专利名称：管道长度检测设备及具有该设备的空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量具有室内机与室外机的空调系统的管道长度 的设备及方法，尤其涉及一种通过测量从管道的一端发送的长度检测信号的 强度以测量空调系统的管道长度的设备及方法。
背景技术：
通常，空调包括安装在室外的室外机、安装在室内的室内机以及设置在 室外机与室内机之间的用于传输制冷剂的连接管道。
从而，在空调中，设置在室外机与室内机之间的连接管道的长度较长， 并且室内机与室外机分别安装在建筑物的内部与外部。大部分连接管道通常 置于建筑物内部。
当用于将室内机与室外机相互连接的连接管道较长且置于建筑物内部 时，需要知道连接管道的准确长度以填入或充入制冷剂。
在向现有技术的空调系统中注入或填入制冷剂的情况下，不能准确地测 出制冷剂管道的长度(应该知道该长度以测量注入的制冷剂的准确数量)。
另外，有一种情况，由于建筑物(其中安装有空调系统)的结构，从而 安装在空调系统的室内机与室外机之间的管道没有暴露在外，因此空调系统 的管理者不能物理测量管道长度，在此情况下，不便测量管道长度且需要额 外的费用来维护管道。
发明内容
因此，需要提供一种空调系统中的管道长度检测设备，其目的是通过容
4易并准确地测量安装在空调系统的室内机与室外机之间的制冷剂管道的长度，从而提供适量的制冷剂，来防止因缺少制冷剂而导致的空调系统故障或其空气调节性能退化。
另外，有一种情况，由于建筑物(其中安装有空调系统)的结构，从而安装在空调系统中的室外机与室内机之间的管道没有暴露在外，因此空调系统的管理者不能物理测量管道长度，即使在此情况下，也需要提供一种空调系统中的管道长度测量设备，其目的是通过允许由简单的操作或安装来容易地测出管道长度，来为用户或管理者提供方便并降低维护费用。
为了实现上述及其它优点并且根据本发明的目的，如此处具体实施并广义描述的，提供了一种用于检测空调系统中管道长度的设备，包括检测器，用于检测经过管道传播的信号；以及处理器，用于基于所检测到的信号来确
定管道长度。
在本发明的另一方案中， 一种用于检测管道长度的设备可包括第一阻
抗耦合器，耦合至管道；信号发生器，用于产生信号，所述信号将经过所述第一阻抗耦合器被发送至所述管道；第二阻抗耦合器，耦合至所述管道；检测器，耦合至所述第二阻抗耦合器，用于检测从所述第一阻抗耦合器经过所述管道传播至所述第二阻抗耦合器的所述信号；以及处理器，基于所发送信号与检测到的信号的幅值差以及第一阻抗耦合器与第二阻抗耦合器的阻抗来确定所述管道的长度。
在本发明的又一方案中， 一种空调系统可包括室内机；室外机；管道，将所述室内机耦合至所述室外机；至少一个信号发生器或检测器，位于所述室内机处或在所述室内机附近；至少一个对应信号发生器或对应检测器，位于所述室外机处或在所述室外机附近；第一阻抗耦合器，在所述室内机处或在所述室内机附近耦合至所述管道的一端，所述至少一个信号发生器或检测器耦合至所述第一阻抗耦合器；第二阻抗耦合器，在所述室外机处或在所述室外机附近耦合至所述管道的另一端，所述至少一个对应信号发生器或对应检测器耦合至所述第二阻抗耦合器；以及至少一个控制器，其基于由所述信号发生器或所述对应信号发生器产生的信号与由所述检测器或所述对应检测器检测到的信号的幅值差，以及所述第一阻抗耦合器与所述第二阻抗耦合器的阻抗，来确定所述管道的长度。本发明能够防止空调系统因缺少制冷剂而导致故障或性能退化，并为用户或管理者提供方便且降低维护费用。
当结合附图时，从下文的详细描述中，本发明实施例的前述及其它目的、特征、方案及优点将更为显而易见。
本申请包括附图以提供对本发明更进一步的了解，附图并入且组成说明书的一部分，示出本发明实施例并与文字说明一起用以解释本发明的原理。在附图中
