阅读说明：本技术 用于确定温度的设备 (Device for determining temperature ) 是由 金·范乐 约瑟夫·托马斯·马丁内斯·范贝克 马穆卡·卡图基亚 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：一种设备,所述设备包括：声换能器布置,所述声换能器布置被配置成发射至少一个声学信号并且被配置成检测所述至少一个声学信号的反射；以及控制器,所述控制器被配置成确定所述至少一个声学信号的飞行时间,所述控制器另外被配置成基于所述至少一个声学信号的所述飞行时间和指示飞行时间与所述设备所在的空间中的温度之间的关系的校准信息确定指示温度的至少第一值。(An apparatus, the apparatus comprising: an acoustic transducer arrangement configured to emit at least one acoustic signal and configured to detect a reflection of the at least one acoustic signal; and a controller configured to determine a time of flight of the at least one acoustic signal, the controller being further configured to determine at least a first value indicative of temperature based on the time of flight of the at least one acoustic signal and calibration information indicative of a relationship between time of flight and temperature in a space in which the device is located.)

用于确定温度的设备

技术领域

本公开涉及一种被配置成确定指示温度的值的设备，并且具体地说，涉及一种被配置成基于声学信号的飞行时间的测量值确定该值的设备。本发明还涉及一种相关联的方法以及加热和/或冷却系统。

背景技术

在例如房间或仓库的空间中的温度的有效确定可能是困难的，尤其是在空间中的温度分布并不均匀时。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种设备，该设备包括：声换能器布置，该声换能器布置被配置成发射至少一个声学信号并且被配置成检测该至少一个声学信号的反射；以及控制器，该控制器被配置成确定至少一个声学信号的飞行时间，该控制器另外被配置成基于至少一个声学信号的该飞行时间和指示飞行时间与设备所在的空间中的温度之间的关系的校准信息确定指示温度的至少第一值。

在一个或多个例子中，声换能器布置包括：第一声换能器，该第一声换能器被配置成发射至少一个声学信号；以及第二声换能器，该第二声换能器被配置成检测该至少一个声学信号的反射，其中第一声换能器和第二声换能器共同位于共用壳体中。

在一个或多个实施例中，声换能器布置被配置成以下项中的一个或两个：

在不同方向上发射该至少一个声学信号，以及

从不同方向接收该至少一个声学信号，使得至少一个声学信号所遵循的路径延伸穿过该空间的第一部分和该空间的第二不同部分；以及

其中控制器被配置成确定指示温度的至少两个值，该至少两个值包括：基于遵循路径通过第一部分的至少一个声学信号并且由此指示第一部分的温度的第一值；以及基于遵循路径通过第二部分的至少一个声学信号并且由此指示第二部分的温度的第二值。

因此，在一个或多个例子中，设备由此获取指示来自设备所在的空间或房间的不同部分的平均温度的值。

在一个或多个实施例中，换能器布置包括：

第一声换能器，该第一声换能器被配置成在第一方向上发射第一声学信号；以及第二声换能器，该第二声换能器被配置成检测该第一声学信号的反射；以及

第三声换能器，该第三声换能器被配置成在不同于第一方向的第二方向上发射第二声学信号；以及第四声换能器，该第四声换能器被配置成检测该第二声学信号的反射。

在一个或多个例子中，第一声换能器和第二声换能器是相同的换能器，和/或第三声换能器和第四声换能器是相同的换能器。

在一个或多个例子中，第一声换能器、第二声换能器、第三声换能器和第四声换能器中的一个或多个是听觉音频扬声器。在一个或多个例子中，第一声换能器和第三声换能器中的一个或多个是适合于产生听觉音频以及超声波的音频扬声器。在一个或多个例子中，第二声换能器和第四声换能器中的一个或多个是适合于接收听觉音频以及超声波的听觉音频麦克风。

在一个或多个实施例中，换能器布置包括相控阵声换能器发射器，该相控阵声换能器发射器被配置成基本上在第一方向上发射第一声学信号以及基本上在第二不同方向上发射第二声学信号，换能器布置另外包括至少一个声换能器，该至少一个声换能器被配置成接收第一声学信号和第二声学信号的反射。

因此，在一个或多个例子中，相控阵声换能器发射器被配置成使用波束成形技术发射该第一声学信号和该第二声学信号。

在一个或多个实施例中，换能器布置包括至少一个声换能器，该至少一个声换能器被配置成发射至少一个声学信号，换能器布置另外包括相控阵声换能器接收器，该相控阵声换能器接收器被配置成基本上从第一方向接收第一声学信号，该第一声学信号包括至少一个声学信号的至少经反射的部分，并且基本上从第二不同方向接收第二声学信号，该第二声学信号包括至少一个声学信号的至少经反射的部分。

在一个或多个例子中，换能器布置包括该相控阵声换能器发射器和该相控阵声换能器接收器以用于发射和接收遵循通过空间的不同部分的路径的声学信号。

在一个或多个实施例中，校准信息至少部分指示从声换能器布置到至少一个声学信号反射的物体的距离，以及从该物体到声换能器布置的距离。

在一个或多个实施例中，设备包括距离确定传感器，该距离确定传感器被配置成确定到物体的距离，并且其中设备被配置成基于该确定的距离确定校准信息。

在一个或多个实施例中，距离确定传感器包括基于激光的距离测量装置或基于雷达的距离测量装置。在其它例子中，距离可以是手动地测量到的，并且设备可以包括被配置成接收测量值以用于校准信息的确定的输入构件。

在一个或多个实施例中，校准信息至少部分指示通过声换能器布置发射的声学信号的参考飞行时间测量值和通过声换能器布置接收到的该声学信号的反射，被称为校准声学信号，以及在参考飞行时间测量值的预定时间内获取并且在校准声学信号所遵循的路径的预定距离内的位置处的参考温度。

