專利名稱：用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的性能和可靠性的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的性能和可靠性的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的例如高性能計(jì)算機(jī)服務(wù)器的眾多電子設(shè)備中，空氣冷卻依然是用于散熱和將溫度保持在可接受的限制內(nèi)的主要方法。由于需要大的熱沉區(qū)域，自然對流不能為高功率CPU (計(jì)算機(jī)處理單元)和GPU (圖像處理單元)提供必需的熱傳遞，因此使用風(fēng)扇的人工對流仍然是用于冷卻這些系統(tǒng)的主要解決方案。冷卻風(fēng)扇，作為通常具有電動(dòng)馬達(dá)和風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)機(jī)電設(shè)備，易于發(fā)生故障。當(dāng)它們發(fā)生故障時(shí)，它們因容許系統(tǒng)過熱并由此損壞或損毀熱敏感元件而使整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)機(jī)。此外，它們的性能可能隨著時(shí)間的流逝而降低，導(dǎo)致系統(tǒng)性能緩慢降低，進(jìn)而導(dǎo)致升高的溫度。此外，在風(fēng)扇葉片上堆積的灰塵和污垢可以減緩它們的旋轉(zhuǎn)速度，降低來自葉片的空氣流量，并且造成增加軸承磨損的風(fēng)扇葉片不平衡。軸承潤滑劑可能漸漸變干，導(dǎo)致增加的摩擦和功耗，并且最終導(dǎo)致馬達(dá)故障。由于它們發(fā)生故障以及性能隨時(shí)間的流逝而減弱的可能性，從系統(tǒng)可靠性的觀點(diǎn)來看，監(jiān)測風(fēng)扇性能和預(yù)測這些設(shè)備的潛在的故障是重要的?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)通常依賴于監(jiān)測風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率(RPM)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速率下降到固定RPM閾值以下時(shí)表示發(fā)生故障。圖1是用于檢測風(fēng)扇故障的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于時(shí)間的曲線圖100。曲線102示出風(fēng)扇速度怎樣隨時(shí)間流逝而降低，最后在點(diǎn)106降低至固定閾值104以下。這個(gè)系統(tǒng)對于在滿功率或最大旋轉(zhuǎn)速率下連續(xù)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇可能適用性有限。大部分現(xiàn)代系統(tǒng)根據(jù)由需要冷卻的負(fù)載產(chǎn)生的熱量，在由噪音方面的考慮節(jié)制的變化的旋轉(zhuǎn)速度下運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇。為了減小由風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音，當(dāng)需要冷卻的系統(tǒng)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)或處于低功耗水平時(shí)，可以使它們減速。用于確定潛在的風(fēng)扇故障的固定閾值對于這樣的系統(tǒng)是不切實(shí)際的或者不合適的。所期望的是能夠確定風(fēng)扇在其整個(gè)工作范圍期間是否工作在特定的限制(limit)內(nèi)，該系統(tǒng)潛在地能夠在風(fēng)扇發(fā)生故障之如預(yù)測風(fēng)扇故障，從而可以采取預(yù)防措施。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在閱讀下文的說明并研究多幅附圖之后，對現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它限制將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
