用於環境控制系統診斷和預測的系統和方法與流程

2023-09-10 23:14:25 2

本發明涉及用於環境控制系統診斷和預測的系統和方法，更具體地，涉及提供環境控制系統維護的預測和診斷的方法、提供環境控制系統維護的預測和診斷的設備以及飛機環境控制系統診斷系統。

背景技術：

例如航空航天工業中的環境控制系統已經從例如飛機未被增壓並且高度受限制的航空早期演變到現今技術發展水平的環境控制和生命保障系統。環境控制系統允許例如飛機外殼外部的條件轉換為外殼內部的舒適環境。

一般來講，飛機包括一個或多個環境控制系統，所述環境控制系統包括多個流體進口、換熱器、壓縮機、膨脹渦輪和閥門。在常規環境控制系統中，以各種方式檢測環境控制系統部件的操作異常或故障。例如，檢測環境控制系統的操作故障的現有解決方案包括在飛機上安裝閾值傳感器(諸如客艙內的空氣品質或溫度傳感器)，其中，當達到閾值時環境控制系統停止工作並且切換到備用環境系統。又如，飛機的乘客或全體工作人員能夠檢測飛機客艙內的增加的溫度，該增加的溫度可指示環境控制系統部件的操作故障。

環境控制系統的問題可能難以診斷，如由例如約50％操作故障被描述為「一般」的維護數據所證明。操作故障的示例為堵塞的換熱器、不能操作的閥門、風扇劣化和/或系統部件的結冰。

技術實現要素：

一種提供環境控制系統維護的預測和診斷的方法，該方法包括利用至少一個成像單元對操作中的環境控制系統的至少一部分實時成像，其中，實時圖像記錄環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵，利用控制器將環境控制系統的至少一部分的實時圖像與操作中的環境控制系統的至少一部分的存儲圖像進行比較，以識別環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化，以及利用控制器基於環境控制系統的至少一部分的實時圖像和存儲圖像之間的動態特徵的識別的變化確定在環境控制系統的至少一部分中是否存在異常。

一種提供環境控制系統維護的預測和診斷的設備，該設備包括：至少一個成像單元，被配置成捕獲操作中的環境控制系統的至少一部分的實時圖像，其中，實時圖像記錄環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵；以及控制器，連接到至少一個成像單元，該控制器被配置成將環境控制系統的至少一部分的實時圖像與操作中的環境控制系統的至少一部分的存儲圖像進行比較，以識別環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化，並且基於環境控制系統的至少一部分的實時圖像和存儲圖像之間的動態特徵的識別的變化確定在環境控制系統的至少一部分中是否存在異常。

一種飛機環境控制系統診斷系統，其包括：至少一個視頻成像單元，設置在飛機內並且被配置成捕獲設置在飛機內的操作中的環境控制系統的至少一部分的實時圖像，其中，實時圖像記錄環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵；存儲器，包括操作中的環境控制系統的至少一部分的存儲圖像，存儲圖像對應於環境控制系統的至少一部分的預定操作條件；以及控制器，連接到至少一個視頻成像單元和存儲器，該控制器被配置成將環境控制系統的至少一部分的實時圖像與存儲圖像進行比較，以識別環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化，並且基於實時圖像和存儲圖像之間的動態特徵的識別的變化確定在環境控制系統的至少一部分中是否存在異常。

