Способ контроля и аналитическое устройство
Изобретение относится к способу контроля системы помещения, аналитическому устройству для системы помещения и системе (10) помещения, в частности чистого помещения, содержащей рабочее помещение (12, 13, 14), систему (15) вентиляции и кондиционирования воздуха и управляющее устройство (16), причем посредством управляющего устройства управляют и/или регулируют систему вентиляции и кондиционирования воздуха, причем посредством системы вентиляции и кондиционирования воздуха задают кратность воздухообмена в рабочем помещении и разность давлений между рабочим помещением и окружающей средой (25), причем в течение контролируемого периода времени посредством датчика (31) частиц сенсорного блока (19) управляющего устройства определяют результаты измерения концентрации частиц в рабочем помещении или в отводимом воздухе системы вентиляции и кондиционирования воздуха, причем посредством камеры (30) сенсорного блока получают наборы данных изображения рабочего помещения в течение контролируемого периода времени, причем посредством аналитического устройства (28) наборы данных изображения сопоставляют со значениями времени контролируемого периода времени и результатами измерения концентрации частиц, причем наборы данных изображения сохраняют в запоминающем устройстве (21) с возможностью их извлечения. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу контроля системы помещения, в частности, чистого помещения, и аналитическому устройству для системы помещения, причем система помещения содержит рабочее помещение, систему вентиляции и кондиционирования воздуха и управляющее устройство, причем управляющее устройство управляет и/или регулирует систему вентиляции и кондиционирования воздуха, причем система вентиляции и кондиционирования воздуха задает кратность воздухообмена в рабочем помещении и разность давлений между рабочим помещением и окружающей средой, причем в течение контролируемого периода времени датчик частиц сенсорного блока управляющего устройства измеряет концентрацию частиц в рабочем помещении или в отводимом воздухе системы вентиляции и кондиционирования воздуха.
Уровень техники
Подобные способы или аналитические устройства для систем помещений штатно применяют для управления или регулирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Система вентиляции и кондиционирования подает приточный воздух в рабочее помещение или отводит отработанный воздух из рабочего помещения, причем соответствующие датчики в помещении контролируют, например, температуру воздуха или относительную влажность. При изменении температуры воздуха управляющее устройство системы вентиляции и кондиционирования осуществляет регулирование таким образом, чтобы воздух, поступающий в помещение, охлаждался или нагревался, что позволило бы поддерживать или достигать нужной температуры воздуха. Кроме того, в некоторых рабочих помещениях, например чистом помещении, требуется создать особо чистую атмосферу в закрытом доступном рабочем помещении или рабочей кабине, например, для предотвращения загрязнения лабораторных образцов или микроэлектронных компонентов микробами, микроорганизмами или частицами пыли. Для этого система вентиляции и кондиционирования поддерживает в воздухе рабочего помещения концентрацию частиц, существенно сниженную по сравнению со средой вокруг рабочего помещения. Кроме того, система поддерживает постоянную разность давлений между рабочим помещением и окружающей средой, например, для предотвращения проникновения частиц в рабочее помещение или их выпуска из рабочего помещения. Кроме того, людям необходимо заходить в рабочее помещение для выполнения своих обязанностей. Несмотря на соответствующую рабочую одежду и, возможно, специальное рабочее оборудование, эти люди остаются основным источником частиц и других загрязнений.
По существу, под системой помещения может пониматься помещение любого типа, в частности, рабочее помещение или чистое помещение. Поэтому приведенное ниже описание рабочего помещения можно считать описанием чистого помещения или измерительной лаборатории, и наоборот. Чистое помещение или измерительная лаборатория может также представлять собой помещение в соответствии со стандартами DIN EN ISO 14644, VDI 2083, VDI/VDE 2627 и/или с Руководством по надлежащим производственным практикам, приложение 1, в редакции, действующей на дату установления приоритета.
Помимо подходящего воздуховода в рабочем помещении, который должен отводить загрязнения от рабочего места, воздух, непрерывно подаваемый в рабочее помещение, фильтруют несколько раз для поддержания концентрации частиц ниже предельного значения. Это предельное значение определяется классификацией чистоты рабочего помещения по стандарту, например, ISO 14644-1. Для поддержания требуемой разности давлений и концентрации частиц в рабочем помещении кратность воздухообмена системы вентиляции и кондиционирования выбирают таким образом, чтобы при нахождении в рабочем помещении некоторого количества людей не превышалась концентрация частиц, допустимая для данного класса чистоты помещения. Чтобы исключить превышение допустимой концентрации частиц в уровне техники в рабочем помещении устанавливают датчики частиц или систему вентиляции и кондиционирования воздуха, позволяющие определить концентрацию частиц. Такие датчики частиц передают измеренное или фактическое значение концентрации частиц в рабочем помещении, которое в дальнейшем обрабатывается управляющим устройством и может быть использовано, например, для увеличения кратности воздухообмена или подачи предупредительного сигнала.
Тем не менее, в таких рабочих помещениях регулярно образуются нежелательные загрязнения, обусловленные, например, получаемыми в них продуктами или образцами, используемыми для экспериментов.
Раскрытие сущности изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка способа контроля системы помещения, аналитического устройства для системы помещения и системы помещения, которые позволят повысить качество работ, выполняемых в рабочем помещении.
Поставленная задача решена способом с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, аналитическим устройством с признаками, раскрытыми в пункте 18 формулы, и системой помещения с признаками, раскрытыми в пункте 19 формулы.
