CN111811175A - 制冷剂泄漏传感器出行前检查序列和诊断 - Google Patents

制冷剂泄漏传感器出行前检查序列和诊断 Download PDF

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Abstract

提供对于配置成提供对于制冷剂泄漏传感器的出行前检查序列和诊断的系统的实施例。该系统包括传感器、风扇以及控制器。控制器进一步配置成：验证传感器的操作；至少部分地基于验证传感器的操作而操作风扇；以及响应于操作风扇，使用传感器来确定是否存在泄漏。控制器还配置成：执行制冷测试；使用传感器来确定是否存在泄漏；以及至少部分地基于确定存在泄漏而提供警报。还提供对于用于执行对于泄漏传感器的出行前检查序列和诊断的方法的实施例。

Description

制冷剂泄漏传感器出行前检查序列和诊断
背景技术
本文中所公开的主题一般涉及运输制冷单元，并且更特别地涉及提供对于制冷剂泄漏传感器的出行前检查和诊断。
运输制冷单元用于使挂车或货舱中的货物冷却。运输制冷单元能够包括用以提供该系统内的空气调节的各种系统。这些系统能够包括：发电系统，其具有AC和DC构件；和制冷系统，其具有压缩机、冷凝器以及风扇。另外，这些系统能够使用控制器和各种类型的传感器来监测，以调整并且确保该系统的适当操作。
发明内容
根据实施例，示出配置成提供对于制冷剂泄漏传感器的出行前检查序列和诊断的系统。该系统包括传感器、风扇以及控制器。控制器配置成：验证传感器的操作；至少部分地基于验证传感器的操作而操作风扇；以及响应于操作风扇，使用传感器来确定是否存在泄漏。控制器还配置成：执行制冷测试；使用传感器来确定是否存在泄漏；以及至少部分地基于确定存在泄漏而提供警报。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括制冷系统，其中，制冷系统包括压缩机和冷凝器。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括控制器，其具有用于计算制冷系统的状态的低装料量诊断计算模块，其中，控制器从制冷系统中的其它传感器接收测量值。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括制冷系统，该制冷系统是运输制冷单元。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括制冷剂泄漏传感器。
根据实施例，示出用于执行对于泄漏传感器的出行前检查序列和诊断的方法。该方法包括：验证传感器的操作；至少部分地基于验证传感器的操作而操作蒸发器风扇；以及响应于操作蒸发器风扇，使用传感器来确定是否存在泄漏。该方法还包括：执行制冷系统的制冷测试；使用传感器来确定是否存在泄漏；以及至少部分地基于确定存在泄漏而提供警报。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：由控制器将信号发送到传感器；以及从传感器接收读数。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：验证传感器是否失效，并且提供传感器维修(或保养，即service)警报，以指示传感器要求维修。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括制冷剂泄漏传感器。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括在执行制冷测试之前操作的蒸发器风扇。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括与制冷测试一起操作的蒸发器风扇。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：操作制冷系统的一个或多个构件，以针对构件失效而测试；以及针对泄漏的存在性而测试。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括启动包括计算对于制冷系统的低装料量诊断的对于传感器的诊断。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：将低装料量诊断计算与来自制冷系统中的其它传感器的所测量的值比较；以及将低装料量诊断计算的结果与传感器的状态比较。