附圖說明

已經概括地對本公開的示例進行了如此描述，現在將參照附圖，這些附圖不一定按比例繪製，並且其中，貫穿若干圖，類似附圖標記指代相同或相似的部件，並且附圖中：

圖1是根據本公開的一個方面的包括診斷和預測系統的環境控制系統的框圖；

圖2是根據本公開的一個方面的包括診斷和預測系統的環境控制系統的圖解表示；

圖3是根據本公開的一個方面的報告的圖解表示；

圖4是根據本公開的一個方面的環境控制系統的診斷和預測的流程圖；

圖5是飛機生產和服務方法的流程圖；以及

圖6是包括分布式交通工具系統的飛機的圖解表示。

在上面提及的(多個)框圖中，連接各種元件和/或部件的實線(如果有的話)可表示機械、電、流體、光學、電磁以及其他耦接和/或其組合。如本文所用，「耦接」表示直接地和間接地。例如，構件a可與構件b直接相關聯，或者可與其間接相關聯，例如，經由另一構件c。還可存在框圖中所描繪的那些耦接以外的耦接。連接各種元件和/或部件的虛線(如果有的話)表示在功能和目的上與實線所表示的那些耦接相似的耦接；然而，由虛線所表示的耦接可以是選擇性提供的，或者可以涉及本公開的替代或可選方面。同樣，利用虛線表示的元件和/或部件(如果有的話)表示本公開的替代或可選方面。環境元素(如果有的話)利用虛線來表示。

在上面提及的(多個)框圖中，方框也可表示操作和/或其部分。連接各種方框的線並不暗示操作或其部分的任何特定順序或依賴性。

具體實施方式

在以下描述中，闡述了多個具體細節以提供對所公開的概念的全面理解，所述所公開的概念可以在沒有這些細節中的一些或全部的情況下進行實踐。在其他情況下，已省略已知裝置和/或處理的細節以避免不必要地模糊本公開。儘管將結合具體示例描述一些概念，將理解的是這些示例並非旨在限制。

本文中對「一個示例」或「一個方面」的引用意指結合該示例或方面描述的一個或多個特徵、結構或特性包括在至少一個具體實施中。在說明書中各種地方的短語「一個示例」或「一個方面」可以是指或可以不是指相同示例或方面。

除非另外指明，否則術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文僅用來標記，而並非旨在對這些術語引用的項目施加序數、位置或分級要求。此外，對例如「第二」項目的引用不要求或排除例如「第一」項目或編號較小的項目和/或例如「第三」項目或編號較大的項目的存在。

參照圖1和圖6，本公開的各方面提供交通工具100的環境控制系統630的診斷和預測，該診斷和預測適於新的(例如，在交通工具100的製造中的初始安裝期間)環境控制系統和現有(例如，對已經投入使用的交通工具100進行改裝的)環境控制系統兩者。本文所描述的診斷和預測系統160在現有環境控制系統630進行改裝時不需要對該現有環境控制系統630進行侵入式修改，並且允許對環境控制系統630的部件水平的診斷和預測。例如風扇失效、換熱器堵塞和閥門異常或故障的診斷和預測是可能的，這將導致交通工具100的較少延遲和停工期。根據本公開的各方面，單個傳感單元(諸如成像單元150)可用於觀察一個以上環境控制系統的子系統。在其他方面，一個或多個成像單元150被放置成用於觀察環境控制系統630的相應部分。例如，每個子系統可具有相應的成像單元150。由成像單元150捕獲的圖像諸如在控制器120中記錄環境控制系統630的至少一部分的動態預定特性的動態特徵。由成像單元150捕獲的圖像由控制器120通過圖形識別算法或其他圖像識別算法分析，以識別環境控制系統630的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化，以便提供可用於對環境控制系統安排進行預防性維護的可視的維護數據。

參照圖1和圖2，在本公開的一個方面，交通工具100包括一個或多個環境控制系統630(圖6)。在一個方面，交通工具100為航空航天交通工具，諸如商用或軍用飛機602(圖6)，而在其他方面，交通工具100為商用或軍用海上船舶、太空飛行器或汽車。在又一些方面，本公開可應用於商業或住宅建築物的加熱、通風和空氣調節系統。環境控制系統630中的每個包括熱流體供應110和空氣調節組件130，該空氣調節組件130通過空氣調節組件130的導管或管道系統131連接到熱流體供應110，該導管或管道系統131包括流量控制件(flowcontrol)132，諸如閥門。環境控制系統630也包括連接到例如空氣調節組件130的一個或多個部件的各種夾具和電/信號連接器。在一個方面，在交通工具100為飛機的情況下，熱流體供應110包括來自交通工具100的發動機/推進系統634(圖6)的一個或多個壓縮機級的排出空氣。在其他方面，在交通工具100為海上船舶、太空飛行器或汽車的情況下，熱流體供應可包括通過周圍空氣和相應交通工具的發動機部件或加熱器交互生成的熱空氣。