Согласно описываемому изобретением способу контроля системы помещения, в частности чистого помещения, система помещения содержит рабочее помещение, систему вентиляции и кондиционирования воздуха и управляющее устройство, причем посредством управляющего устройства управляют и/или регулируют систему вентиляции и кондиционирования воздуха, причем посредством системы вентиляции и кондиционирования воздуха задают кратность воздухообмена в рабочем помещении и разность давлений между рабочим помещением и окружающей средой, причем в течение контролируемого периода времени посредством датчика частиц сенсорного блока управляющего устройства определяют результаты измерения концентрации частиц в рабочем помещении или в отводимом воздухе системы вентиляции и кондиционирования воздуха, причем посредством камеры сенсорного блока получают наборы данных изображения рабочего помещения в течение контролируемого периода времени, причем посредством аналитического устройства наборы данных изображения сопоставляют со значениями времени контролируемого периода времени и результатами измерения концентрации частиц, причем наборы данных изображения сохраняют в запоминающем устройстве с возможностью их извлечения.
Благодаря тому, что камера записывает или собирает наборы данных изображения внутри рабочего помещения или чистого помещения, а аналитическое устройство системы помещения устанавливает корреляцию между этими наборами данных изображения и значениями времени, становится возможным установить связь между наборами данных изображения и результатами измерения концентрации частиц. В результате временные метки значений, измеренных датчиком частиц, и наборы данных изображения с камеры синхронизируются друг с другом и записываются в память запоминающего устройства аналитического устройства с возможностью их извлечения. Это позволяет осуществлять контроль или так называемый мониторинг рабочего помещения. В частности, это позволяет впоследствии контролировать колебания концентрации частиц в течение контролируемого периода времени и отслеживать возможную рабочую деятельность или рабочую операцию в рабочем помещении. Корреляция наборов данных изображения со значениями времени позволяет точно отследить момент изменения концентрации частиц. Аналитическое устройство может содержать, например, средства обработки данных или представлять собой компьютер, сохраняющий в течение контролируемого периода времени показания датчика частиц вместе с наборами данных изображения и значениями времени. Таким образом, можно в любое время проанализировать концентрацию частиц или наборы данных изображения. При обнаружении необычного колебания концентрации частиц или в случае неудовлетворительных результатов работы вследствие загрязнения частицами можно будет перепроверить работы, выполнявшиеся в рабочем помещении, на основании наборов данных изображения на момент измерения повышенной концентрации частиц. Это позволит легко определить, какие рабочие операции или действия людей в рабочем помещении могли привести к нежелательному повышению концентрации частиц. В будущем это позволит избежать ошибок и, при необходимости, исключить нежелательное повышение концентрации частиц путем корректировки рабочих инструкций или операций, а следовательно - значительно улучшить качество результатов работы.
В каждом случае измеренные или фактические значения концентрации частиц и наборы данных изображения сопоставляют со значениями времени и сохраняют в памяти запоминающего устройства с возможностью их извлечения. Соответственно, можно использовать по меньшей мере один генератор синхронизирующих импульсов, известный на уровне техники. Для этого можно использовать, например часы, в частности кварцевые часы. Кроме того, можно использовать синхронизирующие сигналы из внешних источников, например из сети Интернет. В качестве запоминающего устройства можно использовать известные носители, предпочтительно, обеспечивающие постоянное хранение данных. В предпочтительном варианте осуществления можно использовать промежуточные запоминающие устройства, содержимое которых переносится в постоянное запоминающее устройство. К постоянным запоминающим устройствам относятся электронные носители данных, например карты памяти, USB-накопители и твердотельные накопители (SSD), оптические носители данных, например CD-DVD, и магнитные носители данных, например жесткие диски, дисковые накопители и магнитные ленты. Наборы данных изображения записываются камерой, способной работать в видимой области спектра. Кроме того, можно использовать камеры, работающие в инфракрасной и/или в ультрафиолетовой области спектра. Предпочтительно, полученные данные изображения могут быть сохранены по меньшей мере со ста измеренными значениями в минуту.
После этого наборы данных изображения могут быть обработаны аналитическим устройством, причем аналитическое устройство способно определить изменение наборов данных изображения. Аналитическое устройство может интерпретировать изменение в рабочем помещении, оптически обнаруживаемое камерой, как изменение состояния. Это может быть реализовано методами обработки изображений, причем первый набор данных изображения можно сравнивать со вторым или эталонным набором данных изображения. Первый набор данных изображения может представлять собой набор данных изображения, предшествующий по времени съемки в рабочем помещении, или набор данных изображения, уже сохраненный в аналитическом устройстве. Так, для определения оптически обнаруживаемых изменений можно использовать наборы данных изображения эталонных объектов или эталонных помещений. Поэтому аналитическое устройство может также содержать средства обработки данных, в частности, для обработки наборов данных изображения. В отношении возможности оптического обнаружения изменений в рабочем помещении может оказаться достаточным лишь частичный охват камерой рабочего помещения.
Кроме того, изменение в рабочем помещении, оптически обнаруживаемое камерой, в контролируемом периоде времени может быть интерпретировано аналитическим устройством как изменение состояния. Это позволяет обнаруживать изменение рабочего помещения в течение контролируемого периода времени и одновременно регистрировать его в таком качестве. Кроме того, аналитическое устройство может подавать сигнал о таком изменении состояния. Кроме того, внутри рабочего помещения или в зоне охвата камеры могут быть определены опорные точки, причем в этом случае аналитическое устройство может интерпретировать локальное изменение опорных точек в течение контролируемого периода времени как изменение состояния. Например, опорные точки могут быть выполнены на рабочем оборудовании в виде нанесенных меток, оптически обнаруживаемых камерой. Это позволяет камере легко отслеживать, находится ли рабочее оборудование в предусмотренной для него рабочей зоне или выведено за пределы этой зоны. В альтернативном варианте в наборе данных изображения позиция или координата, выраженная пикселем, может быть определена как опорная точка в рабочем помещении. В этом случае движение в рабочем помещении приводит к сдвигу параметров интенсивности и цвета пикселя в сторону смежного пикселя, что может быть расценено как смещение опорной точки.