在一个或多个实施例中，设备被配置成从温度探针接收参考温度，该温度探针被配置成用于将参考温度传送到设备。

在一个或多个实施例中，设备被配置成实现给用户的一个或多个提示的呈现以用于从空间的一个或多个部分获取参考温度。

在一个或多个实施例中，设备包括不同于声换能器布置的温度传感器，并且控制器被配置成在校准模式和测量模式中操作，其中在校准模式中，控制器被配置成：

从温度传感器确定温度；

基于飞行时间测量值和通过温度传感器确定的该温度确定在第一方向上发射或从第一方向接收的至少一个声学信号行进的第一估计距离；以及

基于飞行时间测量值和通过温度传感器确定的该相同温度确定在第二方向上发射或从第二方向接收的至少一个声学信号行进的第二估计距离；以及

其中第一估计距离和第二估计距离形成校准信息的至少部分，并且其中在测量模式中指示温度的至少两个值是使用至少一个声学信号的飞行时间和在校准模式中确定的校准信息确定的。

在一个或多个实施例中，控制器被配置成基于指示空间中的冷却装置和空间中的加热装置中的一个或两个何时未激活的信息的接收在校准模式中操作。

在一个或多个实施例中，设备包括被配置成提供空间中的湿度的量度的湿度传感器，其中校准信息另外基于该湿度的量度。

在一个或多个例子中，指示温度的值另外基于湿度的量度。

在一个或多个实施例中，控制器被配置成以重复间隔确定指示温度的值，并且其中控制器被配置成基于确定物体已与至少一个声学信号所遵循的路径交叉而忽略这些值中的至少一个或多个，并且由此影响通过控制器确定的飞行时间。在一个或多个例子中，确定物体已与路径交叉是通过已经配备有适当的训练数据的机器学习算法执行的。在一个或多个例子中，确定物体已与路径交叉是基于飞行时间中的改变超过预定阈值执行的。

根据本公开的第二方面，提供一种用于设备的方法，该设备包括声换能器布置和控制器，该方法包括：

通过声换能器布置发射至少一个声学信号；

通过声换能器布置检测该至少一个声学信号的反射；

通过控制器确定至少一个声学信号的飞行时间；

通过控制器基于至少一个声学信号的该飞行时间和指示飞行时间与设备所在的空间中的温度之间的关系的校准信息确定指示温度的至少第一值。

根据本公开的第三方面，提供一种用于空间的加热和/或冷却系统，该加热和/或冷却系统相应地包括至少一个加热装置和/或冷却装置以及第一方面的设备，该设备被配置成实现对至少一个加热装置和/或冷却装置的控制。

虽然本公开容许各种修改和可替换形式，但是已经借助于例子在图式中示出其特殊性且将进行详细描述。然而，应理解，超出所描述的特定实施例的其它实施例也是可能的。也涵盖落在所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和可替换实施例。

以上讨论并不意图表示当前或未来权利要求集的范围内的每个示例性实施例或每个实施方案。附图和之后的

具体实施方式

还举例说明了各种示例性实施例。结合附图并考虑以下具体实施方式可以更全面地理解各种示例性实施例。

附图说明

现将仅借助于例子参考附图描述一个或多个实施例，其中：

图1示出了设备的示例性实施例；

图2示出了示例性曲线图，该示例性曲线图示出了空气中的声速与空气温度之间的关系；

图3示出了示例性曲线图，该示例性曲线图示出了相对于在0℃下获取的值的空气中的声速的相对改变对空气温度；

图4示出了示例性曲线图，该示例性曲线图示出了空气中的声速对在不同的相对湿度值处的空气温度；

图5示出了由于作为环境空气温度的函数的相对湿度的不确定性的测量误差的示例性曲线图；

图6示出了空间中的设备的第一例子布置；

图7示出了空间中的设备的第二例子布置的俯视图；

图8示出了空间中的设备的第二例子布置的侧视图；以及

图9示出了流程图，所述流程图示出了方法的示例性实施例。

具体实施方式

在一个或多个例子中，例如房间的空间的温度可以是通过恒温器确定的，该恒温器可形成空间加热或空间冷却系统的一部分，该空间加热或空间冷却系统例如中央加热系统或空调系统。恒温器通常使用物理温度传感器来测量空间的温度。空间可以包括房屋中的房间、办公室、仓库中的任一个或任何其它住宅或商业建筑。所使用的温度传感器通常是基于电阻的温度检测器(RTD)类型、热耦合类型或二极管类型。温度传感器通常安装在恒温器的壳体内部。在一些例子中，此类温度传感器的缺点在于它们预期提供整个空间中的温度的温度表示但是可有时示出错误的温度读数。此类错误的温度读数的原因可能是落在恒温器上的日照；例如灯泡的局部化的热源，这些局部化的热源在整个空间中的温度上提供显著的局部热效应但是极少的整体效应；以及温度传感器所安装的位置，例如，在外壁或内壁上等。在那些情况中，温度传感器可能示出高达若干度的误差。如将了解，恒温器通常用于控制加热或冷却系统，并且因此错误的读数可引起那些系统的不当的基于温度的控制和能量的浪费。实际上，可以视作温度传感器测量恒温器的温度(即，在恒温器的壳体中的温度)，而并非恒温器所在的空间或房间中的环境空气的温度。

在一个或多个例子中，房间可能具有多个散热器或空气调节器，这些散热器或空气调节器可通过恒温器同时地控制并且这可以是效率低下的，因为房间的一些部分可以临时具有与在恒温器位置处相比不同的温度(举例来说，在冬季时间期间接近窗口或门的空间的部分通常具有较低的温度)。