在通過舉例而非限制方式介紹的實(shí)施例中，一種用于監(jiān)測空氣冷卻風(fēng)扇的方法包括:確定可接受的工作的第一上邊界限制，確定可接受的工作的第一下邊界限制，向風(fēng)扇發(fā)送控制信號，繼發(fā)送控制信號之后測量風(fēng)扇功耗，并且如果所測量的風(fēng)扇功耗高于上邊界限制或低于下邊界限制，則發(fā)布警報(bào)。在由實(shí)例設(shè)定的，但不限于所述實(shí)例的其它實(shí)施例中，一種用于監(jiān)測空氣冷卻風(fēng)扇的方法包括確定可接受的工作的第一上邊界限制，確定可接受的工作的第一下邊界限制，向風(fēng)扇發(fā)送控制信號，繼發(fā)送控制信號之后測量風(fēng)扇的功耗，并且如果所測量的功耗高于上邊界限制或低于下邊界限制，則發(fā)布警報(bào)。在通過舉例而非限制方式介紹的進(jìn)一步的實(shí)施例中，一種用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的方法包括確定可接受的工作的第一上邊界限制，確定可接受的工作的第一下邊界限制，向機(jī)電設(shè)備發(fā)送控制信號，繼發(fā)送控制信號之后測量響應(yīng)變量，并且如果所測量的響應(yīng)變量高于上邊界限制或低于下邊界限制，則發(fā)布警報(bào)。在通過舉例而非限制方式介紹的更進(jìn)一步的實(shí)施例中，一種用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的裝置包括微控制器、與微控制器耦合的輸出模塊、與微控制器耦合的測量模塊、以及與微控制器耦合的數(shù)字存儲器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述數(shù)字存儲器包括可接受的工作的第一上邊界限制、可接受的工作的第一下邊界限制，用于通過所述輸出模塊向機(jī)電設(shè)備發(fā)送控制信號的代碼段，繼發(fā)送所述控制信號之后測量響應(yīng)變量的代碼段、以及如果所述所測量的響應(yīng)變量高于所述上限或低于所述下限，則發(fā)布第一警報(bào)的代碼段。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在閱讀下文的說明并研究多幅附圖之后，這些和其它實(shí)施例、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


現(xiàn)在將參考附圖描述幾個(gè)示例性實(shí)施例，其中類似的部件用類似的附圖標(biāo)記來標(biāo)記。所述示例性實(shí)施例意在例示而非限制本發(fā)明。所述附圖包括以下示圖:圖1是用于檢測風(fēng)扇故障的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于時(shí)間的曲線圖；圖2a是示例性的風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于風(fēng)扇控制信號的曲線圖；圖2b是示例性的風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于時(shí)間的曲線圖；圖3是示例性的風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于控制信號的曲線圖，所述風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)具有用于預(yù)測潛在的風(fēng)扇故障的雙層標(biāo)準(zhǔn)(dual tier criteria)；圖4是示例性的風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于控制信號的曲線圖，其中所監(jiān)測的風(fēng)扇已經(jīng)超出了第一層標(biāo)準(zhǔn)；圖5是示例性的風(fēng)扇監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于控制信號的曲線圖，其中所監(jiān)測的風(fēng)扇已經(jīng)超出了第二層標(biāo)準(zhǔn)；圖6是用于預(yù)測機(jī)電設(shè)備的潛在的故障的示例性監(jiān)測系統(tǒng)的響應(yīng)變量相對于控制信號的曲線圖；圖7是連接到4線風(fēng)扇的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備的框圖；圖8是連接到3線風(fēng)扇的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備的框圖；圖9是配置為測量傳送到4線風(fēng)扇的功率的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備的框圖；圖10是配置為測量傳送到3線風(fēng)扇的功率的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備的框圖；圖11是用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的健康的示例性控制設(shè)備的框圖；圖12是監(jiān)測風(fēng)扇并預(yù)測潛在的風(fēng)扇故障的示例性流程圖。