На основании изменения наборов данных изображения в течение контролируемого периода времени аналитическое устройство может определять скорость движения человека или объекта, находящегося в рабочем помещении. Скорость движения можно определить, например, путем вычисления скорости изменения состояния относительно пути, который можно определить на фрагменте изображения камеры, например, по опорным точкам. Например, слишком высокая скорость движения в чистом помещении может привести к нежелательным завихрениям воздуха в рабочем помещении, следствием чего станет слишком высокая концентрация частиц в рабочем помещении. В таком случае качество результатов работы можно повысить путем изменения рабочей инструкции для соответствующих лиц.
Предпочтителен вариант, в котором аналитическое устройство способно одновременно обрабатывать наборы данных изображения с нескольких камер. Соответственно, способ также осуществим с несколькими, например с тремя, камерами. Также может быть предусмотрена съемка рабочего помещения камерами, по существу, со всех сторон. Кроме того, в рабочем помещении может быть установлено несколько датчиков частиц сенсорного блока. В этом случае каждому из результатов измерений, полученных с датчика частиц, могут быть сопоставлен массив данных изображения. В альтернативном варианте возможно присвоение нескольких результатов измерений одному массиву данных изображения, и наоборот. Это позволяет занимать меньше места в памяти запоминающего устройства. Предпочтительно, наборы данных изображения, сопоставленные со значениями времени, могут захватываться по меньшей мере в двух или трех местах рабочего помещения. Такой захват может выполняться одной или несколькими камерами, причем из полученных изображений или наборов данных изображения можно вырезать кадры, относящиеся только к соответствующим положениям.
В предпочтительном варианте осуществления камера может представлять собой тепловизионную камеру, способную выполнять термографическую съемку рабочего помещения. Это позволяет, например, определять изменение температуры поверхности рабочего помещения. Тепловизионная камера позволяет получать и анализировать термографический снимок рабочего помещения. При этом термографический снимок позволяет определять температурный градиент внутри рабочего помещения или набора данных изображения и, возможно, находить значение температуры в определенной точке рабочего помещения на основании интенсивности или цвета указанного снимка. Однако стены и обстановка рабочего помещения могут создавать поверхность с высокими отражающими свойствами, что затрудняет получение точного термографического снимка, в том числе, вследствие небольших расстояний внутри рабочего помещения.
Поэтому, предпочтительно, в течение контролируемого периода времени получают сформированные тепловизионной камерой из пикселей термографические снимки рабочего помещения, выраженные наборами данных изображения, причем каждому набору данных изображения могут быть присвоены значения времени в течение контролируемого периода времени, причем в каждый момент времени по меньшей мере одному пикселю набора данных изображения может быть сопоставлено значение температуры в течение контролируемого периода времени, что позволяет тепловизионной камере измерять температуру точки поверхности внутри рабочего помещения, выраженной пикселем. Термографический снимок может быть образован пикселями в соответствии с разрешением тепловизионной камеры, причем пиксели могут быть выражены полями данных в наборе данных изображения. Наборы данных изображения могут последовательно передаваться на аналитическое устройство, присваивающее наборам данных изображения в соответствии с последовательностью значения времени относительно контролируемого периода времени. Таким образом, наборы данных изображения могут быть сопоставлены со значениями времени, то есть каждый набор данных изображения может быть связан с моментом времени в контролируемом периоде времени. Так, например, можно снять температурный профиль на рабочем месте в рабочем помещении. Этот температурный профиль можно получить благодаря тому, что по меньшей мере для одного пикселя отдельного набора данных изображения в пределах контролируемого периода времени достоверно известно значение температуры. Эти данные могут быть получены, например, при предварительной калибровке тепловизионной камеры. Значение температуры или температурный профиль одного пикселя может быть передан в соотношении с другими пикселями, что позволяет получать для них также сравнительно точные значения температуры. Аналитическое устройство может присваивать и рассчитывать значения температуры для пикселей. По существу, тепловизионная камера позволяет сравнительно точно измерять температуру точки поверхности в рабочем помещении, выраженной пикселем с известным значением температуры. В этом случае более не требуется устанавливать датчики температуры непосредственно в рабочем помещении. Измерение температуры поверхностей в рабочем помещении значительно упрощается.
Привязка значения температуры к пикселю может выполняться в зависимости от значения интенсивности пикселя. Значением интенсивности может быть значение яркости или цвета термографического снимка. Если пиксель можно присвоить точке поверхности внутри рабочего помещения, температура которой известна, то значение интенсивности пикселя можно приравнять к соответствующей температуре. Если значения интенсивности пикселей различаются, то значение температуры может быть присвоено этим значениям интенсивности в соответствии с разностью интенсивности.
Кроме того, можно определять значения температуры отдельных пикселей, групп пикселей или всех пикселей набора данных изображения. При этом отдельные пиксели могут быть удалены друг от друга или группы пикселей могут располагаться друг рядом с другом. Важно, чтобы по меньшей мере одному или нескольким пикселям набора данных изображения, предпочтительно, всем пикселям, можно было присвоить значение температуры в пределах контролируемого периода времени. В частности, в рабочих помещениях, в которые входят люди, и в которых могут использоваться машины, пиксели или группы пикселей, относящиеся к каждому лицу или машине, могут быть определены или интерпретированы как относящиеся к соответствующему лицу или машине.