在一个或多个例子中，用户可能想要在相同房间的不同区域中具有不同的温度设置，例如，较暖的沙发转角和较冷的开放式厨房。实现这一点的传统的方式是在不同场所使用多个传感器，这给系统增加了复杂度。

例子图1示出了用于确定空间101的温度的设备100的实施例。在一个或多个例子中，此设备100可被视为恒温器或并入在恒温器内，例如，加热和/或冷却系统的恒温器。设备100包括声换能器布置102，该声换能器布置102被配置成发射至少一个声学信号103且被配置成检测该至少一个声学信号的反射104。设备100可另外包括控制器105，该控制器105被配置成确定至少一个声学信号103、104的飞行时间，该飞行时间包括例如从发射到行进通过空间101、从空间中的例如墙壁或地板的物体反射以及经反射的声学信号104行进通过空间101返回到声换能器布置102所需的时间。在此实施例中，控制器105另外被配置成基于至少一个声学信号103、104的该飞行时间和指示飞行时间与设备100所在的空间101中的温度之间的关系的校准信息确定指示温度的至少第一值。

因此，校准信息可以是对在其中安装设备100的空间101特定的。相应地，设备100可被配置成在校准模式和测量模式中操作，在校准模式中测量和/或确定校准信息，并且在测量模式中该设备100使用校准信息从后续飞行时间测量值中确定温度。声学信号可以包括超声波信号或任何其它非听觉声学信号。声学信号可以包括单个音调，声学信号可具有多个频率，声学信号可以包括线性调频脉冲，声学信号可以包括脉冲或声学信号可以包括宽带信号或任何适当的组合。声学信号可经调制，例如，通过预定的序列。预定模式可实现可有助于确定飞行时间的特定自相关/交叉相关性质。另外，飞行时间的确定是基于声学信号的发射和声学信号的反射的接收时间的，并且因此，通过暗示，声学信号已经行进通过空间、从物体(即，不是设备本身或设备的壳体)反射，并且行进回来通过空间，这提供了声学信号所遵循的路径上的平均温度的指示。因此，声换能器布置可以是可配置的以控制声学信号的路径和声学信号的反射以在空间101的所期望的部分上获取温度测量值。

在一个或多个例子中，控制器105可包括计时器以测量在发射声学信号时与接收到声学信号的反射时之间的时间差。在一个或多个例子中，控制器可包括相关器，该相关器被配置成接收所发射的声学信号和所发射的声学信号的接收到的反射并且确定相关性，从该相关性中确定飞行时间。

在此例子和一个或多个例子中，声换能器布置包括：第一声换能器106，该第一声换能器106被配置成发射至少一个声学信号；以及第二声换能器107，该第二声换能器107被配置成检测该至少一个声学信号的反射，其中第一声换能器106和第二声换能器107共同位于共用壳体中。在一个或多个例子中，第一声换能器和第二声换能器是相同的换能器，并且因此单个声换能器充当声学信号的发射器和接收器两者。

理想气体中的声速可以通过等式(1)来表示。

其中γ是绝热指数，k是玻尔兹曼常数，T是以开尔文计的绝对温度，并且m是以千克计的单个气体分子的质量。对于干燥空气，公式可简化成等式2的形式。

例子图2示出了关系200，如在等式2中针对被用作恒温器的温度传感器的消费者应用的典型温度范围(-20℃到+40℃)用公式表示的。参考图2，在此范围内，关系200非常接近于线性函数。在例子图3中，示出了相对于在零摄氏度下的值的声速中的相对改变300(表示为百分比)对空气温度。改变的斜率是约0.18％每度。

因此，对于干燥空气，声速的测量值可以揭示空气温度。声速(c_空气)可以从声学信号或声波行进的距离(d)以及声学信号或声波为了行进这些距离所需要的时间(t)中计算：c_空气＝d/t。在测量中，如果d是已知的，那么如果可以测量到发送声波和接收声波之间的时间延迟，即，飞行时间，则可以导出c_空气。

因此，在一个或多个例子中，确定在预定距离上的声学信号的飞行时间(以确定c_空气或c_干燥空气)可以涉及温度。即使并不知晓声学信号所行进的距离，也有可能假设该距离是常数并且使用等式(2)来确定温度。声学信号的飞行时间的使用可以是有利的，因为通过声学信号获取的路径上的平均温度可以是固有地确定的。

对于潮湿空气，关系是略微地不同的并且可能需要一些校正。例子图4示出了针对五个不同的空气湿度水平-0％相对湿度、25％相对湿度、50％相对湿度、75％相对湿度和100％相对湿度的计算出的声速对空气温度之间的关系400。

在空气中，声速是相对湿度(RH)的函数。然而，此依赖性在低温下是不显著的，并且在一个或多个例子中在较高温度下(例如，高于0℃或高于10℃或任何其它选定的温度)可以被视作不可忽略的。在恒定温度下，随着相对湿度的增大，声速增大。出于温度测量的目的，如果RH并不是已知的，那么所获取的温度将具有一些不确定性或误差。

图5示出了当盲目地针对所有测量值假设RH＝50％时的温度误差500(以±℃计)。可以看出取决于所期望的目标精确度，例如，±1℃，那么当空气温度是约20℃或在20℃之下时，可以忽略由非考虑湿度所引起的误差。然而，误差变得更加显著，并且在一个或多个例子中，例如，在高于20℃是不可忽略，并且在40℃下变为±3℃。因此，在一个或多个例子中，高于20℃，可执行相对湿度的校正。

由于声速对湿度的依赖性是相对较小的，所以在一个或多个例子中，可以是可接受的是仅获取相对湿度的粗略的估计值以便在前述“较高温度”下使误差减小。举例来说，假设40℃的室温，如果可确定相对湿度具有三个水平的精细度，例如，低水平0％≤RH≤40％，中间水平40％＜RH≤70％和高水平70％＜RH≤100％，那么设备100可被配置成以等于±1℃或与±1℃相比更好的精确度(就由于湿度产生的误差而言)确定指示温度的值。