图1是示出根据本发明一实施例的用于测量空调系统的制冷剂管道长度的管道长度检测设备的方框图2A示出通过从室外机侧发送长度检测信号并在室内机侧接收此信号以检测制冷剂管道长度的情况，而图2B示出通过从室内机侧发送长度检测信号并在室外机侧接收此信号以检测制冷剂管道长度的情况；
图3A和图3B是根据如图2A和图2B所示的根据本发明实施例的空调系统中的制冷剂管道长度检测设备的等效电路图4是计算施加到图3A所示等效电路中室内机侧的长度检测单元的电压的情况的等效电路图5是示出根据本发明一实施例的用于检测空调系统的制冷剂管道长度的示例性方法的流程图6是通过从室内机侧接收长度检测信号来计算制冷剂管道长度的示例性过程的流程图7是在室外机侧接收并显示在室内机侧计算出的制冷剂管道长度信息的示例性过程的流程图；以及
图8是示出根据长度检测信号强度的管道长度的示例性数据表，该长度检测信号经由管道发送并在接收侧接收。
具体实施例方式
现在参见图1至图4并根据本发明的一实施例详细给出空调系统中的管道长度检测设备的描述。图1是示出根据本发明一实施例的用于测量空调系统的制冷剂管道长度
的管道长度检测设备的方框图，图2A示出通过从室外机侧发送长度检测信号并在室内机侧接收此信号以检测制冷剂管道长度的情况，而图2B示出通过从室内机侧发送长度检测信号并在室外机侧接收此信号以检测制冷剂管道长度的情况。
图3A和图3B是根据如图2A和图2B所示的本发明实施例的空调系统中的制冷剂管道长度检测设备的等效电路图，而图4是计算施加到图3A所示等效电路中室内机侧的长度检测单元的电压的情况下的等效电路图。
如图1至图4所示，在具有室内机及室外机的空调系统中，根据本发明实施例的管道长度检测设备可包括第一长度检测单元210，耦合至设置在室内机2与室外机1之间的制冷剂管道的一端，以经由制冷剂管道发送长度检测信号；以及第二长度检测单元310，耦合至该制冷剂管道的另一端，以接收所发送的长度检测信号并测量其幅值，从而计算管道长度。
利用此种配置，制冷剂管道用作长度检测信号的传输路径，因此可以自动检测位于室内机2与室外机1之间的管道的长度，该长度用于测量制冷剂
^第一长度检测单元210可包括第一阻抗耦合部220，耦合至制冷剂管道的一端，以允许长度检测信号被发送至制冷剂管道；以及第一信号处理器230，用于将长度检测信号经由第一阻抗耦合部220发送至制冷剂管道。
第二长度检测单元310可包括第二信号处理器330，用于检测接收到的长度检测信号的幅值，以计算制冷剂管道的长度；以及第二阻抗耦合部320，耦合至制冷剂管道的另一端，以允许长度检测信号从制冷剂管道发送至第二信号处理器330。
第一信号处理器230还可包括第一信号发送单元231和第一信号接收单元232，第二信号处理器330还可包括第二信号接收单元331和第二信号发送单元332。
第一阻抗耦合部220与第二阻抗耦合部320可构成电气回路，从而使第一长度检测单元210与第二长度检测单元310各自可经由制冷剂管道将长度检测信号作为电信号来发送和接收。接收侧的第二阻抗耦合部320可测量被发送的长度检测信号的强度。第一信号处理器230也可检测接收到的长度检测信号的强度，以测量制冷剂管道的长度。第二信号处理器330可产生长度检测信号以经由制冷剂管道发送。
利用此种配置，用户或管理者可使长度检测信号在室内机2或室外机1中的任意侧发送或接收，从而为用户或管理者提供管理上的方便。
第一阻抗耦合部220和第二阻抗耦合部320可与制冷剂管道3a、 3b阻抗匹配，以检测长度检测信号的强度，并可在对应于与制冷剂管道3a、 3b的端部相距长度检测信号的四分之一波长或半波长的部分处耦合至制冷剂管道。
另外，第一阻抗耦合部220与第二阻抗耦合部320可由磁性物质形成。此磁性物质可使得由各个阻抗耦合部220与320而导致的信号衰减最小化。