具體實(shí)施例方式參考現(xiàn)有技術(shù)討論圖1。圖2a是通過舉例而非限定的方式介紹的風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于風(fēng)扇控制信號的曲線圖200。所述示例性系統(tǒng)這樣命名是因?yàn)樗鱿到y(tǒng)用來診斷風(fēng)扇工作且預(yù)測潛在的即將發(fā)生的故障情況，而不是用來檢測已經(jīng)發(fā)生故障或達(dá)到不再適合工作的情況的風(fēng)扇。“風(fēng)扇控制信號”(附圖2a中示出的自變量)是使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的信號。它可以是通常用于4線風(fēng)扇的脈寬調(diào)制(PWM)信號，或者是通常用于3線風(fēng)扇的模擬電壓信號。繼續(xù)參考圖2a,曲線202示出適當(dāng)(properly)工作的示例性風(fēng)扇將如何根據(jù)控制信號改變其旋轉(zhuǎn)速度(風(fēng)扇速度)。曲線202也被稱為風(fēng)扇的特性曲線或傳遞函數(shù)。曲線202的特定形狀可以根據(jù)風(fēng)扇的類型和特定應(yīng)用環(huán)境下的變量變化。曲線206和208代表可接受的工作的邊界。雖然特性曲線202的形狀可能變化，只要其保持在由邊界曲線206和208限定的限制內(nèi)，則其工作被認(rèn)為是可接受的。虛線204代表示例性風(fēng)扇的特性曲線，該風(fēng)扇已經(jīng)不再以可接受的方式工作，因?yàn)槠涮匦郧€已經(jīng)超出由邊界208限定的限制。必須注意的是，超出由曲線206和208限定的邊界限制的風(fēng)扇工作可以表示風(fēng)扇故障，或者可以并不表示風(fēng)扇故障，因?yàn)榧词癸L(fēng)扇的特性曲線超出邊界限制，也可以選擇這些限制以允許適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)冷卻。在這種情況下，示例性的風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)將向系統(tǒng)操作者發(fā)布警報(bào)或提醒，所述系統(tǒng)操作者可以及時(shí)地計(jì)劃修復(fù)或更換風(fēng)扇。邊界曲線206、208可以從工程數(shù)據(jù)、系統(tǒng)需求導(dǎo)出，或者通過對風(fēng)扇工作曲線或傳遞函數(shù)的實(shí)際測量導(dǎo)出。如果進(jìn)行了實(shí)際測量，則可以通過使用合適的數(shù)值相關(guān)性(例如固定的百分比)或其它合適的標(biāo)準(zhǔn)而根據(jù)特性曲線數(shù)據(jù)計(jì)算出邊界曲線。檢測潛在的風(fēng)扇故障的另一個(gè)有用的函數(shù)是保持控制信號恒定并監(jiān)測作為時(shí)間的函數(shù)的風(fēng)扇速度。圖2b是示例性風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于時(shí)間的曲線圖201。適當(dāng)工作的風(fēng)扇應(yīng)該維持特定容限內(nèi)的恒定的旋轉(zhuǎn)速率。這些容限由圖2的邊界限制曲線207和209表示。適當(dāng)工作的風(fēng)扇由曲線203表示，該風(fēng)扇的風(fēng)扇速度保持在界線207與209之間。虛線205代表風(fēng)扇速度超出由曲線209限定的限制的風(fēng)扇。在這種情況下，將發(fā)布警報(bào)或提醒以允許系統(tǒng)操作者采取適當(dāng)?shù)拇胧?。圖3是示例性風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)的風(fēng)扇速度相對于控制信號的曲線圖300，所述風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)具有用于預(yù)測潛在的風(fēng)扇故障的雙層標(biāo)準(zhǔn)。曲線302代表適當(dāng)工作的風(fēng)扇的特征工作曲線。曲線304和306代表與圖2a中的邊界曲線206和208類似的第一層邊界。產(chǎn)生由曲線304和306限制的特性曲線的風(fēng)扇被認(rèn)為是以可接受的方式工作。在圖3中還包括第二組曲線308和310，所述曲線308和310提供第二層邊界。兩層邊界標(biāo)準(zhǔn)允許產(chǎn)生用于風(fēng)扇的漸變的警報(bào)響應(yīng)，所述風(fēng)扇的特征工作曲線跨越一個(gè)或多個(gè)邊界延伸。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，雖然在圖3中僅僅示出了兩組邊界曲線，如果需要可以增加任意數(shù)目的額外層。圖4是示例性的風(fēng)扇速度相對于控制信號的曲線圖400，其中所監(jiān)測的風(fēng)扇已經(jīng)超出了第一層標(biāo)準(zhǔn)。曲線402代表在點(diǎn)位置404處已經(jīng)越過第一層邊界曲線306，但沒有延伸越過第二層邊界曲線310的風(fēng)扇特性曲線。