在一个或多个例子中，设备100可实现指示温度的值的确定而不考虑相对湿度。在一个或多个例子中，设备100可通过考虑相对湿度的量度实现指示温度的值的确定。在一个或多个例子中，设备100可通过考虑相对湿度的近似值实现指示温度的值的确定，例如，基于将相对湿度分类到多达二、三、四、五或更大的范围中。

因此，在一个或多个例子中，设备100可包含相对湿度传感器，并且控制器105可被配置成基于至少一个声学信号103、104的该飞行时间、来自湿度传感器的相对湿度信息和指示飞行时间与在设备100所在的空间101中在通过湿度信息指示的湿度下的温度之间的关系的校准信息确定指示温度的至少第一值。在一个或多个例子中，来自相对湿度传感器的相对湿度信息可形成校准信息的一部分。在一个或多个例子中，来自相对湿度传感器的信息可以被假设为适用于空间的所有部分，即，湿度在空间101上是均匀的。在其它例子中，校准信息可包括指示空间101的不同部分中的湿度水平的信息，并且控制器105可部分地基于该信息确定指示温度的值。

我们现在参考例子图6考虑设备100的第一示例性实施例。图6示出了在具有墙壁600到603的建筑物中包括房间的空间101的平面视图。在此例子中，设备100安装到墙壁602。

设备100可被配置成确定指示来自空间101的不同部分的温度的至少两个值。指示温度的值是声学信号和声学信号的反射所遵循的路径上的平均温度。因此，通过将声学信号引导到空间的不同部分或从空间的不同部分接收声学信号，可以确定至少两个温度值。在此示例性实施例中设备100被配置成确定来自空间101的四个不同部分604、605、606、607的温度的四个值。声换能器布置102可因此被配置成在空间101的不同部分604、605、606、607的方向上依序或同时发射四个声学信号608、609、610、611。在一个或多个例子中，如将在下文中更详细地描述，声换能器布置102可被配置成依序或同时接收经反射的声学信号612、613、614、615，这些经反射的声学信号以不同的到达角度到达换能器布置102处并且因此是从空间101的不同部分604、605、606、607的方向返回到换能器布置102的经反射的信号。

因此，在一个或多个例子中，在一般意义上，设备101的声换能器布置102被配置成以下各项中的至少一个：

在不同方向上(部分604、605、606、607的方向)发射该至少一个声学信号608、609、610、611；以及

从不同方向接收该至少一个声学信号的反射

使得至少一个声学信号所遵循的路径延伸穿过该空间的第一部分(部分604、605、606、607中的任一者)和该空间的第二不同部分(部分604、605、606、607的任何其它部分)。

设备100可被配置成发射四个单独的声学信号(即，对应于需要温度值的空间101的部分的数量的多个声学信号)。在一个或多个例子中，声学信号608、609、610、611可以被产生或调制为单独地可识别的，这些声学信号可由设备100使用以识别所接收的声学信号为所发射的信号的反射，尤其是在所发射的信号是同时或在时间上接近一起发射时。在一个或多个例子中，可以发射一个声学信号(或者，更一般化地，与需要温度值的空间101的部分的数量相比较少的声学信号)，例如，在不同部分604、605、606、607上方延伸的方向上，并且换能器布置被配置成从对应于部分604、605、606、607的特定方向接收反射。

另外，控制器105被配置成确定指示温度的至少两个值(在此示例性实施例中是四个)。因此，控制器可基于遵循通过第一部分(例如，604)的路径的至少一个声学信号确定第一值，并且第一值由此指示第一部分的温度。图6示出了声学信号608和该声学信号从墙壁603的反射612，使得该声学信号遵循通过第一部分604的路径。控制器可基于遵循通过第二部分605的路径的至少一个声学信号确定第二值，并且第二值由此指示第二部分的温度。图6示出了声学信号609和该声学信号从墙壁600的反射613，使得该声学信号遵循通过部分605的路径。控制器可基于遵循通过第三部分606的路径的至少一个声学信号确定第三值，并且第三值由此指示第三部分的温度。图6示出了声学信号610和该声学信号从墙壁600的反射614，使得该声学信号遵循通过部分606的路径。控制器可基于遵循通过第四部分607的路径的至少一个声学信号确定第四值，并且第四值由此指示第四部分的温度。图6示出了声学信号611和该声学信号从墙壁601的反射615，使得该声学信号遵循通过第四部分607的路径。

在一个或多个例子中，多个经反射的声学信号可以产生为从空间101中的物体反射的所发射的声学信号。在一个或多个例子中，控制器105可被配置成基于第一接收到的反射确定飞行时间(例如，就在发射之后的时间而言)。在其它例子中，可以使用最强的(例如，就幅值而言)接收到的反射。

在图6的例子中，第一声学信号608被示出为具有来自从墙壁603的反射的T1秒的最短往返时间；第二声学信号609被示出为具有来自从墙壁600的反射的T2秒的最短往返时间；第三声学信号610被示出为具有来自从墙壁600的反射的T3秒的最短往返时间；以及第四声学信号611被示出为具有来自从墙壁601的反射的T4秒的最短往返时间。基于关于从设备100到相应的墙壁中的每一个并且返回的往返距离(示出为d₁、d₂、d₃、d₄)的信息并且假设那些距离是固定的，那么在四个部分604到607中的声速可以通过c_x＝d_x/T_x来计算，其中x是从1到4的用于四个声学信号和对应的反射。距离d_x可以包括校准信息，如将在下文更详细地描述。在一个或多个例子中，可执行温度校准，该温度校准的结果可以包括校准信息，这些内容也将在下文更详细地描述。从声音的计算出的速度c_x，可以从等式(1)或(2)中计算出沿表示部分604到607的四个方向的温度。因此，设备可被配置成基于所确定的飞行时间和校准信息确定平均声速，并且随后基于所确定的平均声速确定指示温度的值。在其它例子中，设备可被配置成使用预先确定的关系，该预先确定的关系使飞行时间与指示温度的值相关联。

