CN101731028B - 防冷凝系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种防止温度受控的外壳的内部的设备出现冷凝的方法，该方法包括测量外壳内部的至少一个位置处的温度。将外壳内部的温度与安全温度进行比较，在此安全温度出现冷凝的风险减小。外壳内部温度被升高，直到达到安全温度。然后，用户得到提示，此时访问外壳是安全的。

Description

防冷凝系统及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年7月10日提交的序列号为11/775,604的美国非临时申请的优先权利，出于所有目的，将该申请的全部内容并入于此，以供参考。

有关联邦政府资助的研究或开发的声明

无。

附录参考

无。

技术领域

此处公开和教导的发明主要涉及控制电子设备外壳内部的环境的方法和系统；更具体地，涉及用于防止在封闭式机柜内部的电子设备上发生冷凝的方法和系统。

背景技术

电子设备被用于众多领域的各种应用之中。这些设备的安装环境中的空气温度和湿度常常不在设备的推荐操作参数的范围以内。这种情况下，通常是将设备安装在保护性外壳中。外壳内部的温度受到控制，以为设备维持合适的工作环境。因为外壳外部的环境，打开外壳可能会导致湿气在外壳内部的设备上发生冷凝。这种冷凝会损坏设备，导致设备出现故障。因此，希望能调节外壳内部的环境，使用户进入外壳时设备上发生冷凝的风险最小化。

此处公开和教导的发明涉及一种改进的系统和方法，该系统和方法用于调节外壳内部的环境，从而在外壳打开时，用户能够接触到设备，同时减少在设备上形成冷凝的风险。

发明内容

一种防止在温度受控的外壳的内部的设备出现冷凝的方法，该方法包括确定外壳内部的至少一个位置处的温度。将外壳内部的温度与目标温度进行比较，在此目标温度出现冷凝的风险减小。如果用户希望进入外壳内部，外壳内部温度被升高，直到达到目标温度。然后，用户得到提示，此时访问外壳是安全的。

附图说明

图1示出外壳包围的(containing)设备上安装的防冷凝系统；

图2是说明本发明优选实施例的流程图；

图3示出了本发明的控制面板。

具体实施方式

以上描述的附图以及以下对具体结构和功能的书面描述不是为了限制申请人发明的对象的范围或所附权利要求的范围。相反，提供这些附图和书面描述是为了将本专利试图保护的发明教导给本领域普通技术人员，以便他们能够实现和使用本发明。本领域技术人员可以理解，为了清楚起见和便于理解，此处并没有描述或示出本发明的商用实施例的全部特征。本领域技术人员也将能够理解，开发一个结合本发明各方面的实际商用实施例将需要众多与实现有关的决策，才能实现开发者对于商用实施例的最终目标。这样的与实施方式有关的决策可以包括并且不限于服从与系统、业务、政府相关的限制以及其它限制，这将随具体实施方式、场所以及时间而改变。尽管开发者的努力在绝对意义上可能是复杂而耗时的，然而，这种努力是已经从本公开内容中获利的那些本领域技术人员要进行的例行程序。

以下将参考框图和/或方法的操作示图来描述本发明的具体实施例。可以理解，框图和/或操作示图中的各个方框、以及框图和/或操作示图中的方框的组合，都可以用模拟和/或数字硬件、以及/或者计算机程序指令来实现。这种计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机、ASIC以及/或者其它可编程数据处理系统的处理器。所执行的指令可以生成用于实现框图和/或操作示图中指定动作的结构和函数。

在一些可替代实施方式中，图中提到的函数/动作/结构可以以与框图和/或操作视图中提到的顺序不同的顺序进行。例如，实际上，根据涉及的功能/动作/结构，被显示为按顺序发生的两个操作可以基本上同时执行，还可以以相反的顺序执行。

与本文公开的实施例一起使用或由这些实施例使用的计算机程序可以用面向对象编程语言、传统的过程式编程语言、或诸如汇编语言和/或微码的低级代码来编写。该程序作为独立的软件包或作为另一个软件包的一部分，可全部在单个处理器中执行和/或在多个处理器之间执行。

