用于分析声波的系统技术方案

一种用于分析声波的系统包括：检测器，其检测当水体正在结构上结冰时通过水体传播的声波，从而产生检测到的声波；以及处理器，其：从检测到的声波提取：(a)检测到的声波的频率分量，以及(b)频率分量的幅值；以及当幅值超过阈值时，发出用以从结构移除水体的信号。本实用新型专利技术的用于分析声波的系统当从检测到的声波提取的频率分离的幅值超过阈值时，可以发出用以从结构移除水体的信号。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种制冰机，并且尤其涉及对通过制冰机中的水体传播的声波的分析。该分析识别水体何时结冰，以使得可以从制冰机收获水体作为冰。该分析还诊断制冰机中的装置的操作。
技术介绍
该部分中描述的方法是可以实行的方法，但不一定是先前已经构想出或者实行的 方法。因此，除非另外表明，在该部分中描述的方法对于本申请中的权利要求来说可以不是现有技术，并且不通过包括在该部分中而被承认为现有技术。为了制冰机的高效操作，期望在冰已经完全形成之后就立刻移除冰，也称为收获冰。这样的冰收获允许引入新的水体，以使得可以形成新的冰体，从而使得制冰机的使用最大化。一种用于识别冰的准备就绪以用于收获的技术是监视当水体正结冰时通过该水体传播的机械振动的幅值。在幅值超过预定阈值的时间点，认定水体充分结冰，并且因此被收获。该现有技术仅使用大于设定阈值的幅度变化来检测冰形成。该技术的缺点在于，它不区分机械振动的各个可能的源，因此，不能确定变化是由于制冰机的声音的变化还是周围噪声环境中的伪声音而引起的。从而，现有技术不一定在最佳时刻启动收获，因此，制冰机可能在小于最佳效率水平处工作。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种对水体正在结构上结冰时通过该水体传播的声波进行分析的系统。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于分析声波的系统，其包括检测器，其检测当水体正在结构上结冰时通过水体传播的声波，从而产生检测到的声波；以及处理器，其从检测到的声波提取(a)检测到的声波的频率分量，以及(b)频率分量的幅值；以及当幅值超过阈值时，发出用以从结构移除水体的信号。优选地，在用于分析声波的系统中，检测到的声波是时域信号。此外，为了提取频率分量和幅值，该处理器将时域信号变换成频域信号；以及从频域信号获得频率分量和幅值。优选地，在用于分析声波的系统中，该阈值是第一阈值。此外，该处理器还从检测到的声波提取(a)频率分量的谐波，以及(b)谐波的幅值；以及当下述两个条件均成立时发出信号(i)幅值超过第一阈值，以及(ii)谐波的幅值超过第二阈值。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针位于距结构小于0. 5英寸处。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针与结构接触。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针位于距水体小于0. 5英寸处。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针与水体接触。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于分析声波的系统，其包括检测器，其检测当水体正在制冰机中的结构上结冰时通过水体传播的声波，从而产生检测到的声波；以及处理器，其分析检测到的声波，以产生检测到的声波的频谱；确定频谱是否包括谱特征，从而产生确定结果，其中，当制冰机中的装置正在工作时，谱特征存在；以及基于确定结果发出警报。优选地，在用于分析声波的系统中，如果确定结果表示频谱不包括谱特征，则处理器发出警报。优选地，在用于分析声波的系统中，检测到的声波是时域信号。此外，为了分析检测到的声波，该处理器将时域信号变换成频域信号；以及从频域信号获得频谱。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针位于距结构小于0. 5英寸处。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针与结构接触。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针位于距水体小于0. 5英寸处。优选地，在用于分析声波的系统中，检测器在探针中包括麦克风，该探针与水体接触。提供了一种方法，其包括(i)检测当水体正在结构上结冰时通过该水体传播的声波，从而产生检测到的声波；(ii)从检测到的声波提取(a)检测到的声波的频率分量，以及(b)频率分量的幅值；以及(iii)当幅值超过阈值时，从结构中移除水体。还提供了一种方法，其包括(a)检测当水体正在制冰机中的结构上结冰时通过该水体传播的声波，从而产生检测到的声波；(b)分析检测到的声波，以产生检测到的声波的频谱；(C)确定频谱是否包括谱特征，从而产生确定结果，其中，当制冰机中的装置正在工作时，谱特征存在；以及(d)基于确定结果，发出警报。