指示温度的这些值可以是沿声学信号的路径的平均环境空气温度。在一个或多个例子中，使用超声波测量温度的优点在于测量到直接的空气温度，并且因此不存在来自例如墙壁的实体物体的温度、设备或“恒温器”壳体、例如日照的辐射或局部热源的影响。另一可能的优点在于与物理传感器相比温度可以是瞬时地测量到的而没有任何延迟或不连贯的延迟，这些物理传感器可能需要有限的时间周期对空气温度中的改变作出反应和“感测”。

因此，在一个或多个例子中，设备100由此获取指示来自设备所在的空间101或房间的不同部分604、605、606、607的温度的值。指示温度的值可通过实际温度值，例如，以摄氏度、开尔文或任何其它已知的温度标度来计量。在其它例子中，通过设备100输出的值可以是基于已知的关系通过已知函数与温度相关联的，或者可以包括相对于参考点的温度中的相对改变。

如上文所提及，来自不同部分604、605、606、607的温度的确定可以是从具有通过空间101的行进的不同路径的声学信号获取的，并且，具体地说，通过不同部分604、605、606、607的路径。在不同实施例中换能器布置102可采用不同形式来实现这一点。

在一个或多个示例性实施例中，换能器布置102包括用于每个部分604、605、606、607的声换能器对。相应地，声换能器布置102可包括：

第一声换能器，该第一声换能器被配置成在第一方向上发射第一声学信号(到部分604)，以及第二声换能器，该第二声换能器被配置成检测该第一声学信号的反射；

第三声换能器，该第三声换能器被配置成在不同于第一方向的第二方向上发射第二声学信号(到部分605)，以及第四声换能器，该第四声换能器被配置成检测该第二声学信号的反射；

第五声换能器，该第五声换能器被配置成在不同于第一方向和第二方向的第三方向上发射第三声学信号(到部分606)，以及第六声换能器，该第六声换能器被配置成检测该第三声学信号的反射；

第七声换能器，该第七声换能器被配置成在不同于第一方向、第二方向和第三方向的第四方向上发射第四声学信号(到部分607)，以及第八声换能器，该第八声换能器被配置成检测该第四声学信号的反射。

将了解取决于需要温度值的部分的数量，可以提供更多或更少的声换能器。

因此，充当发射器的第一、第三、第五和第七声换能器可面向不同方向以主要在不同方向上提供它们的所发射的声学信号。第一、第三、第五和第七声换能器优选地安装在相同壳体中。另外，充当接收器的第二、第四、第六和第八声换能器也可面向不同方向或可被配置成对来自更广范围的方向的反射敏感。“接收器”声换能器优选地安装在相同壳体中，并且优选地与“发射器”声换能器位于同一位置处。在一个或多个例子中，第一声换能器和第二声换能器是相同的换能器，和/或第三声换能器和第四声换能器是相同的换能器，和/或第五声换能器和第六声换能器是相同的换能器，和/或第七声换能器和第八声换能器是相同的换能器。因此，信号换能器可充当发射器和接收器以用于通过其相关联的部分604、605、606、607发射和接收声学信号。

在一个或多个其它例子中，第二、第四、第六和第八声换能器，即，“接收器”换能器，可以包括与前述多个单独的“发射器”换能器结合操作的共用换能器。

在一个或多个例子中，声换能器布置102的声换能器中的一个或多个是听觉音频扬声器。对于“智能恒温器”产品变为常见的是具有语音控制功能性，并且因此此类设备可具有音频扬声器和麦克风用于此类功能性。在此情况下，用于基于声学信号的温度测量的超声波发射和接收可使用音频扬声器作为发射器并且使用麦克风作为接收器。在发射之前超声波信号可以添加到任何语音提示或响应并且在接收之后与语音信息分离。由于超声波是听不见的，所以可听信号(语音)的质量并不受到影响。

在一个或多个例子中，声换能器布置102包括相控阵声换能器发射器，该相控阵声换能器发射器可以包括多个阵列元件。基于提供到阵列元件的多个输入信号，输入信号相对于彼此在相位上不同，相控阵可产生基本上在预定方向上传播的声学信号。相控阵可被配置成基本上在第一方向上发射第一声学信号(例如，在部分604的方向上)，并且随后基本上在第二不同的方向上发射第二声学信号(例如，在部分605的方向上)，并且随后基本上在第三不同的方向上发射第三声学信号(例如，在部分606的方向上)，并且随后基本上在第四不同的方向上发射第四声学信号(例如，在部分607的方向上)。将了解第一到第四声学信号可以是按任何次序发射的，并且与如此例子中所示的相比可以产生不同数量的信号。在发射期间，使用相控阵声换能器发射器，例如，设备100可被配置成发送具有不同相移的相同超声波信号到阵列元件，其方式为使得它们以某一角度形成相长波前，同时以其它角度它们形成相消干涉。如本领域的技术人员将理解，有效地，这等同于在所选择的/所选择的方向角处具有方向换能器发射声波并且可以已知为波束成形技术。角度/方向可以通过恰当地设置相移来自由地设置。在操作期间，超声波的序列可以发送到具有不同相位的换能器阵列以提供行进通过不同部分的声学信号。换能器布置102可以包括被配置成接收第一到第四声学信号的反射的至少一个声换能器。