必须理解的是，此处披露和教导的发明可以有各种修改和替换形式。最后，对诸如但不限于“一个”这样的表示单数的术语的使用并不旨在限制物品的数量。同样，对诸如但不限于“顶上”、“底部”、“左”、“右”、“上部”、“下部”、“向下”、“向上”、“侧面”等表示关系的术语的使用，是为了在说明书中在参考具体附图时更清楚地进行描述，而并不旨在限制本发明或所附权利要求的范围。

申请人创建了一种可调节外壳内部环境的改进系统，使得用户可以打开外壳，而不会导致外壳内部的设备上形成冷凝。改进的防冷凝系统接受用户请求进入外壳的输入。在接收到表明用户希望打开外壳的输入时，系统将外壳内部的空气温度和/或湿度与目标温度和/或湿度相比较。在优选实施例中，目标温度对应于外壳外部空气的环境露点(ambient dewpoint)加上误差容限(margin of error)。如果环境露点超过目标温度，系统升高外壳内部的空气温度，直到该温度至少达到目标温度。

在一个实施例中，该防冷凝系统包括显示器。当外壳内部的空气温度低于目标温度时，显示器示出警告提示(warning notification)。此警告提示提醒用户，打开外壳将导致在外壳内部的设备上形成冷凝。当外壳内部的温度至少达到目标温度时，显示器显示提示，告知用户此时打开外壳是安全的。

在另一种实施例中，防冷凝系统包括定时器。当外壳内部的空气温度达到目标温度时，定时器启动。如果在选定的时间段内外壳没被打开，系统复原，并致使外壳内部的温度返回正常的工作温度。

图1示出利用本发明的一个或多个方面的防冷凝系统的实施例。此系统与包围设备20的外壳10相关联。该防冷凝系统可包括外壳内部的一个或多个温度传感器30、外壳外部的温度传感器40以及湿度传感器50，调节外壳内部空气温度的控制系统60、检测外壳门80是打开的还是关闭的门打开传感器(door open sensor)70，以及控制面板90。

图2是流程图，主要阐释用于本发明实施例的优选方法。此系统通常出现在缺省状态中。在缺省状态下，外壳内部的工作温度被维持在选定水平，该选定水平适于外壳中的设备处于最优工作状态。在缺省状态下，系统将外壳内部的空气温度与外壳外部的环境露点进行比较。可以将系统编程成，以选定的时间间隔地进行此比较、连续地进行此比较，和/或根据用户请求地进行此比较。如果系统确定外壳内部的空气温度低于外壳外部的环境露点，则系统致使显示器显示“冷凝风险(condensation risk)”的提示，提醒用户如果打开外壳会有冷凝的风险。

如果在有冷凝风险时用户想要打开外壳，用户可利用控制面板90请求进入。图3示出控制面板90，该控制面板可包括，例如，显示器100和一个或多个用户输入部件110。一旦系统接收到用户的进入请求，则系统进入“入口打开(access open)”状态。在“入口打开”状态下，控制装置将设定点温度改变到目标温度，这就降低或消除了冷凝的风险。在外壳内部温度达到目标温度之后，启动定时器。一旦定时器开始计时，显示器显示“安全”提示，告知用户此时打开外壳是安全的。系统将外壳内部的温度维持在目标温度，直到出现两种情形之一。如果在给出“安全”提示之后的选定时间内没有打开外壳，则系统返回到缺省状态，并在适当的时候显示“冷凝风险”的提示。如果在给出“安全”提示之后的选定时间内打开了外壳，则系统将保持在“安全”状态，直到外壳被再次关闭。在关闭外壳之后，计时器开始计时，系统返回缺省状态，并在适当的时候显示“冷凝风险”的提示。