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：基于将低装料量诊断计算与从传感器获得的测量值比较而确定存在可能的(或潜在的，即potential)错误警报。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括提供：当传感器指示传感器警报并且低装料量诊断计算指示制冷系统在其操作极限内操作时，存在可能的错误警报。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：当传感器未指示传感器警报并且低装料量诊断计算指示在制冷系统中已发生泄漏且在其操作极限之外操作时，确定存在出故障的传感器。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：如果传感器检测到高于排空阈值数值的泄漏并且低装料量诊断计算指示制冷系统在其极限内操作，则将制冷系统排空。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括：在维修或置换传感器之后执行再检查，并且，如果传感器提供传感器警报，则提供额外的传感器警报，以指示传感器要求维修或修理。
除了本文中所描述的特征中的一个或多个之外或作为备选，另外的实施例包括制冷系统，该制冷系统是运输制冷单元。
除非另外明确地指示，否则前述的特征和元件可以无排他性地组合成各种组合。这些特征和元件以及其操作将鉴于下文的描述和附图而变得更清楚。然而，应当理解，下文的描述和附图旨在本质上为说明性的和解释性的，而非限制性的。
附图说明
实施例的前述特征和优点及其它特征和优点从与附图联合而作出的下文的详述是清楚的，在附图中：
图1描绘示范性实施例中的具有运输制冷单元和货舱的牵引车挂车系统；
图2描绘用于示范性实施例中的图1的牵引车挂车系统的货舱的运输制冷单元；
图3描绘根据一个或多个实施例的用于验证泄漏传感器操作的方法的流程图；以及
图4描绘根据一个或多个实施例的用于执行对于运输制冷单元的诊断的方法的流程图。
具体实施方式
本文中所描述的技术为在执行对于该系统的诊断之前测试适当的传感器功能性作准备。另外，本文中所描述的技术为查证在出发之前在运输制冷单元中不存在制冷剂泄漏作准备。本文中所描述的技术包括执行与制冷剂泄漏传感器联合而使用的装料量损失诊断计算，以执行额外的故障排除措施。这增加确保(一个或多个)传感器适当地运作并且标识可能在该系统中发生的可能的错误警报的能力。
在图1中示出牵引车挂车系统100的实施例。牵引车挂车系统100包括牵引车102，牵引车102包括操作人员的舱室或驾驶室104，并且还包括发动机，该发动机充当牵引车挂车系统100的驱动系统。挂车106联接到牵引车102。挂车106是制冷挂车106，并且包括顶壁108、正对的底壁110、相对的侧壁112以及前壁114，前壁114最靠近牵引车102。挂车106进一步包括位于后壁116处的与前壁114相对的(一个或多个)门(未示出)。挂车106的壁限定货舱。挂车106配置成通过使用位于挂车106上的运输制冷单元120而将位于货舱内侧的货物118维持于所选择的温度处。如图1中所示出的，运输制冷单元120位于前壁114处或附接到前壁114。
现在参考图2，更详细地示出运输制冷单元120。运输制冷单元120包括压缩机122、冷凝器124、膨胀阀126、蒸发器128以及蒸发器风扇130。压缩机122可操作地连接到驱动压缩机122的AC电源132。空气流借助于运输制冷单元120来循环到挂车106的货舱中并且循环通过挂车106的货舱。返回空气流134从挂车106的货舱通过制冷单元入口136流动到运输制冷单元120中，并且经由蒸发器风扇130来横过蒸发器128流动，因而使返回空气流134冷却。冷却的返回空气流134(其现在被称为供应空气流138)通过制冷单元出口140供应到挂车106的货舱中，在一些实施例中，制冷单元出口140位于挂车106的顶壁108附近。供应空气流138使挂车106的货舱中的货物118冷却。在货舱中还包括制冷剂泄漏传感器150，制冷剂泄漏传感器150用于检测特定类型的制冷剂或物质的泄漏。将理解，制冷剂泄漏传感器150能够位于该系统中的不同位置中，并且不受图2中所示出的示例限制。例如，制冷剂泄漏传感器150能够位于运输制冷单元120的蒸发器区段、挂车106的货舱的不同部分、或该系统中的其它位置中。一被制冷剂泄漏传感器150检测到，信号就能够传送到控制器160。控制器160控制运输制冷单元120和运输制冷单元电力系统的各种方面。除了其它设备或传感器之外，控制器160还能够控制压缩机122、冷凝器124、膨胀阀126、蒸发器128以及蒸发器风扇130。控制器160能够通过有线或无线连接(连接未示出)而连接到该设备。控制器160能够配置成执行低装料量诊断计算，低装料量诊断计算用于执行运输制冷单元120的制冷系统的各种计算，以确定操作状态。在其它实施例中，能够在云网络(未在图2中示出)中执行低装料量诊断计算。