在一个或多个例子中，并非在特定方向上发射声学信号，不同部分604到607的温度可以是通过接收从那些部分的方向到达声换能器布置的反射确定的。因此，换能器布置102可被配置成区别接收经反射的声学信号的方向。

因此，在一个或多个例子中，换能器布置102可以包括被配置成发射至少一个声学信号的至少一个声换能器。被配置成充当发射器的声换能器可被配置成在多种多样的方向上发射单个或多个声学信号或者在更多离散方向上发射多个声学信号。另外，换能器布置102可另外包括相控阵声换能器接收器，该相控阵声换能器接收器包括多个阵列元件，该相控阵声换能器接收器被配置成从空间101的至少两个不同部分接收经反射的声学信号。通过恰当地延迟阵列元件的信号，相控阵声换能器接收器可以在某一方向上输出相长信号，如同它可仅定向地收听在该角度的声波。通过这种方式，经反射声学信号的方向也可以自由地定义，并且在不同部分处的温度可以按与上述“发射器相控阵”实施例类似的方式获取。

具体地说，在此例子中，相控阵声换能器接收器可被配置成：基本上从第一方向(例如，在部分604的方向上)接收第一声学信号，该第一声学信号包括至少一个声学信号的至少经反射的部分；以及基本上从第二不同的方向(例如，在部分605的方向上)接收第二声学信号，该第二声学信号包括至少一个声学信号的至少经反射的部分；以及基本上从第三不同的方向(例如，在部分606的方向上)接收第三声学信号，该第三声学信号包括至少一个声学信号的至少经反射的部分；以及基本上从第四不同的方向(例如，在部分607的方向上)接收第四声学信号，该第四声学信号包括至少一个声学信号的至少经反射的部分。

在一个或多个例子中，换能器布置102包括该相控阵声换能器发射器和该相控阵声换能器接收器以用于发射和接收遵循通过空间的不同部分的路径的声学信号。通过使用相控阵作为发射器并且作为接收器，设备可以更易于辨别声学信号所遵循的路径，使得声学信号的飞行时间可以更多的表示空间101的所期望的部分604到607中的温度。

现转而参考校准信息，该校准信息可以被视为提供函数或信息以将飞行时间测量值平移到温度值中。如上文关于图6所描述，校准信息可以包括多个声学信号/经反射声学信号在上面行进的距离，即，d₁、d₂、d₃、d₄。控制器105可因此在四个部分604到607中的每一个中使用c_x＝d_x/T_x来确定声速c_x。随后，使用声速，可以使用等式1或2来确定每个部分的温度。

因此，在一个或多个例子中，校准信息至少部分指示从声波传感器布置到反射声学信号的物体600、601、607的距离以及从该物体到声波传感器布置的距离，即，d₁、d₂、d₃、d₄或2.d₁、2.d₂、2.d₃、2.d₄。

距离d₁、d₂、d₃、d₄的确定可能需要距离信息的获取，方法是手动地接收输入数据或通过校准模式中的自动化过程。

在一个或多个例子中，设备100可包括距离确定传感器(未示出)，该距离确定传感器被配置成确定到物体600、601、603的距离d₁、d₂、d₃、d₄，并且其中设备100被配置成基于该确定的距离确定校准信息。距离确定传感器可以包括基于激光的距离测量装置或基于雷达的距离测量装置。距离确定传感器可以与声换能器布置102安装在共用壳体中。

距离确定传感器被配置成使用所发射的测距信号提供距离的量度，该所发射的测距信号具有独立于温度的发射速度。相应地，测距信号是电磁信号。距离确定传感器的波束方向可以是在对应于声学信号发射/接收的方向的不同角度预设的，以提供声学信号所遵循的路径的长度的精确测量值。基于激光的距离测量装置可被配置成通过计算激光脉冲的往返时间来测量距离。基于雷达的距离测量装置可被配置成通过计算无线电(RF)脉冲或其它类型的信令的往返时间来测量距离d₁、d₂、d₃、d₄。用于雷达的无线电波可具有毫米波波长，并且在一个或多个例子中，具有宽带宽(例如，超宽带)。将了解定向天线或相控阵天线可供用于基于雷达的距离测量装置，这些基于雷达的距离测量装置可以在对应于声学信号波束的方向上以类似方式发射射频波。通过测量所发射的射频信号的往返时间，可以计算距离。射频信号的带宽可以是谨慎地选择的，使得测距精确度至少等同于所需要的温度分辨率，如本领域的技术人员将理解。

设备100可被配置成至少一旦在校准模式中则使得距离测量值用于建立校准信息，例如，当安装时。在一个或多个例子中，设备100可被配置成更新校准信息，方法是使用距离确定传感器来重新测量距离d₁、d₂、d₃、d₄。设备100可被配置成至少一周一次或一天一次或以一些其它频率来重新测量距离。举例来说，设备可被配置成一旦在夜晚期间则更新校准信息，因为在夜晚期间人们在房间中走动的机会更少。通过距离d₁、d₂、d₃、d₄的测量值的校准信息的更新可考虑家具中的任何改变，这些家具中的任何改变可能改变声学信号通过空间101所采用的路径。

在其它例子中，距离可以是手动地测量到的，并且设备可包括被配置成接收测量值以用于校准信息的确定的输入构件。因此，测量值可以是经由用户介面或应用程序接收的。

在一个或多个例子中，距离可能是难以测量的，或者设备可被配置成使用除所确定的距离之外的校准信息。替代地，校准信息可以包括在校准模式期间通过控制器105形成的一个或多个“参考”飞行时间测量值以及在校准模式期间获取的一个或多个对应的参考温度。随后，飞行时间相对于参考飞行时间的改变可以涉及温度相对于参考温度的改变。在一个或多个例子中，设备100可被配置成使用校准信息，该校准信息至少部分指示通过声换能器布置发射的声学信号的参考飞行时间测量值和通过声换能器布置接收到的该声学信号的反射，被称为校准声学信号，以及在参考飞行时间测量值的预定时间内获取并且在校准声学信号所遵循的路径的预定距离内的位置处的参考温度。因此，校准模式可以包括发送校准声学信号以确定飞行时间。可随后通过不同温度测量装置在空间101中的接近于校准声学信号所遵循的路径或在校准声学信号所遵循的路径上的点处获取参考温度测量值。预定时间可以是足够短的，因此可以假设在空间101中在获得参考飞行时间测量值的时间与获取参考温度的时间之间存在温度的可忽略的改变。预定距离可以是足够短的以确保所获取的温度足够接近声学信号行进通过的部分604到607，使得飞行时间表示温度。