现在将描述优选实施例。在缺省状态中，如果外壳内部空气温度低于目标温度，显示器上出现“不要打开：冷凝风险”的消息。目标温度是外壳外部空气的环境露点温度加上露点容限(dewpoint margin)。露点容限是任意的预选值，单位是华氏度或摄氏度，该露点容限被加到环境露点上。露点容限提供了误差容限，以补偿温度测量中的任何不准确，并提供了安全因素，以进一步降低在外壳内部的设备上形成冷凝的风险。露点容限通常在1华氏度到4华氏度的范围内，相当于0.5到2.2开氏度，但也可以在0度到10度范围内，这取决于外壳和设备的热质量。在优选实施例中，露点容限是4华氏度，相当于2.2开氏度。因此，优选实施例中的目标温度等于环境露点加上4华氏度。

用户通过启动控制面板90上的“打开入口”输入按钮110来请求进入外壳。这将系统置于“入口打开”状态。控制系统然后减弱外壳内部的冷却，直到外壳内部空气温度达到目标温度。当外壳内部的空气温度达到目标温度时，系统启动“入口打开等待计时器(Access Open Wait Timer)”。“入口打开等待计时器”是用户选择的时间段，其反映设备表面温度接近目标温度所需要的额外时间。“入口打开等待计时器”通常在1分钟到2分钟的范围内，也可以更长或更短，这取决于具体的应用。在优选实施例中，“入口打开等待计时器”是1分钟。在“入口打开等待计时器”完成计时之后，显示器上显示消息“入口打开成功”。

一旦出现“入口打开成功”的消息，系统将外壳内部的温度维持在目标温度，直到两种情形之一出现。如果在出现“入口打开成功”消息之后的两分钟内系统都没有检测到外壳的门被打开，则系统将回返至缺省状态。设定点温度将被复原到外壳内设备的最佳温度，并且将重新开始进行正常的制冷。一旦外壳内部的空气温度降低到低于目标温度的水平，则在显示器上显示“不要打开：冷凝风险”的消息。

如果在出现“入口打开成功”消息之后的两分钟内系统检测到外壳的入口被打开，则系统将外壳内部的空气温度维持在目标温度，直到系统检测到所有外壳入口点都被关闭。一旦外壳关闭，则系统启动两分钟的“入口重新打开计时器”。“入口重新打开计时器”允许用户暂时关闭外壳，例如，以取来必要的工具或手册，并且无需重新设置整个入口打开过程就能再次获得入口。如果在两分钟的“入口重新打开计时器”期间打开了外壳入口，则计时器被复位，并且一旦外壳被关闭，则计时器被重新启动。在没有打开任何入口的情况下“入口重新打开计时器”过期时，系统返回缺省状态。设定点温度将被复位为外壳内设备的最优温度，并且将重新开始进行正常的冷却。一旦外壳内部的空气温度降低到目标温度以下的水平，显示器上出现“不要打开：冷凝风险”的消息。

在一些例子中，当系统处于缺省状态时，即使存在冷凝风险，也需要用户打开外壳。当系统处于缺省状态时，如果系统检测到外壳入口被打开，则系统自动切换到“入口打开”状态。系统减弱冷却，直到外壳内部的空气温度达到目标温度。系统维持目标温度，直到检测到外壳被再次关闭。一旦外壳被关闭，系统将如述那样进行操作，在返回缺省状态之前用“入口重新打开计时器”计时。

在另一实施例中，系统进一步包括“机柜高温”的报警。如果外壳内部的空气温度比用户选定的温度更高，可能损坏外壳中的设备时，启动“机柜高温”报警。当系统处于“入口打开”状态时，禁用“机柜高温”报警。一旦系统返回缺省状态，根据外壳内部的空气温度，以两种方式之一重新启用“机柜高温”报警。