Аналитическое устройство позволяет откалибровать тепловизионную камеру до, во время или после термографической съемки, причем уровень загрязненности или значение температуры пикселя можно определять после или во время съемки тепловизионной камерой. Поскольку в аналитическом устройстве могут быть записаны или сохранены другие важные данные, можно откалибровать тепловизионную камеру или откорректировать снимок теплового изображения в том числе во время или после термографической съемки тепловизионной камерой. По существу, тепловизионную камеру можно также откалибровать перед термографической съемкой путем съемки тепловизионной камерой только эталонного фона при температуре, предназначенной для последующего измерения. В этом случае калибровку можно выполнять с помощью аналитического устройства или, в зависимости от конструкции тепловизионной камеры, непосредственно на тепловизионной камере.
Аналитическое устройство способно обнаруживать человека на снимках рабочего помещения, выраженных наборами данных изображения, причем аналитическое устройство обрабатывает наборы данных изображения и может измерять температуру тела человека. Таким образом, возможен вариант, в котором с помощью обработки изображений сначала будет проанализировано точное положение и внешность человека, после чего будут выполнены измерения в определенных точках в зависимости от положения или внешности человека. В этом случае не требуется позиционировать человека с особой точностью, или же можно при необходимости и по желанию переключаться между разными людьми при измерении температуры тела. Например, человека можно также обнаружить в том случае, когда аналитическое устройство обнаружит изменение в наборах данных изображения, вызванное движением человека. С помощью обработки изображений можно также выполнять так называемое распознавание лица, причем может быть предусмотрено измерение температуры тела человека в области лица. Поскольку люди в рабочих помещениях, как правило, одеты, температуру тела особенно удобно измерять в области головы. Если аналитическое устройство обнаруживает значительно повышенную температуру тела, оно может интерпретировать это как признак заболевания человека. Больные люди являются источником бактерий или вирусов, которые нежелательны, например, при проведении экспериментов в рабочем помещении. В этом случае аналитическое устройство может подать сигнал о том, что соответствующему лицу необходимо проверить состояние своего здоровья.
Аналитическое устройство может обнаруживать лицо человека на снимках рабочего помещения, выраженных наборами данных изображения, причем аналитическое устройство может обрабатывать наборы данных изображения и сопоставлять лицо с набором биометрических данных лица определенного человека, хранящимся в запоминающем устройстве. Набор биометрических данных лица может быть сохранен в запоминающем устройстве в виде набора данных изображения. Так, например, может быть выполнен и сохранен в запоминающем устройстве снимок лица определенного человека. После этого аналитическое устройство может сравнивать этот набор биометрических данных с наборами данных изображения, содержащими лицо человека, причем в случае совпадения или наоборот несовпадения наборов биометрических данных аналитическое устройство может подавать контрольный сигнал. Такое сравнение позволяет определить, имеет ли данное лицо право на вход в рабочее помещение. В этом случае также может быть предусмотрено сопоставление сравнения набора биометрических данных с наборами данных изображения и содержащимися в них наборами биометрических данных лица человека со значениями времени. Эта операция может выполняться автоматически, то есть наборы данных изображения могут постоянно сравниваться с наборами биометрических данных различных людей. Информация, содержащаяся в наборах данных изображения, может также содержать значения цвета, контрастности и/или температуры. В этом варианте можно контролировать изменение цвета и/или температуры объекта или человека, что позволит при недопустимом значении цвета и/или температуры подавать контрольный или предупредительный сигнал. Это позволит заблаговременно обнаруживать и устранять ошибки. При этом контрольный или предупредительный сигнал можно передавать по каналам передачи данных любому получателю, причем уведомление может направляться электронной почтой на компьютер или через SMS на мобильный телефон. Кроме того, можно подавать звуковой или оптический сигнал в области рабочего помещения. Кроме того, указанные сигналы могут быть сохранены в памяти, предпочтительно, вместе с временными метками, с которыми синхронизированы результаты измерения и данные изображения.
Аналитическое устройство может обнаруживать человека на снимках рабочего помещения, выраженных наборами данных изображения, причем аналитическое устройство обрабатывает наборы данных изображения и может определять количество человек в рабочем помещении и/или интенсивность движения человека. Обнаружение человека может быть реализовано известными средствами обработки изображений с помощью аналитического устройства. Таким образом, можно гарантировать, что количество лиц в рабочем помещении не будет превышать максимально разрешенное. Кроме того, количество лиц, находящихся в рабочем помещении в каждый момент времени, можно сохранять в запоминающем устройстве с синхронизацией по значениям времени. Поскольку движение в рабочем помещении всегда приводит к выбросу частиц, можно также измерять интенсивность движения соответствующих лиц. Интенсивность движения можно легко рассчитать по скорости и/или длительности движения в течение контролируемого периода времени. В конечном итоге можно определить, связано ли увеличение концентрации частиц в определенный момент времени с определенным движением человека.
Соответственно, сравнение в записанных наборах данных изображения с концентрацией частиц можно использовать для контроля микроклимата и/или для определения критических условий работы. Сравнение наборов данных изображения, сопоставленных со значениями времени, с результатами измерения концентрации частиц, может подразумевать, например, распознавание цвета, образов, движения и/или положения.