在這種情況下，例如可以發(fā)布一個(gè)低等級的警報(bào)，所述警報(bào)提醒系統(tǒng)操作者如果風(fēng)扇性能惡化則可能需要進(jìn)行維護(hù)。圖5是示例性的風(fēng)扇速度相對于控制信號的曲線圖500，其中所監(jiān)測的風(fēng)扇的特性曲線502已經(jīng)在位置504處越過第一層邊界曲線306，并且在位置506處越過第二層邊界曲線310。在這后一種情況下，例如可以發(fā)布請求立即或高優(yōu)先級的補(bǔ)救措施的更為緊急的警報(bào)。如果增加了額外的層(未示出)，則可以提供額外的警報(bào)等級，響應(yīng)隨著風(fēng)扇性能延伸越過額外的邊界而在嚴(yán)重程度方面漸進(jìn)地增大。例如，圖2a、2b和3_5中示出的特性曲線已使用風(fēng)扇速度作為風(fēng)扇性能的受監(jiān)測變量。然而，作為另一示例，風(fēng)扇健康監(jiān)測系統(tǒng)可以使用風(fēng)扇功率、風(fēng)扇負(fù)載電流、所測量的空氣溫度或所測量的設(shè)備襯底溫度作為額外的特征工作曲線?？梢詥为?dú)使用這些額外的測量參數(shù)，或者結(jié)合風(fēng)扇速度使用。如針對風(fēng)扇速度說明的，對于每一額外的測量參數(shù)可以建立分層布置的工作邊界，并且如果風(fēng)扇性能超出邊界限制，可以建立發(fā)布的警報(bào)或提醒。雖然以上的討論以非限制性的示例的方式針對空氣冷卻風(fēng)扇進(jìn)行，但是可以將相同的理論應(yīng)用于其它能夠產(chǎn)生特征工作曲線的機(jī)電設(shè)備。這些設(shè)備包括但不限于泵、電磁閥和馬達(dá)。圖6是用于預(yù)測機(jī)電設(shè)備的潛在的故障的示例性監(jiān)測系統(tǒng)的響應(yīng)變量相對于控制信號的曲線圖。曲線602代表適當(dāng)工作的示例性電機(jī)設(shè)備的特征工作曲線(或傳遞函數(shù))。曲線604和606代表第一層邊界限制，曲線608和610代表第二層邊界限制。如果在工作期間曲線602延伸越過一個(gè)或多個(gè)邊界曲線606-610，則可以發(fā)布適當(dāng)?shù)木瘓?bào)或提醒以提醒使用者即將發(fā)生故障。圖7是連接到4線風(fēng)扇722的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備702的框圖700。四線風(fēng)扇通常具有4個(gè)連接(其名字由來)，包括:電源、地、控制風(fēng)扇速度的PWM輸入和表示風(fēng)扇速度或風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn)速率的轉(zhuǎn)速計(jì)輸出。在這個(gè)示例中，風(fēng)扇722的電源輸入連接到固定電源總線V。。，雖然替代地，所述電源輸入可以連接到風(fēng)扇控制設(shè)備702的模塊718或720 (下文將對此進(jìn)行討論)。風(fēng)扇控制設(shè)備702在其非限制性示例中包括多個(gè)功能模塊。示例性風(fēng)扇控制設(shè)備702的操作中心是微控制器704，并且非限制性地舉例而言，RAM存儲器模塊706、閃速存儲器模塊708、通信接口模塊710、溫度測量模塊712、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計(jì)輸入模塊714、脈寬調(diào)制(PWM)輸出模塊716、負(fù)載電流測量模塊718和模擬電壓輸出模塊720連接到微控制器704。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，對于4線風(fēng)扇的基本監(jiān)測而言，不是所有的前述風(fēng)扇控制設(shè)備702的模塊都是需要的，包括它們是為了展示額外的示例性風(fēng)扇健康監(jiān)測功能的靈活性。此外，將認(rèn)識到，風(fēng)扇控制設(shè)備702也可以執(zhí)行其它功能，例如(根據(jù)負(fù)載溫度或例如對通信接口 710的數(shù)據(jù)輸入的其它標(biāo)準(zhǔn))對風(fēng)扇速度進(jìn)行閉環(huán)控制。非限制性地舉例而言，通過將在模塊714處接收到的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計(jì)輸入(風(fēng)扇速度)與經(jīng)由模塊716傳送至風(fēng)扇722的PWM輸出進(jìn)行比較，并建立特征工作曲線，可以實(shí)現(xiàn)基本的風(fēng)扇監(jiān)測。微控制器704將來自風(fēng)扇722的工作數(shù)據(jù)與存儲在存儲器模塊706、708中的邊界曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果工作數(shù)據(jù)超出層I或?qū)?