设备100可因此包括套件的部分，该套件还包括可与设备100通信的便携式或手持式温度传感器(或者该便携式或手持式温度传感器的读数可以是手动地输入的)。因此，在校准过程期间，设备100可被配置成提示用户恰好在声学信号被发送到不同部分604到607之前(或之后)在那些不同部分604到607处握持温度传感器单元以用于确定声学信号的飞行时间。校准信息可因此包括在具有对应的参考温度的校准过程期间获取的用于不同部分603到607中的每一个的参考飞行时间。在测量模式期间，设备可被配置成使用校准信息确定指示温度的值。相应地，可从存储在存储器中的参考值中并且从温度与声速之间的已知的关系(等式1或2)中确定飞行时间中的相对改变，并且假设可以计算出指示温度的非变化的距离d₁、d₂、d₃、d₄。

在一个或多个实施例中，校准信息可以是通过在校准模式中遵循的过程自动地确定的，而没有来自距离确定传感器的距离的输入或来自便携式温度传感器的温度。在一个或多个例子中，校准模式可能需要若干天来完成，但是可以是更便于设备100的用户的，因为不需要距离的测量值或温度的用户获取的测量值。

房间(比如客厅)，例如，空间101，已知为具有不均匀的温度曲线，尤其是当散热器或空调单元在操作中时，这些散热器或空调单元可基于对流操作。然而，当此类产热或冷却装置在一段时间(例如，至少一个小时、两个小时或三个小时)不可操作时，空间101的不同部分604到607的温度可以被假设为变得更加均匀。在此情况下，在房间高度的中间处的实际温度(近似地在通常安装恒温器的位置处)非常接近于房间的平均温度。设备100可被配置成基于此类状况的检测或在此类状况可以被假设为实现时(例如，在夜晚)操作校准模式。

设备100可包括参考温度传感器，例如，电阻式温度传感器或在可使用校准信息之前并不需要获取校准信息的任何其它传感器。在校准周期期间，例如，在安装之后的第一若干天的操作，设备100可被配置成至少部分在校准模式中操作，在该校准模式中设备使用来自参考温度传感器的温度读数，并且假设所有部分604到607具有如通过此参考传感器所指示的相同温度。在此周期期间，记录所有部分604到607中的一个或多个声学信号的参考温度传感器读数和参考飞行时间。控制器105可被配置成在校准模式期间使用来自通过参考温度传感器获得的测量值的温度或平均温度从等式1或2中确定声速c_x的估计值。距离d₁、d₂、d₃、d₄的估计值可以是基于声速c_x的估计值和用于部分604到607中的每一个的参考飞行时间使用d_x＝声速的估计值x用于每个部分的参考飞行时间而确定的。校准信息可随后包括距离d₁、d₂、d₃、d₄的估计值，并且设备100可被配置成操作为上文所描述的在测量模式期间使用飞行时间值来确定指示温度的一个或多个值。

设备100可被配置成仅当任何散热器/空调关闭达至少若干小时时(例如，在夜晚，或当居住者离开房屋时)在校准模式中操作，并且认为这些温度是在所有区域中的相同的温度。可以提供其它传感器，例如，移动传感器或光传感器或当日时间时钟以用于确定何时在校准模式中操作。另外，在一个或多个例子中，设备100可被配置成接收关于空间中的冷却装置中的一个或两个和空间中的加热装置何时未激活的信息并且可被配置成在此类情况中在该校准模式中操作。

因此，为了在一般意义上概述，设备101可包括与声换能器布置102分开的温度传感器，并且控制器105被配置成在校准模式和测量模式中操作，其中，在校准模式中，控制器被配置成：

基于飞行时间测量值和通过温度传感器确定的温度确定在第一方向上发射的或从第一方向接收的至少一个声学信号行进通过部分604的第一估计距离d₁；以及

基于飞行时间测量值和通过温度传感器确定的温度确定在第二方向上发射的或从第二方向接收的至少一个声学信号行进通过部分605的第二估计距离；以及

基于飞行时间测量值和通过温度传感器确定的温度确定在第三方向上发射的或从第三方向接收的至少一个声学信号行进通过部分606的第三估计距离；以及

基于飞行时间测量值和通过温度传感器确定的温度确定在第四方向上发射的或从第四方向接收的至少一个声学信号行进通过部分607的第四估计距离；以及

其中第一、第二、第三和第四估计距离形成校准信息的至少部分，并且其中，在测量模式中，指示温度的至少四个值是使用至少一个声学信号的飞行时间和在校准模式中确定的校准信息确定的。

将了解，在校准模式中，通过温度传感器确定的温度可以包括用于确定估计距离中的一个、一些或全部的至少一个温度读数。在一个或多个例子中，通过温度传感器确定的温度是用于确定所有的估计距离d₁到d₄的共用读数(假设温度读数是在相应的飞行时间测量值的阈值时间内获取的)。