图3描绘根据一个或多个实施例的用于验证制冷剂泄漏传感器150操作的方法300的流程图。出行前检查测试(或出行前测试，即pre-trip test)和序列确保制冷系统在运输制冷单元从其当前位置出发之前是完全可操作的(或可运行的，即operational)。出行前检查测试包括用以验证制冷剂泄漏传感器150的功能性的测试。通过将信号从控制器160发送到制冷剂泄漏传感器150并且从制冷剂泄漏传感器读取所接收的信号来执行出行前检查测试。控制器160能够基于响应确定是否接收指示制冷剂泄漏传感器的可操作性的有效读数。
方法300在框302开始启动出行前检查测试，并且前进到框304以验证传感器(诸如，制冷剂泄漏传感器150)的操作。在非限制性示例中，控制器160通过将信号发送到传感器以测试传感器的操作而执行测试。控制器160从传感器接收指示传感器的当前读数的信号。在非限制性示例中，传感器能够提供预期输出，并且在正常操作条件下在预期范围(即，0.25-4.75伏DC)内操作。当这样的传感器失效时，失效状况可能使得传感器提供指示不良或失效的传感器的处于预期范围之外的读数。例如，具有出故障的连接或断开的电线的传感器可能造成开路，将5V DC读数提供给控制器160。在另一示例中，如果水分(或湿度，即moisture)进入到传感器中，则这将造成短路，提供指示不良的传感器的0V DC读数。验证测试不限于测试泄漏传感器，而是还能够应用于该系统中的能够在出行前检查测试期间查证的其它传感器和设备。这提供在所获得的传感器读数的方面的更高的可靠性。
如果有效传感器读数未被控制器160接收，则方法300继续至框306(“否”分支)，其中，能够提供传感器维修警报，以警告操作人员或管理人员存在问题。传感器维修警报能够指示传感器本身未适当地运作。传感器维修能够包括修理传感器或置换传感器。如果有效传感器读数被控制器160接收，则方法300前进到框308(“是”分支)，其中，开始进行出行前检查序列。
操作的出行前检查序列从如下的过程开始：测试蒸发器风扇130，以使空气在货舱内移动并且感测是否存在泄漏。在一些实施例中，操作蒸发器风扇130。如果未检测到问题，则开始进行该测试的蒸汽压缩冷却和加热部分。在操作期间，持续地监测制冷剂泄漏传感器150，以确定是否存在泄漏。如果指示泄漏，则能够采取行动，以补救该问题。在一些实施例中，除了制冷测试之外，还能够测试并且操作蒸发器风扇。
在框310，起动该系统的蒸发器风扇130。这允许空气流在环境或货舱中循环，以允许制冷剂泄漏传感器150有机会检测是否存在任何泄漏。即，如果少量的制冷剂已泄漏于货舱中，则蒸发器风扇130能够使空气流循环通过该空间，由此制冷剂泄漏传感器150能够检测该泄漏。
如果在框312制冷剂泄漏传感器150检测到泄漏，则信号能够提供给控制器150，以指示该泄漏的存在性。然后，方法300能够继续到框314(“是”分支)，其中，泄漏修理警报提供给操作人员或管理人员。如果在框312制冷剂泄漏传感器150未检测到泄漏，则方法300继续进行框316(“否”分支)，并且执行制冷系统测试。这能够包括操作压缩机和其它构件，以使制冷剂循环通过该系统。
在在框316处制冷系统测试期间，制冷剂泄漏传感器150继续针对所监测的区域中的泄漏的存在性而监测，如框318中所示出。如果制冷剂泄漏传感器150检测到泄漏，则信号能够提供给控制器160并且指示泄漏修理警报，如在框320示出(“是”分支)。如果制冷剂泄漏传感器150未检测到泄漏，则该过程继续到框322，以确定制冷测试是否完成(“否”分支)。如果该测试未完成，则方法300返回到框316，以继续测试制冷系统的剩余构件(“否”分支)。否则，如果制冷测试完成(“是”分支)，则在框324处出行前检查序列完成并且结束。应当理解，每当该系统初始地通电并且起动时或当由操作人员或管理人员人工地启动时，能够重复进行方法300。
在一个或多个实施例中，在通过方法300执行所描述的出行前检查测试和序列之后，诊断能够持续地或周期性地运行，以针对如图4中所示出的货舱中的泄漏的存在性而监测。诊断包括计算制冷剂低装料量诊断，制冷剂低装料量诊断能够用于帮助标识可能的错误的制冷剂传感器警报。