的邊界限制，則經(jīng)由通信接口模塊710向系統(tǒng)使用者發(fā)布適當(dāng)?shù)木瘓?bào)或提醒。 邊界曲線數(shù)據(jù)可以在制造控制設(shè)備702時(shí)或在控制設(shè)備702首次投入使用時(shí)或者在晚一些的時(shí)候通過經(jīng)由模塊710的通信預(yù)編程在閃速存儲器模塊708中?？商娲兀梢詫ξ⒖刂破?04進(jìn)行編程以產(chǎn)生來自實(shí)際連接到控制設(shè)備702的風(fēng)扇的特性曲線，并且使用預(yù)編程的或使用者提供的標(biāo)準(zhǔn)從以實(shí)驗(yàn)方式得出的特性曲線產(chǎn)生邊界曲線。在另一示例中，來自溫度傳感器724的溫度數(shù)據(jù)可以用作另一響應(yīng)變量，以便與PWM輸出相結(jié)合來產(chǎn)生另一特性曲線或傳遞函數(shù)。監(jiān)測這個(gè)第二變量可以與監(jiān)測風(fēng)扇速度同時(shí)執(zhí)行，或者可以作為單獨(dú)的測量來執(zhí)行。溫度數(shù)據(jù)可以來自空氣溫度測量或來自所冷卻的設(shè)備的襯底溫度。圖8是連接到3線風(fēng)扇802的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備702的框圖800。三線風(fēng)扇具有兩個(gè)輸入(電源、地)和轉(zhuǎn)速計(jì)輸出。不同于由圖7示出的4線版本，三線風(fēng)扇的風(fēng)扇速度通常是由連接到其電源輸入804的可變DC電壓控制的。這個(gè)電源是由可變電壓輸出模塊720提供的，該電源變成用于三線風(fēng)扇802的控制信號。因此，在這個(gè)示例中，來自模塊720的可變電壓取代用于4線風(fēng)扇的PWM輸出，并且產(chǎn)生風(fēng)扇速度相對于可變電壓的特性曲線且將其與存儲在存儲器中的邊界限制進(jìn)行比較。有時(shí)測量由風(fēng)扇消耗的功率可能是有用的，因?yàn)樽枞幕蛲＾D(zhuǎn)的風(fēng)扇可能消耗比正常情況高得多的功率水平，發(fā)出需要立即關(guān)注的信號。對于四線風(fēng)扇，測量由風(fēng)扇消耗的電流給出了功耗的良好標(biāo)示。圖9是配置為測量傳送到4線風(fēng)扇的功率的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備的框圖900。在該示例中，4線風(fēng)扇722的電源輸入902連接到電流測量模塊718，所述電流測量模塊718又可以內(nèi)部連接到可變電壓輸出模塊720，所述輸出模塊720的輸出電壓在V。。保持基本恒定。由四線風(fēng)扇消耗的功率現(xiàn)在為微控制器704所知，并且可以與PWM輸出相結(jié)合以建立適當(dāng)?shù)奶匦郧€。如前所述，該測量可以單獨(dú)地使用，也可以結(jié)合上述其它特性曲線使用。如果所消耗的功率超出由層I或?qū)?邊界標(biāo)準(zhǔn)限定的限制，則可以產(chǎn)生警報(bào)或提醒。對于三線風(fēng)扇的情況，輸入電壓是變化的，因此，電流和電壓都要測量以計(jì)算所消耗的功率。圖10是配置為測量傳送到3線風(fēng)扇的功率的示例性風(fēng)扇控制設(shè)備的框圖1000。3線風(fēng)扇802的電源輸入1002連接到電流測量模塊718，所述電流測量模塊718又可以內(nèi)部連接到可變輸出電壓模塊720。模塊720將改變其電壓以改變風(fēng)扇802的速度，但由于電壓和電流兩者都正在被微控制器704測量，所以可以獲知由風(fēng)扇802消耗的功率。在圖7-10的非限制示例中，示出單一的風(fēng)扇連接到風(fēng)扇控制設(shè)備702。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到的，連接到設(shè)備702的風(fēng)扇的數(shù)目可以任意擴(kuò)展，僅僅受到設(shè)備封裝、存儲器大小、微控制器的計(jì)算能力等的限制。此外，也可以容納4線和3線風(fēng)扇的組合。圖11是用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備1116的工作特性或“健康”的示例性控制設(shè)備1102的框圖1100 ;微控制器1104連接到存儲器模塊1106、1108，通信接口模塊1110，控制變量輸出模塊1114以及響應(yīng)變量輸入模塊1112。機(jī)電設(shè)備1116通過一個(gè)或多個(gè)輸出11181-1118n連接到模塊1114。這些輸出起控制機(jī)電設(shè)備1116的動(dòng)作的作用。來自設(shè)備1116的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)測量通過輸入11201-1120n連接到模塊1112?？