空氣調節組件130包括膨脹渦輪或空氣循環機器133、壓縮機134、換熱器135、水分離器140和混合室141，所有這些部件通過導管系統131連接。換熱器包括流體循環器136(諸如風扇)、主換熱器138、輔助換熱器139和冷卻流體供應137。在一個方面，在交通工具100為飛機的情況下，冷卻流體供應137為從交通工具100的外部抽吸到空氣調節組件130中的周圍空氣。在其他方面，在交通工具100為海上水面船舶或汽車的情況下，冷卻流體可以為從交通工具外部抽吸的周圍空氣。在交通工具100為海上潛水船舶或太空飛行器的情況下，冷卻流體可以為任何閉環冷凍流體。

圖2示出例如空氣調節組件130的圖解示意圖。為了示例性目的，導管系統131包括導管131a-131h。熱流體供應110通過閥門132a可連通地耦接到導管131a，其中，閥門132a例如由控制器120控制，以向空氣調節組件130提供預定量的熱環境流體。需注意，本文相對於流動通過環境控制系統630(圖6)的流體使用術語「環境」，因為這是提供給客艙的流體。在一個方面，導管131a是旁路導管，其將熱環境流體引導至混合室141以用於增加供應到例如交通工具100的客艙的環境流體的溫度。混合閥門132b設置在導管131a中，用於允許預定量的熱環境流體通過該導管並且將該熱環境流體引導通過可連通地連接到導管131a的導管131b。導管131b將熱環境流體引導至主換熱器138，其中，熱環境流體由來自冷卻流體供應137的冷卻流體冷卻。在一個方面，冷卻流體供應包括通道或製冷劑管材系統137p，其在一端具有衝壓空氣入口137n並且在另一端具有出口137e。主換熱器138和輔助換熱器139設置在通過管道137p的冷卻流體的流動路徑內。當交通工具100移動時，諸如在飛行和/或滑行期間，冷卻流體被迫進入衝壓空氣入口137n，通過通道137p，並且離開出口137e。當交通工具100靜止和/或滑行時，例如由空氣循環器136致使冷卻流體流動通過通道137p。

經冷卻的環境流體從主換熱器138通過導管131c和131d流動到壓縮機134，其中，經冷卻的環境流體在進入輔助換熱器139之前被壓縮，在該輔助換熱器139中經冷卻的環境流體被進一步冷卻。經冷卻的環境流體通過導管131f離開輔助換熱器139，並且進入膨脹渦輪133，其中，膨脹渦輪133驅動壓縮機134和流體循環器136並且通過公共驅動軸耦接到壓縮機134和流體循環器136。經冷卻的環境流體通過導管131g從膨脹渦輪133傳遞到水分離器140，其中，調整經冷卻的環境流體的溼度。通過控制閥門132c以允許流動通過導管131c的較溫熱流體進入水分離器並且與經冷卻的環境流體混合來調整經冷卻的環境流體的含水量和/或溫度。在一個方面，閥門允許離開主換熱器138的環境流體與離開輔助換熱器139的環境流體混合。閥門132c例如由下限控制器120l(其在一個方面是控制器120的一部分)控制，其中，閥門打開和關閉以將水分離器140內的流體保持高於預定溫度，諸如高於約35°f。經冷卻的環境流體從水分離器140傳遞到混合室141，其中，經冷卻的環境流體與來自例如交通工具100的客艙的預定量的再循環流體210和/或熱供應流體混合。在供應到客艙的環境流體的溫度需要增加的情況下，混合閥門132b例如在控制器120的控制下打開，以在調節的環境流體220從混合室141提供給客艙之前允許熱供應流體與混合室141中的經冷卻的環境流體混合。