第一长度检测单元210与第二长度检测单元310还可分别包括用于以视觉方式显示与检测到的制冷剂管道长度相关的信息的第一制冷剂管道长度显示器240与第二制冷剂管道长度显示器340，其允许用户或管理者知道由室内机2的控制器250与室外机1的控制器150所感测的制冷剂管道长度或其它运行状态。
优选地，第一长度检测单元210设置在室外机1这一侧，并且第二长度检测单元310设置在室内机2这一侧。
第一长度检测单元210与第二长度检测单元310各自能够可分离地耦合至制冷剂管道，因此可分别具有至少一个或多个第一长度检测单元210与第二长度检测单元310。利用此种配置，用户或管理者可在任意位置处容易地测量制冷剂管道长度。
因此，经由设置在室外机l与室内机2之间的制冷剂管道，在室内机2
这一侧计算与检测到的制冷剂管道长度相关的信息，以在室外机1这一侧收集该信息。显示器240与显示器340各自显示多个室内机的各个制冷剂管道长度。
在此实施例中，第一长度检测单元210与第二长度检测单元310由室外机1与室内机2的控制器150与250分别控制，而在可选择的实施例中，可包括分立的控制器。
以下，使用如图4所示的室外机1与室内机2、制冷剂管道3以及根据
8本发明实施例的管道长度检测设备的磁性阻抗耦合部220与320的电气等效 电路，详细地描述计算管道长度的方法。
当交流(AC)信号在设置于室外机1与室内机2之间的制冷剂管道中流 动时，由于本身作为传输路径的管道的阻抗Zo， AC信号取决于制冷剂管道
长度而特征性地衰减。
管道的阻抗Z。与长度成比例。用于检测制冷剂管道长度的AC信号的强
度因管道的阻抗Z。与阻抗耦合部220及320的阻抗(Z^)而衰减。
艮P， 一旦知道了阻抗耦合部的阻抗值与发送端/接收端的AC控制信号的 强度，便可由反演方式获得长度信息。
传输路径阻抗Z。包括电阻Ro、电感Lo、电容Co以及电导Go。 根据方程1的结果，由于在实际的制冷剂管道中，jwL(^〉Ro并且 jwCo>>Go，从而可以忽略元素(element) Ro和G0。艮卩，可以注意到，长度 检测信号的大多数元素没有丢失，并且方程1可以近似为方程2。 方程2
由方程2的结果可见Zo与长度成比例，因此由关于长度的函数来表示
<formula>formula see original document page 9</formula>d-长度
为了使用磁性物质来实现第一阻抗耦合部220与第二阻抗耦合部320， 第一阻抗耦合部220与第二阻抗耦合部320各自的阻抗Ze。re仅由元素Lc。re 组成，由方程3来表示。
方程3
<formula>formula see original document page 9</formula>
因此，当用图4所示的等效电路来计算接收到的长度检测信号的强度时， 可由方程4来表示。 方程4
方程lpi
Kwf — X-= Fi X-^-
Zcore + 2Zo yVZcore + 2/ (力
这里，Vout是从信号发送单元向信号接收单元发送的电压，Vin是在，
号接收单元处接收到的电压。
上述方程4可由度量函数(metric ftinction)如方程5来表示。 方程5
2 L K
从而，根据本发明的实施例来计算的制冷剂管道长度可由方程6表示。 方程6
l2 L J丁
在下文中，将参考图5至图7来描述根据本发明一实施例的用于检测空 调系统中的制冷剂管道长度的方法。
图6是通过从室内机侧接收长度检测信号来计算制冷剂管道长度的过程 的流程图，图7是在室外机侧接收并显示在室内机侧计算出的制冷剂管道长 度信息的过程的流程图，而图8是根据长度检测信号的强度示出管道长度的 数据表，该长度检测信号经由管道发送并在接收侧接收。