梢詮母鞣N輸入和輸出的組合中產(chǎn)生任意數(shù)目的特性曲線或傳遞函數(shù)，并且可以以與參考圖6所討論的方式類似的方式使用邊界標(biāo)準(zhǔn)，以產(chǎn)生表明設(shè)備1116的不恰當(dāng)操作的警報(bào)和提醒。圖12是用于監(jiān)測風(fēng)扇并預(yù)測潛在的風(fēng)扇故障的示例性流程圖1200。所述過程在操作1202處開始。在操作1204中，向風(fēng)扇發(fā)送脈寬調(diào)制(PWM)信號?？商娲?，對于三線風(fēng)扇，向風(fēng)扇(未不出)傳送可變DC電壓。在第一不例性過程中，在操作1206中，響應(yīng)于PWM輸入測量風(fēng)扇速度(或風(fēng)扇RPM)?？商娲?，對于三線風(fēng)扇，響應(yīng)于電壓輸入測量風(fēng)扇速度(或風(fēng)扇RPM)。在操作1208中，將所測量的風(fēng)扇速度與邊界限制進(jìn)行比較。在決定操作1210中，如果風(fēng)扇速度在層I邊界限制之內(nèi)，則所述過程返回至操作1204。在決定操作1210中，如果風(fēng)扇速度在層I邊界限制之外，則所述過程被引向決定操作1212。在決定操作1212中，如果風(fēng)扇速度在層2邊界限制之內(nèi)，則所述過程行進(jìn)至操作1214，在此發(fā)布層I警報(bào)/提醒。在操作1212中，如果風(fēng)扇速度在層2邊界限制之外，則所述過程行進(jìn)至操作1216，在此發(fā)布層2警報(bào)/提醒。繼操作1212和1216之后，所述過程返回到操作1204。在第二示例性過程中，繼操作1204之后，所述過程被引向操作1218，其中PWM信號保持恒定且相對于時(shí)間測量風(fēng)扇速度。可替代地，對于三線風(fēng)扇，可變DC電壓保持恒定且相對于時(shí)間測量風(fēng)扇速度(未示出)。繼操作1218之后，所述過程轉(zhuǎn)向決定操作1210，在此所述過程如以上在第一示例中所描述的那樣行進(jìn)。在第三示例性過程中，繼操作1204之后，所述過程被引向操作1220，在此測量風(fēng)扇的功耗。在操作1224中，將所測量的功耗與邊界限制進(jìn)行比較。繼操作1224之后，所述過程轉(zhuǎn)向決定操作1210，在此所述過程如以上在第一示例中所描述的那樣行進(jìn)。在第四示例性過程中，繼操作1204之后，所述過程被引向操作1222，在此測量溫度。在操作1228中，將所測量的溫度與邊界限制進(jìn)行比較。繼操作1228之后，所述過程轉(zhuǎn)向決定操作1210，在此所述過程如以上在第一示例中所描述的那樣行進(jìn)。雖然已經(jīng)使用特定術(shù)語和設(shè)備描述了各種實(shí)施例，但是這些描述僅僅出于示例性目的。所使用的詞匯是用于描述而不是用于限制的詞匯。可以理解，在不脫離由文字公開內(nèi)容和附圖支持的各發(fā)明的精神或范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進(jìn)行改變和變化。此外，應(yīng)當(dāng)理解，各種其它實(shí)施例的各個(gè)方面可以整體或部分地互換。因此這意味著權(quán)利要求應(yīng)根據(jù)本發(fā)明的真實(shí)的精神和范圍來解釋，而不進(jìn)行限制或禁止反言。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測空氣冷卻風(fēng)扇的方法，包括: 確定可接受的工作的第一上邊界限制； 確定可接受的工作的第一下邊界限制； 向風(fēng)扇發(fā)送控制信號； 繼發(fā)送所述控制信號之后測量風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率；以及 如果所測量的所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率高于所述上邊界限制或低于所述下邊界限制，則發(fā)布第一警報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 確定可接受的工作的第二上邊界限制，所述第二上邊界限制大于所述第一上邊界限制； 確定可接受的工作的第二下邊界限制，所述第二下邊界限制小于所述第一下邊界限制； 如果所測量的所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率在所述第一上邊界限制與所述第二上邊界限制之間，則發(fā)布所述第一警報(bào)； 如果所測量的所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率在所述第一下邊界限制與所述第二下邊界限制之間，則發(fā)布所述第一警報(bào)； 如果所測量的所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率高于所述第二上邊界限制或低于所述第二下邊界限制，則發(fā)布第二警報(bào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述風(fēng)扇是四線風(fēng)扇，并且所述控制信號是脈寬調(diào)制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述風(fēng)扇是三線風(fēng)扇，并且所述控制信號是DC電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定可接受的工作的所述第一上邊界限制和確定工作的所述下邊界限制是通過在向所述風(fēng)扇發(fā)送所述控制信號之前對所述風(fēng)扇進(jìn)行測量得到的。