Камера может быть установлена внутри или снаружи рабочего помещения. Внутри рабочего помещения камера может быть установлена в соответствующем корпусе. Камера, установленная вне рабочего помещения, может снимать помещение, например, через имеющееся в нем окно. Преимущество этого варианта заключается в том, что нежелательные загрязнения не могут попасть в рабочее помещение вместе с камерой.
Сенсорный блок позволяет в течение контролируемого периода времени определять результаты измерения температуры воздуха, относительной влажности воздуха, кратности воздухообмена, давления воздуха, интенсивности движения, количества человек и концентрации С02, и/или открытие двери. Эти результаты измерения могут быть определены посредством соответствующих датчиков и, подобно результатам измерения концентрации частиц, могут быть сопоставлены со значениями времени контролируемого периода времени и сохранены в запоминающем устройстве с возможностью их извлечения. Это улучшает возможности контроля рабочего помещения, что позволяет легко определить причину увеличения концентрации частиц даже в затруднительных случаях.
Кроме того, способ может включать компьютерный анализ, причем наборы данных изображения и результаты измерения, сопоставленные со значениями времени, обрабатываются в графическом виде, вследствие чего результат измерения, сопоставленный со значением времени, точно сопоставляется с изображением. Предпочтительная графическая обработка позволяет отображать сохраненные данные изображения и результаты измерения на одном или нескольких дисплеях. Особенно предпочтителен вариант, в котором возможно графическое отображение временного графика результатов измерения, сопоставленных со значениями времени. В одном из вариантов осуществления, например, значения времени могут быть отложены по оси абсцисс, а результаты измерения, сопоставленные с соответствующим значением времени, например, концентрация частиц, - по оси ординат, в результате чего будет получена кривая результатов измерения, отображаемая на дисплее. При этом данные изображения сначала не видны на дисплее. При выборе соответствующего значения времени и/или результата измерения устройством ввода, например, посредством щелчка мышью на значении времени, на тот же или дополнительный дисплей будет выведено изображение рабочего помещения, связанное с этим значением времени. В предпочтительном варианте осуществления с одним значением времени могут быть связаны изображения различных мест. В этом случае можно отображать и при необходимости увеличивать все захваченные изображения, или же можно предварительно выбрать одно или несколько мест, для которых были получены изображения. Такое исполнение позволяет особенно легко проверить, соответствовали ли условия работы в различных местах ожидаемым параметрам, если концентрация частиц в течение контролируемого периода времени оказалась слишком высокой.
В следующем варианте осуществления наборы данных изображения могут отображаться непрерывно, причем эти данные могут воспроизводиться в режиме реального времени или ускоренного просмотра. В этом варианте возможно проставление меток на графическом отображении результатов измерения с регулируемой скоростью, причем наборы данных изображения могут отображаться одновременно и синхронно с проставлением меток. При этом выводимое изображение может быть оптически отделено от отображаемых результатов измерения, например, в окне изображения или на втором дисплее. Такое отображение, предпочтительно, может осуществляться в ускоренном режиме. Таким образом, можно быстро и легко составить впечатление о текущем контролируемом периоде времени и быстро обнаружить нежелательные состояния. Кроме того, метками при анализе могут служить вышеописанные сохраненные контрольные или предупредительные сигналы. Кроме того, возможен вариант, в котором наборы данных изображения будут анализироваться непрерывно, причем при обнаружении существенных изменений будут считываться и отображаться соответствующие результаты измерения. Если одному набору данных изображения присвоено несколько результатов измерения, будет показан соответствующий диапазон значений. При этом анализ, предпочтительно, может выполняться в ускоренном режиме. Ускоренный режим позволяет обнаружить возможные замедленные изменения.
Аналитическое устройство может подавать на управляющее устройство сигнал об изменении наборов данных изображения, причем управляющее устройство может регулировать кратность воздухообмена в зависимости от изменения. Благодаря тому, что аналитическое устройство способно обнаружить изменения состояний внутри рабочего помещения, управляющее устройство в течение контролируемого периода времени может вмешиваться в работу системы вентиляции и кондиционирования, в частности, регулировать или корректировать режим ее работы. Например, можно снизить кратность воздухообмена в рабочем помещении, если в помещении отсутствуют люди или присутствует лишь несколько человек. И наоборот, кратность воздухообмена можно увеличить, если в рабочем помещении находится несколько людей. Соответственно, кратность воздухообмена можно адаптировать к использованию рабочего помещения, результатом чего становится изменение частоты вращения вентилятора системы вентиляции и кондиционирования. Это позволяет экономить энергию за счет снижения частоты вращения вентилятора по мере необходимости.
Аналитическое устройство может корректировать эксплуатационные параметры или результаты измерения системы вентиляции и кондиционирования или других машин, находящихся в рабочем помещении, по значениям времени контролируемого периода времени, причем эксплуатационные параметры или результаты измерения могут быть сохранены в запоминающем устройстве с возможностью их извлечения. Благодаря возможности использования эксплуатационных параметров и/или результатов измерения системы вентиляции и кондиционирования, а также возможно находящихся в рабочем помещении машин для контроля рабочего помещения можно легко обнаруживать повышение концентрации частиц, причиной которого можно считать состояние системы или машин.