在框402，启动用于执行包括制冷剂泄漏传感器诊断的系统诊断的方法400。在一个或多个实施例中，执行诊断，以测试制冷系统及其构件的可操作性。在框404，诊断能够包括在控制器160或系统中使用从各种输入、传感器以及其它源获得的数据来执行低装料量诊断计算。在一些实施例中，能够在基于云的系统中执行低装料量诊断计算。基线系统操作参数根据单元操作条件(诸如但不限于环境温度、箱温度、发动机速度或备用功率电平、压缩机负载以及控制阀位置)而定义。在诊断计算中，对这些参数之间的关系进行预定义，以对预期标称系统操作条件(诸如，可接受的压力、温度、控制阀位置以及电流值)进行量化。在一个或多个实施例中，由该单元上的车载仪器获取这些测量值。如果这些参数的测量值落在预定义的可接受的范围之外，则诊断检查能够指示已发生泄漏。
在一些实施例中，计算能够与来自实地(或现场，即in the field)的监测该系统的传感器的读数和测量值比较。例如，计算能够指示是否存在低装料量状态，并且，若是如此，则对传感器所获得的当前状态进行比较。如果存在低装料量并且传感器提供警报，则传感器被适当地操作。然而，如果存在低装料量并且传感器未提供警报，则出故障的传感器或操作范围可以针对传感器被配置。
同样地，如果提供正常装料量并且由传感器提供警报，则传感器可能是需要维修或置换的出故障的传感器。装料量计算能够将与制冷剂和制冷剂系统有关的体积、压力以及温度纳入考虑因素，以确定当前状态。
在一些实施例中，如果在操作的出行前检查序列期间存在指示高制冷剂水平的制冷剂警报，但诊断指示该系统在其正常极限内操作，则可能存在可能的错误警报。在这样的情况下，实施扩展操作测试，以监测制冷剂水平以及诊断计算。如果在预设的持续时间之后，所感测的制冷剂水平仍然很高或上升，但诊断指示装料量水平稳定，则发送指示需要制冷剂泄漏传感器150的维修或进一步评价的警报指示符。诊断计算和传感器读数能够用于提供各种水平的信息，以缓解不能工作的系统或在货舱中的泄漏的检测。
在框406，确定低装料量计算是否指示泄漏。若是如此(“是”分支)，则方法400继续到框408，以确定制冷剂泄漏传感器150是否已与低装料量计算一致地检测到泄漏。如果在框408，制冷剂泄漏传感器150未指示传感器警报，则方法400继续进行框410(“否”分支)，并且提供警报传感器修理。然而，如果在框408，制冷剂泄漏传感器150确实指示传感器警报，则方法400前进到框412(“是”分支)，指示应当采取行动以解决该问题的警报。能够采取诸如但不限于发送警报、对制冷空间进行排气、关闭该系统的行动，或能够采取其它行动。
返回到框406，如果低装料量计算不指示泄漏，则方法400继续到框414(“否”分支)，以确定制冷剂泄漏传感器150是否已提供传感器警报。如果在框414确定已提供传感器警报，则方法400继续到框416(“是”分支)，以提供采取行动的警报。接下来，方法400前进到框418，以再检查泄漏传感器是否仍然指示传感器警报。若是如此(“是”分支)，则如框420中所示出的，能够提供修理传感器警报，因为，即使在维修或置换泄漏传感器之后，也依然存在该问题。否则(“否”分支)，该方法继续到框402，以继续诊断。否则，如果在框414未由制冷剂泄漏传感器150指示传感器警报，则方法400返回到框402(“否”分支)，并且继续执行对于制冷系统的诊断和泄漏监测。
在一些实施例中，如果由制冷剂泄漏传感器150检测到大泄漏，但诊断指示制冷系统在其操作极限内操作，则能够执行系统排空。能够通过使用可配置阈值而确定大泄漏。继系统排空之后，如果制冷剂警报仍然指示制冷剂泄漏依然存在，则能够利用操作诊断来确定是否已发生可能的错误警报。
技术效果和益处包括通过确保每次出行之前的传感器功能性而实现的改进的安全性。技术效果和益处包括通过标识各种传感器故障而实现的改进的故障排除，导致较少的生产停机时间。另外，低装料量诊断计算用于预先制止系统关闭或通过标识该系统中的不能工作的传感器。
虽然已仅结合有限数量的实施例而详细地提供本公开，但应当容易理解，本公开不限于这样的所公开的实施例。更确切地说，能够修改实施例，从而将迄今为止尚未描述的任何数量的变型、变更、替代、组合、子组合或等同布置合并，但以上项与本公开的精神和范围相称。另外，虽然已描述各种实施例，但将理解，本公开的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，实施例将不被视为受限于前文的描述，而是仅受限于所附权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