診斷和預測系統160包括一個或多個成像單元150(諸如攝像機)，以及控制器120。在其他方面，成像單元150包括捕獲單個圖像的靜態照相機、熱像儀或能夠檢測結冰/霜凍、顆粒、出故障的或劣化的部件/子系統以及堵塞的其他成像裝置。在一個方面，成像單元150中的每個具有預定圖像捕獲速率(幀/秒)和/或預定解析度，以檢測以下各項或實現對以下各項的確定：例如環境控制系統630(圖6)的部件的旋轉速度和/或偏心率、環境控制系統630的部件上外物的存在和/或外部顆粒、外物和/或外部顆粒的尺寸和/或環境控制系統630的部件上的霜凍和/或結冰條件。在一個方面，圖像為視頻圖像，而在其他方面，圖像為周期性(例如，每10毫秒、每秒、每分鐘或至少任何其他合適的間隔)捕獲的靜態圖像。在一個方面，成像單元150相對於環境控制系統630(圖6)放置，其中，成像單元150中的每個捕獲環境控制系統630的至少一部分的實時圖像，其中實時意指視頻和/或靜態圖像捕獲與進行視頻圖像捕獲(例如視頻直播饋送(或相對於靜態圖像的直播饋送))的時間基本上同時提供給控制器120。例如，成像單元150a相對於空氣調節組件130被定位或定於該空氣調節組件130內，並且具有經設定尺寸以捕獲閥門132a、132b、132c中的一個或多個以及導管系統131的至少一部分連同例如相關聯的夾具和電/信號連接器的實時圖像的視野fov1。在其他方面，成像單元150提供用於相應的閥門132a、132b、132c。每個閥門的正常條件模式由診斷和預測系統160確立並且存儲在控制器120的存儲器120m中作為相應的存儲圖像180(圖1)。在一個方面，存儲圖像180在安裝或替換每個閥門時獲得，並且包括在對應於相應的正常條件模式的預定操作位置中的相應閥門的圖像。在一個方面，閥門(諸如閥門132a和132c)的正常條件模式是閥門打開了預定量的位置，而混合閥門132b的正常條件模式是混合閥門132b關閉的位置。在其他方面，閥門132a、132b、132c的正常條件模式可以是在完全打開和完全關閉之間的任何合適位置。在一個方面，成像單元150a的視野fov1經設定尺寸以捕獲除閥門132a、132b、132c之外的以下各項中的一個或多個的實時圖像：壓縮機134、膨脹渦輪133、水分離器140、混合室141和導管131a-131h中的一個或多個。成像單元150a可實現對以下各項中的一個或多個上的結冰或霜凍的存在的確定：壓縮機134、膨脹渦輪133、水分離器140、混合室141和導管131a-131h中的一個或多個。在一個方面，存儲圖像180也包括相應環境控制系統部件的閾值操作參數圖像，其由控制器120通過實時視頻圖像捕獲超過由閾值操作參數圖像指示的閾值的圖像分析實現確定，即發生故障或將要發生故障。

在一個方面，成像單元150b相對於空氣調節組件130定位或位於該空氣調節組件130內，並且具有經設定尺寸以捕獲流體循環器136的實時圖像的視野fov2。在一個方面，成像單元150b具有圖像捕獲速率，當流體循環器136的實時圖像由控制器120分析時，該圖像捕獲速率足夠快以實現對流體循環器136的旋轉速度和/或偏心率的確定。成像單元150b也包括檢測流體循環器136上的外物和/或外部顆粒的存在以及外物和/或外部顆粒的尺寸的解析度。流體循環器136的正常條件模式由診斷和預測系統160確立，並且存儲在控制器120的存儲器120m中作為相應的存儲圖像180。在一個方面，存儲圖像180在安裝或替換流體循環器136時獲得，並且在一個方面包括在對應於相應的正常條件模式的預定操作位置中的流體循環器136的至少一個圖像。在一個方面中，流體循環器136的存儲圖像180中的一個對應於在預定操作速度下的流體循環器136的初始偏轉(例如，移動或擺動)。在一個方面，流體循環器136的存儲圖像180中的另一個對應於不含外物和/或外部顆粒的流體循環器136。在又一些方面，存儲圖像180中的一個或多個對應於流體循環器136的旋轉速度。