Кроме того, аналитическое устройство может обнаруживать на основании сохраненных эксплуатационных параметров или результатов измерения регулярно повторяющиеся последовательности рабочих состояний, причем управляющее устройство может адаптировать кратность воздухообмена к ожидаемому в будущем рабочему состоянию. Например, аналитическое устройство может обнаруживать регулярно повторяющиеся операции, приводящие к повышению концентрации частиц в рабочем помещении. После этого управляющее устройство может увеличить кратность воздухообмена в ожидании увеличения концентрации частиц или заранее снизить концентрацию частиц. Это позволяет избежать ситуации, в которой вследствие регулирования кратности воздухообмена по концентрации частиц может потребоваться предварительно дождаться увеличения кратности воздухообмена. Таким образом, способ позволяет улучшить адаптацию к рабочим условиям, не ограничивая использование рабочего помещения.
Кроме того, управляющее устройство в зависимости от управления временем и/или интенсивности движения может выбирать требуемый результат измерения, в качестве которого выбирают требуемое значение активности для рабочего времени или требуемое значение отсутствия активности для нерабочего времени. Если, например, рабочее помещение эксплуатируется в две смены, то в нерабочее время можно выбрать или задать требуемое значение отсутствия активности, допускающее, например, сравнительно высокую концентрацию частиц в рабочем помещении, при которой запрещается вход людей в рабочее помещение в нерабочее время. Поэтому в нерабочее время, предпочтительно, можно увеличить концентрацию частиц, температуру и/или относительную влажность или уменьшить температуру и/или относительную влажность по сравнению с рабочим временем в зависимости от преобладающих условий окружающей среды, например, в летний или зимний период. Например, в рабочее время температура воздуха может составлять 20-22° при относительной влажности 40-50%, а в нерабочее время температура воздуха может составлять 8-25° при относительной влажности 25-60%. Это позволяет существенно снизить кратность воздухообмена. Требуемое значение активности можно определить в соответствии со средней интенсивностью движений в рабочем помещении. Таким образом, можно улучшить адаптацию воздухообмена и, следовательно, потребления энергии к условиям эксплуатации рабочего помещения.
В описываемом изобретением аналитическом устройстве для системы помещения, в частности чистого помещения, которая содержит рабочее помещение, систему вентиляции и кондиционирования воздуха и управляющее устройство, выполненное с возможностью управления и/или регулирования системы вентиляции и кондиционирования воздуха, выполненной с возможностью регулирования кратности воздухообмена в рабочем помещении и разности давлений между рабочим помещением и окружающей средой, причем управляющее устройство содержит сенсорный блок с датчиком частиц для определения результатов измерения концентрации частиц в рабочем помещении или в отводимом воздухе системы вентиляции и кондиционирования в течение контролируемого периода времени, причем сенсорный блок содержит камеру, позволяющую получать наборы данных изображения рабочего помещения в течение контролируемого периода времени, причем аналитическое устройство выполнено с возможностью сопоставления наборов данных изображения со значениями времени контролируемого периода времени и результатами измерения концентрации частиц, причем предусмотрена возможность сохранения наборов данных изображения в запоминающем устройстве аналитического устройства с возможностью их извлечения. При этом аналитическое устройство может быть независимым от системы помещения или входить в состав системы помещения. Преимущества аналитического устройства, описываемого изобретением, соответствуют описанным преимуществам способа согласно изобретению. Прочие предпочтительные варианты осуществления аналитического устройства описаны признаками, раскрытыми в пунктах формулы, зависимых от пункта 1 формулы изобретения.
Описываемая изобретением система помещения, в частности чистого помещения, содержит систему вентиляции и кондиционирования, управляющее устройство и описываемое изобретением аналитическое устройство. Прочие предпочтительные варианты осуществления системы помещения описаны признаками, раскрытыми в пунктах формулы, зависимых от пункта 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению, камеру и датчик частиц применяют для осуществления описываемого изобретением способа контроля рабочего помещения или создания описываемой изобретением системы помещения. Прочие предпочтительные варианты использования описаны признаками, раскрытыми в пунктах формулы, зависимых от пункта 1 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже детально описан предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображено:
Фигура 1: схематичное изображение системы помещения посредством блок-схемы.
Фигура 2: схематичное изображение другого варианта системы помещения.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 схематично изображена система 10 помещения, причем система 10 помещения содержит систему 11 рабочих помещений с несколькими взаимосвязанными и доступными рабочими помещениями 12, 13 и 14, систему 15 вентиляции и кондиционирования и управляющее устройство 16. Система 15 вентиляции и кондиционирования, в свою очередь, содержит вентиляторное устройство 17 и обрабатывающее устройство 18. Вентиляторное устройство 17 содержит приточный вентилятор, не показанный на фигуре, и вытяжной вентилятор, причем обрабатывающее устройство 18 содержит также не показанный на фигуре нагреватель, охладитель, увлажнитель и/или осушитель. Управляющее устройство 16 содержит сенсорный блок 19.
В рабочие помещения 12, 13 и 14 посредством канала 23 приточного воздуха и канала 24 отводимого воздуха системы 15 вентиляции и кондиционирования поступает обработанный и фильтрованный воздух, причем в рабочих помещениях 12, 13 и 14 поддерживается разность давлений с окружающей средой 25 путем постоянного воздухообмена. Сенсорный блок 19 по соответствующей сигнальной линии 26 получает результат измерения эксплуатационного параметра из рабочих помещений 12, 13 и 14, с вентиляторного устройства 17 и обрабатывающего устройства 18. Управляющее устройство 16 и 20 использует соответствующие результаты измерения эксплуатационных параметров для адаптации кратности воздухообмена в рабочих помещениях 12, 13 и 14 в рамках регулирования по требуемым значениям. Управляющее устройство 16 по сигнальной линии 27 подает управляющие сигналы на систему 15 вентиляции и кондиционирования, изменяя соответствующую кратность воздухообмена таким образом, чтобы результаты измерения укладывались в соответствующие диапазоны требуемых значений или, по существу, совпадали с ними. В частности, благодаря тому, что такое регулирование осуществляют посредством кратности воздухообмена, можно существенно снизить потребление энергии вентиляторным устройством 17 и обрабатывающим устройством 18 и, тем самым, повысить экономичность системы 10 помещения.