传感器；
风扇；
控制器，其中，所述控制器配置成：
验证所述传感器的操作；
至少部分地基于验证所述传感器的所述操作而操作所述风扇；
响应于操作所述风扇，使用所述传感器来确定是否存在泄漏；
执行制冷测试；
使用所述传感器来确定是否存在泄漏；以及
至少部分地基于确定存在所述泄漏而提供警报。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括制冷系统，其中，所述制冷系统包括压缩机和冷凝器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器包括用于计算所述制冷系统的状态的低装料量诊断计算模块，其中，所述控制器从所述制冷系统中的其它传感器接收测量值。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述制冷系统是运输制冷单元。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是制冷剂泄漏传感器。
6.一种用于执行对于泄漏传感器的出行前检查序列和诊断的方法，所述方法包括：
验证传感器的操作；
至少部分地基于验证所述传感器的操作而操作蒸发器风扇；
响应于操作所述蒸发器风扇，使用所述传感器来确定是否存在泄漏；
执行制冷系统的制冷测试；
使用所述传感器来确定是否存在泄漏；以及
至少部分地基于确定存在所述泄漏而提供警报。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，验证所述传感器包括：由所述控制器将信号发送到所述传感器；以及
从所述传感器接收读数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，如果验证所述传感器失效，则提供传感器维修警报，以指示所述传感器需要维修。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述传感器是制冷剂泄漏传感器。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述蒸发器风扇在执行所述制冷测试之前操作。
11. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述蒸发器风扇与所述制冷测试一起操作。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述制冷测试包括：操作所述制冷系统的一个或多个构件，以针对构件失效而测试；以及
针对泄漏的存在性而测试。
13. 根据权利要求6所述的方法，进一步包括启动包括计算对于所述制冷系统的低装料量诊断的对于所述传感器的诊断。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：将所述低装料量诊断计算与来自所述制冷系统中的其它传感器的所测量的值比较；以及
将所述低装料量诊断计算的结果与所述传感器的状态比较。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括基于将所述低装料量诊断计算与从所述传感器获得的测量值比较而确定存在可能的错误警报。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述传感器指示传感器警报并且所述低装料量诊断计算指示所述制冷系统在其操作极限内操作时，存在所述可能的错误警报。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：当所述传感器未指示传感器警报并且所述低装料量诊断计算指示在所述制冷系统中已发生泄漏并且在其操作极限之外操作时，确定存在出故障的传感器。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：如果所述传感器检测到高于排空阈值数值的泄漏并且所述低装料量诊断计算指示所述制冷系统在其极限内操作，则将所述制冷系统排空。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：在维修或置换所述传感器之后执行再检查；
如果所述传感器提供传感器警报，则提供额外的传感器警报，以指示所述传感器需要维修或修理。
20.根据权利要求6所述的方法，其中，所述制冷系统是运输制冷单元。
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