成像單元150c相對於空氣調節組件130定位或位於該空氣調節組件130內，並且具有經設定尺寸以捕獲主換熱器138和輔助換熱器139以及通道或管道137p中的一個或多個的實時圖像的視野fov3。成像單元150c包括檢測主換熱器138和輔助換熱器139上的外物和/或外部顆粒的存在以及外物和/或外部顆粒的尺寸的解析度。成像單元150c也實現對主換熱器138和輔助換熱器139上的霜凍或結冰的存在的確定。主換熱器138和輔助換熱器139中的每個的正常條件模式由診斷和預測系統160確立，並且存儲在控制器120的存儲器120m中作為相應的存儲圖像180。在一個方面，存儲圖像180在安裝或替換主換熱器138和輔助換熱器139中的每個時獲得，並且包括在對應於相應的正常條件模式的預定操作位置中的主換熱器138和輔助換熱器139中的每個的圖像。在一個方面，主換熱器138和輔助換熱器139的(多個)存儲圖像180對應於不含外物和/或外部顆粒的主換熱器138和輔助換熱器139。在一個方面，成像單元150c也實現對通道137p中的外物和/或外部顆粒的檢測，其中，通道137p的正常條件模式是通道137p不含外物和/或外部顆粒時。以與上面相對於主換熱器138和輔助換熱器139描述的方式類似的方式，通道137p的存儲圖像180被存儲在存儲器120m中，用於與由成像單元150c提供的通道137p的實時圖像進行比較。

在一個方面，環境控制系統630(或交通工具100的任何其他系統)的各種夾具和電/信號連接器也可具有相關聯的正常條件模式，所述正常條件模式以與上述方式基本上類似的方式作為圖像存儲在存儲器120m中。獲取的各種夾具(和/或其他緊固件)和電/信號連接器的存儲圖像與由成像單元150中的一個或多個提供的各種夾具和電/信號連接器的實時圖像進行比較，從而以與本文所描述的方式基本上類似的方式相對於環境控制系統630的其他部件確定是否存在異常條件。

控制器120包括合適的編程代碼和結構，以實現對環境控制系統630(圖6)的部件的實時圖像的圖像分析。例如，在一個方面，控制器120包括圖形識別算法和對應的結構，以實現環境控制系統630(圖6)的部件的實時視頻圖像捕獲和它們相應的存儲圖像180之間的比較，其中，存儲圖像180為靜態圖像和/或視頻圖像。例如，振動和/或維護人員可致使閥門132a、132b、132c中的一個或多個處於不正確的位置，或者閥門132a、132b、132c中的一個或多個的密封變差，從而致使流體逸出閥門。控制器120將閥門132a、132b、132c中的一個或多個的實時圖像與相應的存儲圖像180進行比較，並且包括合適的程序代碼，以生成報告300或在交通工具100中引起可聽的或可視的指示(針對交通工具全體工作人員)，其指示閥門132a、132b、132c的不正確的位置和/或指示閥門132a、132b、132c的洩露。

在一個方面，報告300包括趨勢或自由相應的存儲圖像表示的正常條件模式的高於預定閾值的任何偏差的可視的證據。預定閾值取決於被監測的環境控制系統部件。例如，相對於主換熱器138、輔助換熱器139和/或通道137p，預定閾值可以為由外物碎片、外部顆粒、結冰和/或霜凍引起的預定外物碎片或外部顆粒尺寸和/或覆蓋百分率(例如，堵塞百分率)。相對於閥門，預定閾值可以為相應閥門控制手柄/杆件自正常條件模式的預定量偏差。相對於流體循環器，預定閾值可以為旋轉速度自對應於正常條件模式的旋轉速度的偏差，和/或從正常條件模式的風扇移動(例如，偏轉)的量。相對於導管系統131，預定閾值可以為沿導管131a-131h的霜凍和/或結冰的覆蓋百分率。