Кроме того, система 10 помещения содержит аналитическое устройство 28, образующее вместе с управляющим устройством 16 систему 29 управления. Аналитическое устройство 28 содержит обрабатывающее устройство 20, запоминающее устройство 21 и синхронизирующее устройство 22. Обрабатывающее устройство 20 соединено сигнальными линиями 26 с рабочими помещениями 12, 13 и 14, в частности, с камерой 30 и датчиком 31 частиц в рабочем помещении 13. Рабочие помещения 12 и 14 также оборудованы датчиками частиц и камерами, не показанными на фигуре. Камера 30 снимает рабочее помещение 13 в форме наборов данных изображения и передает их по сигнальной линии 26 на обрабатывающее устройство 20. Датчик 31 частиц измеряет концентрацию частиц в рабочем помещении 13 и передает ее по сигнальной линии 26 на обрабатывающее устройство 20. Обрабатывающее устройство 20 сохраняет наборы данных изображения и результаты измерения в запоминающем устройстве 21, причем обрабатывающее устройство 20 одновременно обращается к сохраненным в нем наборам данных изображения и результатам измерения. При этом синхронизирующее устройство 22 инициирует доступ к наборам данных изображения и результатам измерения с учетом контролируемого периода времени и одновременно присваивает наборам данных изображения и результатам измерения значение времени. Кроме того, управляющее устройство соединено с аналитическим устройством 28 линией 32 передачи данных таким образом, чтобы имелась возможность обмена данными между управляющим устройством 16 и аналитическим устройством 28. Таким образом, аналитическое устройство 28 может сохранять рабочие данные управляющего устройства 16 или передавать результаты измерения и сигналы на управляющее устройство 16. Например, аналитическое устройство 28 может обнаруживать движение человека, не показанного на фигуре, в рабочем помещении 13 посредством камеры 30 и подавать сигнал на управляющее устройство 16, причем управляющее устройство 16 может после этого увеличить кратность воздухообмена. Кроме того, можно осуществлять контроль деятельности в рабочих помещениях 12, 13 и 14, так как результаты измерения датчика 31 частиц и наборы данных изображения камеры 30 сохраняются в запоминающем устройстве 21.
На фигуре 2 схематично изображен другой вариант системы 33 помещения, причем необходимые устройства кондиционирования воздуха не показаны. В рабочем помещении 34 системы 33 помещения находится человек 35, причем в рабочем помещении 34 одновременно осуществляется кондиционирование. Система 33 помещения содержит систему 36 управления с управляющим устройством 37 и аналитическим устройством 38. К управляющему устройству 37 подключен датчик 39 частиц внутри рабочего помещения 34, непрерывно передающий измеренную концентрацию частиц на управляющее устройство 37. Управляющее устройство 37 регулирует кратность воздухообмена в рабочем помещении 34 согласно требованиям на основании концентрации частиц, измеренной датчиком 39 частиц.
Кроме того, в рабочем помещении 34 расположена камера 40, позволяющая, по меньшей мере, частично выполнять термографическую съемку человека 35, причем камера 40 передает соответствующие наборы данных изображения на аналитическое устройство 38. Аналитическое устройство 38, в свою очередь, содержит устройство 41 обработки изображений и запоминающее устройство 42. Устройство 41 обработки изображений обрабатывает наборы данных изображения, сохраненные в запоминающем устройстве 42. Кроме того, аналитическое устройство 38 присваивает наборам данных изображения, полученным в непрерывной последовательности, соответствующие значения времени в пределах контролируемого периода времени. Управляющее устройство 37 передает на аналитическое устройство 38 результаты измерения концентрации частиц, синхронизованные со значениями времени и также хранящиеся в запоминающем устройстве 42. Поэтому во время контролируемого периода времени или по его истечении можно провести анализ контролируемого периода времени с привлечением всех соответствующих данных.
В частности, аналитическое устройство 38 обнаруживает изменение состояния человека 35, причем это обнаружение осуществляется устройством 41 обработки изображений. Изменение состояния можно обнаружить путем простого сравнения наборов данных изображения.
1. Способ контроля системы (10, 33) помещения, в частности чистого помещения, в котором система помещения содержит рабочее помещение (12, 13, 14, 34), систему (15) вентиляции и кондиционирования воздуха и управляющее устройство (16, 37), причем посредством управляющего устройства управляют и/или регулируют систему вентиляции и кондиционирования воздуха, причем посредством системы вентиляции и кондиционирования воздуха задают кратность воздухообмена в рабочем помещении и разность давлений между рабочим помещением и окружающей средой (25), причем в течение контролируемого периода времени посредством датчика (31, 39) частиц сенсорного блока (19) управляющего устройства определяют результаты измерения концентрации частиц в рабочем помещении или в отводимом воздухе системы вентиляции и кондиционирования воздуха, отличающийся тем, что посредством камеры (30, 40) сенсорного блока получают наборы данных изображения рабочего помещения в течение контролируемого периода времени, причем посредством аналитического устройства (28, 38) наборы данных изображения сопоставляют со значениями времени контролируемого периода времени и результатами измерения концентрации частиц, причем наборы данных изображения и результаты измерения концентрации частиц сохраняют в запоминающем устройстве (21, 42) с возможностью их извлечения, проводят анализ сопоставленных результатов измерений концентрации частиц и наборов данных изображений, сохраненных в запоминающем устройстве, на основе этого анализа осуществляют корректировку рабочих инструкций, для исключения нежелательного повышения концентрации
частиц.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) обрабатывают наборы данных изображения, причем посредством указанного аналитического устройства определяют изменение наборов данных изображения.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что оптически обнаруживаемое камерой (30, 40) изменение внутри рабочего помещения (12, 13, 14, 34) в течение контролируемого периода времени определяют посредством аналитического устройства (28, 38) в качестве изменения состояния.