6.一種用于監(jiān)測空氣冷卻風(fēng)扇的方法，包括: 確定可接受的工作的第一上邊界限制； 確定可接受的工作的第一下邊界限制； 向風(fēng)扇發(fā)送控制信號； 繼發(fā)送所述控制信號之后測量風(fēng)扇功耗；以及 如果所測量的所述風(fēng)扇功耗高于所述上邊界限制或低于所述下邊界限制，則發(fā)布第一警報(bào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括: 確定可接受的工作的第二上邊界限制，所述第二上邊界限制大于所述第一上邊界限制； 確定可接受的工作的第二下邊界限制，所述第二下邊界限制小于所述第一下邊界限制； 如果所測量的所述風(fēng)扇功耗在所述第一上邊界限制與所述第二上邊界限制之間，則發(fā)布所述第一警報(bào)；如果所測量的所述風(fēng)扇功耗在所述第一下邊界限制與所述第二下邊界限制之間，則發(fā)布所述第一警報(bào)； 如果所測量的所述風(fēng)扇功耗高于所述第二上邊界限制或低于所述第二下邊界限制，則發(fā)布第二警報(bào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述風(fēng)扇是四線風(fēng)扇，并且所述控制信號是脈寬調(diào)制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述風(fēng)扇是三線風(fēng)扇，并且所述控制信號是DC電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中確定可接受的工作的所述第一上邊界限制和確定工作的所述下邊界限制是通過在向所述風(fēng)扇發(fā)送所述控制信號之前對所述風(fēng)扇進(jìn)行測量得到的。
11.一種用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的裝置，包括: 微控制器； 耦合到所述微控制器的輸出模塊； 耦合到所述微控制器的測量模塊；以及 耦合到所述微控制器的數(shù)字存儲器，包括: a)可接受的工作的第一上邊界限制； b)可接受的工作的第一下邊界限制； c)用于通過所述輸出模塊向機(jī)電設(shè)備發(fā)送控制信號的代碼段； d)用于繼發(fā)送所述控制信號之后測量響應(yīng)變量的代碼段；以及 e)用于如果所測量的所述響應(yīng)變量高于所述上邊界限制或低于所 述下邊界限制，則發(fā)布第一警報(bào)的代碼段。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述數(shù)字存儲器進(jìn)一步包括: f)可接受的工作的第二上邊界限制，所述第二上邊界限制大于所述第一上邊界限制； g)可接受的工作的第二下邊界限制，所述第二下邊界限制小于所述第一下邊界限制； h)用于如果所測量的所述響應(yīng)變量在所述第一上邊界限制與所述第二上邊界限制之間，則發(fā)布所述第一警報(bào)的代碼段； i)用于如果所測量的所述響應(yīng)變量在所述第一下邊界限制與所述第二下邊界限制之間，則發(fā)布所述第一警報(bào)的代碼段； j)用于如果所測量的所述響應(yīng)變量高于所述第 二上邊界限制或低于所述第二下邊界限制，則發(fā)布第二警報(bào)的代碼段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測機(jī)電設(shè)備的性能和可靠性的方法和裝置。非限制性地舉例而言，用于監(jiān)測空氣冷卻風(fēng)扇的方法和裝置包括對可接受的風(fēng)扇工作的上和下邊界限制的確定，向所監(jiān)測的風(fēng)扇發(fā)送控制信號，繼發(fā)送所述控制信號之后測量風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率或風(fēng)扇功耗；并且如果所測量的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速率高于所述上邊界限制或低于所述下邊界限制，則發(fā)布警報(bào)。
文檔編號G06F11/32GK103176887SQ201210555130
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者D·L·沃倫, N·D·朗古德, K·D·拉坎內(nèi)特 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司