現在參照圖3，在一個方面，報告300包括以下各項中的一個或多個：環境控制系統部件(諸如本文所描述的那些部件)的圖像、趨勢圖表320、相應環境控制系統部件上或中的外物碎片和/或顆粒尺寸330的指示、相應環境控制系統部件上或中的外物碎片和/或外部顆粒覆蓋百分率340的指示、在一個方面包括結冰和/或霜凍的覆蓋百分率的結冰和/或霜凍350的指示、環境控制系統部件故障的診斷360以及何時將發生故障或何時相應環境控制系統部件需要維護的預測370。在一個方面，為了示例性目的，趨勢圖表320被示為曲線圖，而在其他方面，可以呈現趨勢的任何合適的可視的指示符。在一個方面，趨勢圖表320包括指示諸如堵塞百分率的值(或上面指示的任何其他閾值)的y軸、指示時間周期的x軸、閾值指示符321和趨勢指示符322。在一個方面，來自成像單元150a-150c的實時視頻圖像捕獲被存儲在存儲器120m中，其中，趨勢指示符為從控制器120的圖像分析獲得的過去數據(例如，存儲的實時視頻圖像捕獲或源自於其的數據)和基於過去數據由控制器120生成的預測數據的組合。在一個方面，趨勢曲線實現何時將發生故障的可視的預測，諸如趨勢指示符322越過閾值指示符321的情況。環境控制系統部件的圖像310在一個方面為在偏差模式中的環境控制系統部件的圖像，以指示環境控制系統部件自正常條件模式的偏差。環境控制系統部件的圖像310在一個方面對應於和/或補充環境控制系統630(圖6)的故障的診斷360。診斷360例如基於操作中(例如，期間)的環境控制系統部件的實時視頻圖像捕獲和操作中(例如，期間)的環境控制系統部件的相應正常條件模式之間觀察到的動態特徵的變化或改變的識別。動態特徵中的(多個)識別的變化由控制器120基於環境控制系統部件的實時視頻圖像捕獲和環境控制系統部件的相應正常條件模式之間的比較來確定。在尚未發生異常或故障的情況下，預測370被包括在報告300中，以基於例如由控制120確定的動態特徵中的(多個)識別的變化指示或預測何時可發生或預期發生異常或故障，所述動態特徵中的(多個)識別的變化基於環境控制系統部件的實時視頻圖像捕獲和環境控制系統部件的相應正常條件模式之間的比較。

現在參照圖1、圖2、圖4和圖6，將針對本文所描述的診斷和預測系統160描述示例性操作。在一個方面，提供至少一個成像單元150以當環境控制系統在操作中時監視本文所描述的交通工具100的環境控制系統630的一個或多個部分。利用至少一個成像單元150對在操作期間的環境控制系統630的至少一部分成像被實時執行(圖4，方框400)，以提供環境控制系統630的一個或多個部分中的相應部分的實時視頻圖像捕獲(或在其他方面，靜態圖像捕獲)。在一個方面，操作期間的環境控制系統630的一個或多個部分的實時圖像捕獲被存儲在存儲器120m中。在一個方面，正常條件視頻模式圖像捕獲針對操作期間的環境控制系統630的一個或多個部分中的每個確立，並且被存儲在存儲器120m中作為存儲圖像180。如上所描述，在一個方面，存儲圖像180包括環境控制系統630的一個或多個部分的閾值操作參數圖像。針對環境控制系統630的一個或多個部分中的每個的實時視頻圖像捕獲(或在其他方面，靜態圖像)通過控制器120使用圖形識別算法與相應的存儲圖像180(例如，相應的正常條件模式)進行比較(圖4，方框410)，以識別或確定環境控制系統630的一個或多個部分的異常或故障的存在(圖4，方框420)。例如，控制器120確定和/或識別以下各項中的至少一個或多個(例如，環境控制系統630的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化)：

·在環境控制系統的至少一部分諸如流體循環器136、主換熱器138、輔助換熱器139和通道或管道137p上的外物碎片和外部顆粒中的一個或多個的存在；

·外物碎片和外部顆粒中的一個或多個的尺寸；

·相對於預定操作閾值的流體循環器136的移動和/或旋轉速度/角速度的改變，例如，自存儲圖像(例如，正常條件模式)的允許偏差；

·相對於由存儲圖像(例如，正常條件模式)指示的預定閥門位置的閥門位置的改變；以及

·通道或管道137p(例如，製冷劑管材系統)、導管系統131、主換熱器138、輔助換熱器139和/或水分離器140上的霜凍和結冰中的一個或多個的存在。

在其他方面，環境控制系統630的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化可包括與環境控制系統630相關聯的任何合適的操作參數。在一個方面，控制器生成診斷和/或預測報告(圖4，方框430)，該報告例如包括動態特徵中的(多個)識別的變化的趨勢或自環境控制系統630的至少一部分的預定操作條件的高於預定閾值的動態特徵中的(多個)識別的變化的偏差。在一個方面，如本文所描述，報告包括趨勢和偏差中的一個或多個的可視的表示。在一個方面，報告包括基於動態特徵中的(多個)識別的變化對環境控制系統630的至少一部分的所需要的維護的預測或診斷。