4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что на основании изменения наборов данных изображения в течение контролируемого периода времени посредством аналитического устройства (28, 38) определяют скорость движения человека (35) или объекта, находящегося в рабочем помещении (12, 13, 14, 34).
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) одновременно обрабатывают наборы данных изображения с нескольких камер (30, 40).
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что камера (30, 40) представляет собой тепловизионную камеру, посредством которой выполняют термографическую съемку рабочего помещения (12, 13, 14, 34).
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в течение контролируемого периода времени посредством тепловизионной камеры (30, 40) получают сформированные из пикселей термографические снимки рабочего помещения (12,13, 14, 34), выраженные наборами данных изображения, причем каждому набору данных изображения присваивают значение времени в течение контролируемого периода времени, причем для каждого значения времени по меньшей мере одному пикселю набора данных изображения присваивают значение температуры в течение контролируемого периода времени таким образом, что посредством тепловизионной камеры осуществляют измерение температуры точки поверхности внутри рабочего помещения, выраженной указанным пикселем.
8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) на снимках рабочего помещения (12, 13, 14, 34), выраженных наборами данных изображения, обнаруживают человека (35), причем посредством указанного аналитического устройства обрабатывают наборы данных изображения и измеряют температуру тела человека.
9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) на снимках рабочего помещения (12, 13, 14, 34), выраженных наборами данных изображения, обнаруживают лицо человека (35), причем посредством указанного аналитического устройства обрабатывают наборы данных изображения и сопоставляют лицо с набором биометрических данных лица определенного человека, хранящихся в запоминающем устройстве (21, 42).
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) на снимках рабочего помещения (12, 13, 14, 34), выраженных наборами данных изображения, обнаруживают человека (35), причем посредством указанного аналитического устройства обрабатывают наборы данных изображения и определяют количество человек в рабочем помещении и/или интенсивность движения человека.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что камеру (30, 40) устанавливают внутри или снаружи рабочего помещения (12, 13, 14, 34).
12. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством сенсорного блока (19) в течение контролируемого периода времени определяют результаты измерения температуры воздуха, относительной влажности воздуха, кратности воздухообмена, давления воздуха, интенсивности движения, количества человек и концентрации CO2, и/или открытие двери.
13. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) на управляющее устройство (16, 37) подают сигнал об изменении наборов данных изображения, причем посредством указанного управляющего устройства адаптируют кратность воздухообмена в зависимости от указанного изменения.
14. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) эксплуатационные параметры или результаты измерения системы (15) вентиляции и кондиционирования или других машин, находящихся в рабочем помещении (12, 13, 14, 34), сопоставляют со значениями времени контролируемого периода времени, причем эксплуатационные параметры или результаты измерения сохраняют в запоминающем устройстве (21, 42) с возможностью их извлечения.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что посредством аналитического устройства (28, 38) на основании сохраненных эксплуатационных параметров или результатов измерения определяют регулярно повторяющиеся последовательности рабочих состояний, причем посредством управляющего устройства (16, 37) адаптируют кратность воздухообмена к ожидаемому в будущем рабочему состоянию.
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нерабочее время, по сравнению с рабочим временем, увеличивают концентрацию частиц, температуру и/или относительную влажность, или увеличивают концентрацию частиц, а температуру и/или относительную влажность уменьшают.
17. Аналитическое устройство (28, 38) для системы (10, 33) помещения, в частности чистого помещения, которая содержит рабочее помещение (12, 13, 14, 34), систему (15) вентиляции и кондиционирования воздуха и управляющее устройство (16, 37), выполненное с возможностью управления и/или регулирования системы вентиляции и кондиционирования воздуха, выполненной с возможностью регулирования кратности воздухообмена в рабочем помещении и разности давлений между рабочим помещением и окружающей средой (25, 45), причем управляющее устройство содержит сенсорный блок (19) с датчиком (31, 39) частиц для определения результатов измерения концентрации частиц в рабочем помещении или в отводимом воздухе системы вентиляции и кондиционирования в течение контролируемого периода времени, отличающееся тем, что сенсорный блок содержит камеру (30, 40), позволяющую получать наборы данных изображения рабочего помещения в течение контролируемого периода времени, причем аналитическое устройство (28, 38) выполнено с возможностью сопоставления наборов данных изображения со значениями времени контролируемого периода времени и результатами измерения концентрации частиц, причем предусмотрена возможность сохранения наборов данных изображения в запоминающем устройстве (21, 42) аналитического устройства с возможностью их извлечения.
18. Система (10, 33) помещения, в частности чистого помещения, с системой (15) вентиляции и кондиционирования воздуха, управляющим устройством (16, 37) и аналитическим устройством (28, 38) по п. 17.
19. Применение камеры (30, 40) и датчика (31, 39) частиц для осуществления способа контроля рабочего помещения (12, 13, 14, 34) по одному из пп. 1-16 или для создания системы (10, 33) помещения по п. 18.