本技术的用于分析声波的系统当从检测到的声波提取的频率分离的幅值超过阈值时，可以发出用以从结构移除水体的信号。附图说明图I是在制冰机中实现的系统的功能框图。图2是图I的系统中的控制板的功能框图。图3A和3B —起是在图2的控制板上实现的冰感测处理的流程图。图4是在图2的控制板上实现的系统诊断处理的流程图。图5是执行图2的冰感测处理和图3的系统诊断处理的操作的系统的框图。图6是蒸发器上的探针的横截面视图。图7是集成传感器麦克风的侧视图。在每个图中，利用相同的附图标记表示对于不止一个图所共用的部件或者特征。具体实施方式图I是在制冰机中实现的系统(这里被称为系统100)的功能框图。系统100使用快速傅里叶变换(FFT)算法，对来自冰厚度传感器的声信号执行各种数字信号处理操作，用于提高冰检测的可靠性并且用于提供关于制冰机的增强的系统诊断。系统100包括蒸发器102、压缩机104、水泵106、控制板130以及收获螺线管(Harvest solenoid) 160。蒸发器102包括传感器110。控制板130包括麦克风140、处理模块145以及继电器150。这里使用术语“模块”表示可体现为孤立部件、电路、或者体现为多个从属部件的集成配置的功能操作。系统100通过包括预冷阶段、结冰阶段、收获阶段以及清除阶段的制冰周期运行。蒸发器102是用于在其上形成冰的结构。水泵106抽取液态的水115并且使其循环，以使得水115在蒸发器102上流动，并且收集作为水体，即，正在被结冰成固态(即，冰)的水103 (在图I中，由虚线表示)。蒸发器102具有冷气体或者热气体通过其传递(route)的线圈(未示出)。压缩机104有利于冷气体通过线圈的传递。当冷气体通过线圈传递时，水103结冰，从而在蒸发器102上形成为冰。实际上，水115在蒸发器102上层叠，并且逐渐结冰，使得水103形成冰块。在水103形成为冰之后，热气体通过线圈传递，从而对蒸发器102加热并且使冰略微熔化，使得可以移除冰，并且尤其移除冰的形式的水103。蒸发器102还可包括网格(未示出)，其用于容纳(hold)水103并以立方体的形状、或者任何其它期望的形状形成水103。压缩机104在工作期间发出机械振动105，并且泵106在工作期间发出机械振动107。机械振动105和机械振动107中的每个通过系统100中的物理结构并且通过水103作为声波108传播。因此，声波108可包括来自机械振动105和机械振动107之一或两者的贡献。传感器110 (例如，具有腔的隔膜)是检测声波108、从而产生所检测到的声波117的检测器。传感器110可位于例如蒸发器102的表面上，或者位于它可以接收并检测声波108的任意位置处。声波导管120(例如，塑料管)将来自传感器110的所检测到的声波117耦合到麦克风140。麦克风140将所检测到的声波117转换成模拟电信号122。处理模块145接收模拟电信号122，将其转换成数字信号并且对其进行分析，从而有效地分析所检测到的声波117。处理模块145基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.09.01 US 61/379,2201.一种用于分析声波的系统，其特征在于，包括 检测器，其检测当水体正在结构上结冰时通过所述水体传播的声波，从而产生检测到的声波；以及处理器，其 从所述检测到的声波提取(a)所述检测到的声波的频率分量，以及(b)所述频率分量的幅值；以及 当所述幅值超过阈值时，发出用以从所述结构移除所述水体的信号。2.根据权利要求I所述的用于分析声波的系统，其中，所述检测到的声波是时域信号，并且 其中，为了提取所述频率分量和所述幅值，所述处理器 将所述时域信号变换成频域信号；以及 从所述频域信号获得所述频率分量和所述幅值。3.根据权利要求I所述的用于分析声波的系统， 其中，所述阈值是第一阈值，并且 其中，所述处理器 还从所述检测到的声波提取(a)所述频率分量的谐波，以及(b)所述谐波的幅值；以及 当下述两个条件均成立时发出所述信号(i)所述幅值超过所述第一阈值，以及(ii)所述谐波的所述幅值超过第二阈值。4.一种用于分析声波的系统，其特征在于，包括 检测器，其检测当水体正在制冰机中的结构上结冰时通过所述水体传播的声波，从而产生检测到的声波；以及处理器，其 分析所述检测到的声波，以产生所述检测到的声波的频谱； 确定所述频谱是否包括谱特征，从而产生确定结果，其中，当所述制冰机中的装置正在工作时，所述谱特征存在；以及基于所述确定结果发...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉梅什·B·蒂鲁马拉，雷蒙德·R·哈克，小威廉·E·史密斯，利·G·米勒，
申请(专利权)人：曼尼托沃食品服务有限公司，
类型：实用新型
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