本公開以及描述本文闡述的(多個)方法的操作的附圖不應被解釋為必然確定將被執行的操作的順序。而是，雖然指示了一個例示性次序，但應當理解，操作的順序可以在適當的時候進行修改。因此，某些操作可以按不同次序或同時執行。另外，在本公開的一些方面，不是本文所描述的所有操作都需要被執行。

可在如圖5所示的飛機製造和維護方法500和如圖6所示的飛機602的背景下描述本公開的示例。在預生產期間，示例性方法500可包括飛機602的規格和設計504及材料採購506，其在一個方面包括本文所描述的診斷和預測系統160的放置和整合。在生產期間，進行飛機602的部件和子組件製造508以及系統整合510，在此期間，可以安裝診斷和預測系統160。此後，飛機602可經過認證和交付512以便投入使用514。在由客戶投入使用期間，飛機602被安排進行例行養護和維護516(其也可包括修改、重構、翻新等，在還沒有裝配的情況下，診斷和預測系統160可安裝在飛機602中)。

可由系統集成商、第三方和/或運營商(例如，客戶)執行或進行例示性方法500的各個過程。為了本描述之目的，系統集成商可包括但不限於任何數量的飛機製造商與主系統分包商；第三方可包括但不限於任何數量的供應商、分包商和供貨商；並且運營商可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。

如圖6所示，由例示性方法500生產的飛機602可包括多個高水平系統和內艙622。分布在整個飛機中的高水平系統的示例包括推進系統624、電力系統626、液壓系統628和環境控制系統630中的一個或多個，其中，環境系統包括本文所描述的診斷和預測系統160。可包括任何數量的其他系統。儘管示出了航空航天的示例，但是本發明的原理可應用於包括具有環境控制系統的交通工具或與所述交通工具一起使用的其他工業，諸如航海和汽車工業。在其他方面，本發明的原理可應用於建築物(住宅或商業)空氣調節系統。

本文所示出或所描述的設備和方法可在製造和維護方法500的階段中的任何一個或多個期間採用。例如，以類似於飛機602在投入使用時生產部件或子組件的方式可以製作或製造對應於部件和子組件製造508的部件或子組件。另外，例如通過基本上加快飛機602的裝配或減少飛機602的成本可在生產階段508和510期間利用設備、方法或其組合的一個或多個方面。

本文公開了設備和方法的不同示例和方面，其包括多個部件、特徵和功能性。應當理解，本文公開的設備和方法的各種示例和方面可包括本文以任何組合公開的設備和方法的其他示例和方面中的任何一個的部件、特徵和功能性中的任何一個，並且所有此類可能性旨在本公開的精神和範圍內。

本公開所述領域的技術人員將會想到本文闡述的本公開的許多修改和其他示例，所述修改和其他示例具有上述描述和關聯附圖中所呈現的教導的益處。

進一步，本公開包括根據以下項的實施例：

項1：一種提供環境控制系統維護的預測和診斷的方法，該方法包括：利用至少一個成像單元對操作中的環境控制系統的至少一部分實時成像，其中，實時圖像記錄環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵；利用控制器將環境控制系統的至少一部分的實時圖像與操作中的環境控制系統的至少一部分的存儲圖像進行比較，以識別環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化；以及利用控制器基於環境控制系統的至少一部分的實時圖像和存儲圖像之間的動態特徵的識別的變化確定在環境控制系統的至少一部分中是否存在異常。