将了解确定指示温度的值的部分的数量可能在本文中的实施例中的任一个中改变。

在一个或多个实施例中，控制器105被配置成以重复间隔确定指示温度的值，并且其中控制器105被配置成基于确定物体已与至少一个声学信号所遵循的路径相交而忽略这些值中的至少一个或多个，并且由此影响通过控制器确定的飞行时间。在一个或多个例子中，确定物体已与路径交叉是通过已经配备有适当的训练数据的机器学习算法执行的。在一个或多个例子中，确定物体已与路径交叉是基于超过预定阈值的飞行时间的改变执行的。因此，在一个或多个例子中，如果连续测量值之间的所确定的温度的改变大于阈值，例如，10％或任何其它阈值，那么可假设飞行时间是错误的，可能因为个人站立在声学信号的路径中，并且由此缩短声学信号所行进的距离。

图7和8示出了第二示例性实施例。图7示出了空间101的平面视图并且图8示出了空间通过墙壁602的侧视图。设备100类似于如上文所描述基本上安装在房间的中间，在天花板801上(在图8中示出)。设备100可以无线地(或有线的)连接到在墙壁中的一个上的控制台单元700或连接到手持式远程控制装置以用于用户控制。设备100和控制台单元700可形成加热和/或冷却系统的一部分(稍后描述)。如在先前实施例中，设备100包含多个声换能器(或一个或多个相控阵声换能器)。

在此例子中，设备100被配置成通过空间101的五个不同部分706到710发射五个声学信号701到705。因此，虽然前四个声学信号是从墙壁600到603反射的，但是第五声学信号705是向下发射的并且朝向天花板801从地板800反射回来以通过设备100来检测。第二实施例的设备100的操作类似于第一实施例。

在实施例中的任一个中，可以了解在声学信号的反射到达设备100之前声学信号在空间101中行进的路径可延伸到部分604到607、706到710外部的希望测量其温度的空间101的部分中。然而，在一个或多个例子中，可以是可接受的是假设声学信号所遵循的路径的大部分在所希望的区域内，那么飞行时间测量值将充分地表示该部分或“区域”中的平均温度。在其它实施例中，其中可以是更重要的是区别房间的不同部分，发射声学信号使得它具有小于来自发射器的度数的第一阈值范围的波束宽度，并且从度数的第二阈值范围内的方向接收经反射的声学信号可实现声学信号所采用的路径的更精确的理解，并且因此飞行时间测量值将表示的空间的一部分的更精确的理解。度数的阈值范围可以小于20°或小于10°或小于5°。

如上文所提及，设备100可充当温度确定装置，通常被称为“恒温器”，以用于加热和/或冷却系统。具体地说，加热和/或冷却系统可被配置成在空间101的不同部分中控制温度到不同温度设置点。指示来自不同部分的设备100的温度的值可被用作反馈以用于位于空间101内的加热装置和/或冷却装置的控制。因此，参考图1，可提供加热和/或冷却系统110，该加热和/或冷却系统110相应地包括至少一个加热装置111和/或冷却装置112以及设备100，该设备被配置成实现对至少一个加热装置111和/或冷却装置112的控制。因此，系统110可被配置成基于指示来自设备100的温度的值和一个或多个温度设置点(这些温度设置点可以是用户设置的)控制至少一个加热装置111和/或冷却装置112的操作状态或其操作功率。温度设置点可以用于整个空间101或空间的不同部分。

图9示出了流程图，该流程图示出了示例性方法。该方法包括用于设备100的方法，该设备100包括声换能器布置102和控制器105，该方法包括：

通过声换能器布置发射901至少一个声学信号；

通过声换能器布置检测902该至少一个声学信号的反射；

通过控制器确定903至少一个声学信号的飞行时间；

通过控制器基于至少一个声学信号的该飞行时间和指示飞行时间与设备所在的空间中的温度之间的关系的校准信息确定904指示温度的至少第一值。

除非明确陈述特定顺序，否则可以任何顺序执行以上图式中的指令和/或流程图步骤。并且，本领域的技术人员将认识到，虽然已经论述一个示例性指令集/方法，但是在本说明书中的材料可以多种方式组合从而还产生其它例子，并且应在此详细描述提供的情境内来进行理解。

在一些示例性实施例中，上文所描述的指令集/方法步骤实施为体现为可执行指令集的功能和软件指令，这些可执行指令集在计算机或以这些可执行指令编程和控制的机器上实现。此类指令经过加载以在处理器(例如，一个或多个CPU)上执行。术语处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器)，或其它控制或计算装置。处理器可指代单个组件或多个组件。

在其它例子中，本文中示出的指令集/方法以及与其相关联的数据和指令存储在相应的存储装置中，该存储装置被实施为一个或多个非暂时性机器或计算机可读或计算机可用存储媒体。此类计算机可读或计算机可用存储媒体被视为物品(或制品)的部分。物品或制品可以指代任何所制造的单个组件或多个组件。如本文所定义的非暂时性机器或计算机可用媒体不包括信号，但此类媒体可能能够接收并处理来自信号和/或其它瞬态媒体的信息。

本说明书中论述的材料的示例性实施例可整体或部分地经由网络、计算机或基于数据的装置和/或服务实施。这些可以包括云、因特网、内联网、移动装置、台式电脑、处理器、查找表、微控制器、消费者设备、基础架构，或其它致能装置和服务。如本文和权利要求书中可使用，提供以下非排他性定义。

在一个例子中，使本文中所论述的一个或多个指令或步骤自动化。术语自动化或自动地(和其类似变体)意味着使用计算机和/或机械/电气装置控制设备、系统和/或过程的操作，而不需要人为干预、观测、努力和/或决策。

应了解，据称将耦合的任何组件可直接或间接地耦合或连接。在间接耦合的情况下，可在据称将耦合的两个组件之间安置额外的组件。

在本说明书中，已经依据选定的细节集合而呈现示例性实施例。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例性实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例性实施例。