如图5至图7所示，根据本发明一实施例的用于检测制冷剂管道长度的 方法可包括从设置在空调系统的室内机与室外机之间的制冷剂管道的一端 发送长度检测信号(S10)，接收所发送的长度检测信号以测量接收到的长 度检测信号的强度(S20和S30)，并使用接收到的长度检测信号的测量出 的强度和发送时的长度检测信号的强度来计算制冷剂管道的长度(S40)。
优选地，在检测信号发送步骤S10中发送的长度检测信号是正弦波，具 有处于数百KHz的频带内的单一频率。更优选地，该单一频率的正弦波具有 lOOKHz的频率。
通过使用制冷剂管道的预设阻抗值、阻抗耦合部的阻抗值、发送时的长 度检测信号的强度、及在接收侧检测到的长度检测信号的强度，来计算管道 长度，以实现长度计算步骤S40。然后，向室外机发送与制冷剂管道的计算 出的长度相关的信息(S50)。
10该检测方法还可包括显示制冷剂管道的被检测出的长度(S60)。
如图6和图7所示，也可执行根据本发明一实施例的检测管道长度的方 法，以发送和接收用于控制室内机和室外机的信息以及长度检测信号。
艮P，在室内机侧接收信号的过程(S100)期间，在接收信号之后，第二 长度检测单元确定接收到的信号是控制信号还是长度检测信号(S110)。长 度检测信号是具有恒定强度的正弦波，而控制信号是调制信号，以相互区分。
如果确定信号是长度检测信号，则第二长度检测单元310首先计算长度 检测信号的强度，并基于预先准备的数据表获得管道长度信息(S120到 S122)。然后向室外机发送计算出的长度信息(S123)。
此数据表根据经由管道发送并在接收侧接收到的长度检测信号的强度 来示出管道长度，如图8所示。
另一方面，如果确定信号是控制信号，则根据该控制信号来控制室内机 (S130到S133)。
艮P，在室外机侧接收信号的过程(S200)期间，在接收信号之后，第一 长度检测单元确定接收到的信号是控制信号还是长度检测信号(S210)。如 果确定信号是长度检测信号，则在室外机侧显示此长度值(S230到S232)。 另一方面，如果被检测信号是控制信号，则控制室外机的循环(cycle) (S220 到S222)。
根据本发明实施例的空调系统中的管道长度检测设备可通过准确地测 量出设置在空调系统的室内机与室外机之间的制冷剂管道的长度，从而提供 适量的制冷剂，来防止空调系统故障或空调系统的空气调节性能退化。
另外，有一种情况，由于建筑物(其中安装有空调系统)的结构，从而 安装在空调系统的室外机与室内机之间的管道没有暴露在外，因此空调系统 的管理者不能物理测量管道长度，即使在此情况下，根据本发明实施例的空 调系统中的管道长度检测设备也允许通过简单的操作或安装来容易地测量 管道长度，从而可为用户或管理者提供方便并额外地降低维护费用。
如上所述，本说明书参照实施例和附图详细描述了设置在空调系统的室 内机与室外机之间的制冷剂管道长度的测量方法。然而，此描述可以应用于 包括具有电导率的此类管道的各种系统和设备中来测量管道长度。
前述的实施例和优点仅是示例性的并且不能解释为限制本发明。本说明书的教导可以容易地应用于其它类型的设备。此说明书是说明性的并且不限 制权利要求的范围。多种选择、修改以及变化对本领域普通技术人员是显而 易见的。此处描述的示例性实施例的特征、结构、方法以及其它特性可以用 多种方式组合，以获得附加的和/或选择性的示例性实施例。
由于现有特征可由多种方式实现而并不会背离其特性，因此也应理解， 除非另有说明，上述实施例并不受前述说明书的任意细节限制，而应在所附
的权利要求书中所限定的范围内作较宽泛的解释；因此，所有落入权利要求 的范围和界限内的变化和修改，或者具有这类范围和界限的等同方案，均应 包含在所附权利要求中。
1权利要求
