度的频谱信号进行积分以获取速度信号；

所述处理模块(220)还用于对所述速度信号进行平方运算处理得到功率谱；对1Hz到1000Hz的功率谱求和以得到所述功率谱之和；

所述处理模块(220)还用于根据所述功率谱之和确定所述振动总值，其中，所述功率谱之和与所述振动总值满足：

式中，所述f为所述振动总值，所述psn_sum为所述功率谱之和。

7.根据权利要求6所述的空调外机共振控制装置，其特征在于，所述控制模块(230)还用于当所述振动总值大于所述振动阈值时控制所述空调外机降低运行频率或停机。

8.一种空调器，其特征在于，所述空调器(100)包括控制器(110)，所述控制器(110)用于执行计算机可读指令，以实现如权利要求1～5任意一项所述的空调外机共振控制方法的步骤。

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