項2：根據項1所述的方法，其中，環境控制系統的至少一部分包括換熱器、風扇系統、閥門、製冷劑管材系統和管道系統中的一個或多個。

項3：根據項1所述的方法，其中，存儲圖像包括存儲在耦接到控制器的存儲器中的環境控制系統的至少一部分的閾值操作參數圖像。

項4：根據項1所述的方法，其中，確定是否存在異常包括環境控制系統的至少一部分的實時圖像和存儲圖像之間的圖形識別。

項5：根據項1所述的方法，其中，確定是否存在異常包括識別在環境控制系統的至少一部分上外物碎片和外部顆粒中的一個或多個的存在。

項6：根據項1所述的方法，其中，環境控制系統的至少一部分為風扇，並且確定是否存在異常包括識別風扇運動相對於預定操作閾值的變化。

項7：根據項1所述的方法，其中，環境控制系統的至少一部分為閥門，並且確定是否存在異常包括識別閥門位置相對於預定閥門位置的變化。

項8：根據項1所述的方法，其中，環境控制系統的至少一部分為製冷劑管材系統，並且確定是否存在異常包括識別製冷劑管材系統上霜凍和結冰中的一個或多個的存在。

項9：根據項1所述的方法，進一步包括提供包括報告，該報告包括動態特徵的識別的變化的趨勢或自環境控制系統的至少一部分的預定操作條件的高於預定閾值的動態特徵的識別變化的偏差。

項10：根據項1所述的方法，進一步包括基於動態特徵的識別的變化生成對環境控制系統的至少一部分的所需要的維護的預測或診斷。

項11：根據項1所述的方法，其中，環境控制系統的至少一部分是在飛機上。

項12：一種提供環境控制系統維護的預測和診斷的設備，該設備包括：至少一個成像單元，被配置成捕獲操作中的環境控制系統的至少一部分的實時圖像，其中，實時圖像記錄環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵；以及控制器，連接到至少一個成像單元，該控制器被配置成將環境控制系統的至少一部分的實時圖像與操作中的環境控制系統的至少一部分的存儲圖像進行比較，以識別環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化，並且基於環境控制系統的至少一部分的實時圖像和存儲圖像之間的動態特徵的識別的變化確定在環境控制系統的至少一部分中是否存在異常。

項13：根據項12所述的設備，其中，環境控制系統為飛機環境控制系統。

項14：根據項12所述的設備，其中，控制器被配置成基於動態特徵的識別的變化生成對環境控制系統的至少一部分的所需要的維護的預測和診斷。

項15：根據項14所述的設備，其中，控制器被配置成生成包括異常趨勢的報告。

項16：根據項14所述的設備，其中，控制器被配置成生成報告，該報告指示高於環境控制系統的至少一部分的預定操作閾值的異常的偏差。

項17：一種飛機環境控制系統診斷系統，包括：至少一個視頻成像單元，設置在飛機內並且被配置成捕獲設置在飛機內的操作中的環境控制系統的至少一部分的實時圖像，其中，實時圖像記錄環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵；存儲器，包括操作中的環境控制系統的至少一部分的存儲圖像，存儲圖像對應於環境控制系統的至少一部分的預定操作條件；以及控制器，連接到至少一個視頻成像單元和存儲器，該控制器被配置成將環境控制系統的至少一部分的實時圖像與存儲圖像進行比較，以識別環境控制系統的至少一部分的動態預定特性的動態特徵的變化，並且基於實時圖像和存儲圖像之間的動態特徵的識別的變化確定在環境控制系統的至少一部分中是否存在異常。

項18：根據項17所述的系統，其中，控制器被配置成基於動態特徵的識別的變化生成對環境控制系統的至少一部分的所需要的維護的預測和診斷。

項19：根據項18所述的系統，其中，控制器被配置成生成包括異常趨勢的報告。

項20：根據項18所述的系統，其中，控制器被配置成生成指示高於環境控制系統的至少一部分的預定操作閾值的異常的偏差的報告。

因此，應當理解，本公開不限於所公開的具體實施例，並且修改和其他實施例旨在包括在所附權利要求書的範圍內。此外，儘管以上描述和關聯附圖在元件和/或功能的某些例示性組合的背景下描述了示例實施例，但應該理解，在不脫離所附權利要求書的範圍的情況下，通過替代具體實施例可提供元件和/或功能的不同組合。