1.一种管道长度检测设备，包括第一阻抗耦合器，耦合至管道；信号发生器，用于产生要经过所述第一阻抗耦合器发送至所述管道的信号；第二阻抗耦合器，耦合至所述管道；检测器，耦合至所述第二阻抗耦合器，用于检测从所述第一阻抗耦合器经过所述管道传播至所述第二阻抗耦合器的所述信号；以及处理器，其基于所发送的信号与检测到的信号的幅值差以及所述第一阻抗耦合器与所述第二阻抗耦合器的阻抗来确定所述管道的长度。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述第一阻抗耦合器和所述第二阻抗耦合器中的至少一个是与所述管道阻抗匹配的。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述第一阻抗耦合器和所述第二阻抗耦合器中的至少一个由磁性物质制成。
4. 根据权利要求1所述的设备，其中所述第一阻抗耦合器和所述第二阻抗耦合器中的至少一个在对应于所述信号的四分之一波长或半波长的部分处耦合至所述管道。
5. 根据权利要求1所述的设备，还包括显示器，用于以视觉方式显示与所述管道的长度相关的信息。
6. 根据权利要求1所述的设备，其中所述信号发生器产生交流信号。
7. 根据权利要求1所述的设备，还包括查找表，存储在存储器中，其中所述处理器使用所述査找表来确定所述管道的长度。
8. —种空调系统，包括室内机；室外机；管道，将所述室内机耦合至所述室外机；至少一个信号发生器或检测器，位于所述室内机处或在所述室内机附近；至少一个对应信号发生器或对应检测器，位于所述室外机处或在所述室外机附近；第一阻抗耦合器，在所述室内机处或在所述室内机附近耦合至所述管道 的一端，所述至少一个信号发生器或检测器耦合至所述第一阻抗耦合器；第二阻抗耦合器，在所述室外机处或在所述室外机附近耦合至所述管道 的另一端，所述至少一个对应信号发生器或对应检测器耦合至所述第二阻抗 耦合器；以及至少一个控制器，其基于由所述信号发生器或所述对应信号发生器产生 的信号与由所述检测器或所述对应检测器检测到的信号的幅值差，以及所述 第一阻抗耦合器与所述第二阻抗耦合器的阻抗，来确定所述管道的长度。
9. 根据权利要求8所述的空调系统，其中所述第一阻抗耦合器和所述第 二阻抗耦合器中的至少一个是与所述管道阻抗匹配的。
10. 根据权利要求8所述的空调系统，其中所述第一阻抗耦合器和所述 第二阻抗耦合器中的至少一个由磁性物质制成。
11. 根据权利要求8所述的空调系统，其中所述第一阻抗耦合器和所述 第二阻抗耦合器中的至少一个在对应于所述信号的四分之一波长或半波长 的部分处耦合至所述管道。
12. 根据权利要求8所述的空调系统，还包括显示器，位于所述室内 机与所述室外机中的至少一个中，用于以视觉方式显示与所述管道的长度相 关的信息。
13. 根据权利要求8所述的空调系统，其中所述控制器位于所述室内机 与所述室外机中的至少一个中。
14. 根据权利要求8所述的空调系统，还包括查找表，存储在存储器 中，其中所述控制器使用所述査找表来确定所述管道的长度。
全文摘要
本发明提供一种空调系统中的用于检测管道长度的设备以及具有该设备的空调系统，该管道长度检测设备包括第一阻抗耦合器，耦合至管道；信号发生器，用于产生要经过所述第一阻抗耦合器发送至所述管道的信号；第二阻抗耦合器，耦合至所述管道；检测器，用于检测经过管道传播的信号；以及处理器，用于基于检测到的信号来确定管道长度。本发明能够防止空调系统因缺少制冷剂而导致故障或性能退化，并为用户或管理者提供方便且降低维护费用。
文档编号G01B7/02GK101666612SQ200910147520
公开日2010年3月10日 申请日期2009年6月16日 优先权日2008年9月5日
发明者全德九, 安致善, 尹相哲, 郑丞桓, 金峻台 申请人:Lg电子株式会社