如果当系统返回缺省状态时外壳内部的空气温度低于“机柜高温”报警设定点，则立即重新启用“机柜高温”报警。

如果当系统返回缺省状态时外壳内部的空气温度高于“机柜高温”报警设定点，则控制系统将外壳内部的冷却系统启动20秒钟。在20秒的冷却操作之后，系统检查外壳内部的空气温度是否低于进行20秒钟冷却之前的温度。如果空气温度已经降低了，则继续正常的冷却操作。这种情况下，系统将继续每20秒钟检查外壳内部的空气温度的操作，以验证温度继续在降低，直到温度达到比“机柜高温”报警设定点低3华氏度的温度。当外壳内部的空气温度已经冷却到比“机柜高温”报警设定点低3华氏度的温度时，重新启用“机柜高温”报警。如果外壳内部的空气温度在第一次20秒钟的冷却操作之后没有降低，则系统将关闭正常的冷却机制，并启动外壳的备用通风设备。在制冷过程的任何时刻，如果20秒钟过去后温度没有降低，系统将采取同样的动作，即，关闭正常的冷却机制，并启动备用的通风设备。

在另一实施例中，系统能够锁住外壳入口，以防止设备被意外地暴露在充满湿气的外部空气中。此实施例在紧急应用中是被禁止的，因为，此时可能必须有能立即到达设备的入口。选中的用户将被给予专门的钥匙或磁卡，从而给予这些用户在紧急情形下能立即打开外壳的能力。

在不脱离申请人的发明精神的情况下，可以设计出利用上述的本发明的一个或多个方面的其它或进一步实施例。进一步，防冷凝系统的各种方法和实施例可以彼此相互包含和结合，以产生所公开的方法和实施例的变型例。对单个元件的讨论可以包含多个元件，反之亦然。

如果没有相反的特别限制，各步骤可以按照多种不同的顺序来执行。本文描述的各个步骤可与其它步骤相组合，可被插入所描述的步骤，和/或可被拆分成多个步骤。类似地，已经在功能方面描述的元件，可以被实现为独立的部件，也可以组合到具有多种功能的部件中。

本文在优选实施例和其它实施例的上下文中描述了本发明，但并没有描述本发明的每一个实施例。本领域技术人员可以对所描述的实施例进行各种修改和变更。公开的和未公开的实施例并不旨在限制或约束申请人构想的发明的范围或适用性，而是，在符合专利法的情况下，申请人旨在完全保护所有落在以下权利要求的等效范围或界限之内的这种修改和改进。

Claims (14)

1.一种防止温度受控的外壳之内的设备出现冷凝的方法，包括：

确定所述外壳的内部的至少一个位置处的空气温度；

确定所述外壳的外部的空气的环境露点温度；

将所述外壳的内部的所述空气温度与目标温度进行比较，所述目标温度对应于所述外壳的外部的空气的环境露点加上露点容限；并且

将所述外壳的内部的空气温度升高至所述目标温度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标温度的值等于所述外壳的外部的空气的环境露点加上露点容限。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述露点容限在1华氏度和4华氏度之间。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括从用户接收企图进入所述外壳的请求。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括当进入所述外壳是安全的时候提示用户。

6.如权利要求4所述的方法，进一步包括当进入所述外壳不是安全的时候提示用户。

7.如权利要求4所述的方法，进一步包括在所述外壳的内部的空气温度达到所述目标温度后，允许在通知用户进入所述外壳是安全的之前经过选定量的时间。

8.如权利要求4所述的方法，进一步包括在所述外壳被关闭之后将所述外壳的内部的空气温度返回至缺省温度。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括在所述外壳被关闭之后，在将所述外壳的内部的空气温度返回至所述缺省温度之前，等待选定量的时间。

10.一种防止温度受控的外壳之内的设备出现冷凝的方法，包括：

检测到所述外壳的入口被打开；

确定所述外壳的内部的至少一个位置处的空气温度；

将所述外壳的内部的所述空气温度与安全空气温度进行比较，在该安全空气温度下所述外壳内发生冷凝的风险减小，其中所述安全空气温度对应于所述外壳的外部的环境露点加上露点容限；并且

将所述外壳的内部的空气温度升高至所述安全空气温度。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述安全空气温度的值等于所述外壳的外部的空气的环境露点加上露点容限。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述露点容限在1华氏度和4华氏度之间。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括在所述外壳被关闭之后将所述外壳的内部的空气温度返回至缺省温度。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在所述外壳被关闭之后，在将所述外壳的内部的空气温度返回至所述缺省温度之前，等待选定量的时间。

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