CN104482602B - 智能空气净化器及其滤网寿命监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能空气净化器及其滤网寿命监测方法，该智能空气净化器包括净化器壳体，净化器壳体包括连接围设成壳体框架的第一侧板、顶板、第二侧板、底板、前板、后板以及安装于顶板上的顶盖；还包括安装于净化器壳体底板和顶板间的初级滤芯、风机、UV组件和复合滤芯；还包括安装在净化器壳体上的控制装置，控制装置包括的控制电路，以及与控制电路连接的压力传感器；还包括设置在风机顶部出风侧和顶盖出风口处的压力采集点，以及连接所述压力采集点和压力传感器的导气管。本发明提供的智能空气净化器设置有控制装置，该控制装置包括控制电路和压力传感器，可对复合滤芯两侧的压力进行实时监测，以检测判断复合滤芯和风机的使用情况。

Description

智能空气净化器及其滤网寿命监测方法

技术领域

本发明涉及净化设备技术领域，特别涉及一种智能空气净化器及其滤网寿命监测方法。

背景技术

智能空气净化器是一种能够吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空气清洁度的产品。但是传统技术中，美国IQARE、瑞士BLUEAR、飞利浦、国内美的、以及净美仕等公司的空气净化器产品，均采用倒计时的方式监测计算产品上使用的滤芯中HEPA过滤网的寿命。但是，针对不同的使用环境，例如在北京上海等雾霾比较严重的地区，滤芯中HEPA过滤网的使用寿命会大大缩短，而在空气较好的地区，滤芯中HEPA过滤网的使用寿命会增加很长，简单的使用倒计时的方式不能准确的得出滤芯中HEPA过滤网的使用寿命。而且，滤芯中HEPA过滤网使用寿命到达时不更换则空气净化器完全没有净化效果，但是在滤芯中HEPA过滤网使用寿命还没有达到就更换一块好的滤网会产生较大的费用。另外，现阶段市面上的空气净化器对其核心部分风机也缺少有效的监测手段。

发明内容

基于此，为解决上述传统技术中无法准确监测滤芯中HEPA过滤网寿命的问题，本发明提出一种智能空气净化器及其滤网寿命监测方法。

其技术方案如下：

一种智能空气净化器，包括净化器壳体，所述净化器壳体包括连接围设成筒状壳体框架的第一侧板、顶板、第二侧板、底板，以及分别安装于所述壳体框架前后两侧的前板和后板，而且所述顶板上还安装有顶盖；且所述第一侧板或/和第二侧板上设置有进风口，所述顶盖上设置有出风口；还包括安装于所述净化器壳体底板和顶板间的初级滤芯、风机、UV组件和复合滤芯，且所述第一侧板和第二侧板处各设置有一个初级滤芯，所述风机设置在两个所述初级滤芯间，所述UV组件设置于所述风机顶部出风侧，所述复合滤芯设置于UV组件和顶板间；还包括安装在所述净化器壳体上的控制装置，所述控制装置与风机连接；所述控制装置包括的控制电路，以及与所述控制电路连接的压力传感器，所述控制电路和压力传感器均安装于顶盖上；还包括设置在风机顶部出风侧和顶盖出风口处的压力采集点，以及连接所述压力采集点和压力传感器的导气管。

本发明提供的智能空气净化器设置有控制装置，该控制装置包括控制电路和压力传感器，还包括通过导气管与压力传感器连接的压力采集点，多个压力采集点分别设置在复合滤芯的进风侧和出风侧，即一部分压力采集点设置在设备的出风口处，一部分压力采集点设置在风机出风侧，可对复合滤芯两侧的压力进行实时监测，以检测判断复合滤芯和风机的使用情况(即判断复合滤芯是否达到使用寿命，风机是否正常工作)。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述控制装置包括与所述控制电路连接的空气质量传感器和气味传感器，而所述空气质量传感器和气味传感器安装于所述第一侧板或第二侧板上。通过在顶盖内部装设控制电路，并在侧板上安装空气质量传感器和气味传感器，可以实时监测室内的空气质量，根据室内的空气质量自动调节设备的工作模式。

进一步地，所述控制装置还包括安装于所述底板上的微动开关，所述微动开关与前板连接，同时所述微动开关与电源连接。微动开关可由前板触动，在前板打开时，能够自动切断设备电源，保护使用者人身安全。

进一步地，所述控制装置包括设置在所述顶盖顶部与控制电路连接的控制面板，所述控制面板包括控制按钮和显示屏。控制面板装在顶盖上部，方便操作和查看设备运行状况。

进一步地，所述复合滤芯包括设置在UV组件和顶板之间的滤网箱，以及并列设置于所述滤网箱中的活性炭吸附层和高效滤网层，所述高效滤网层中设置有高效HEPA过滤网。将活性炭吸附层和高效滤网层安装在滤网箱中，便于进行安装维护，而且复合滤芯的活性炭能够吸附空气中甲醛、异味气体等，高效滤网层中的高效HEPA过滤网能进一步去除空气中的病菌和细微颗粒。

进一步地，还包括设置于两个所述初级滤芯间的风机箱，所述风机安装于所述风机箱内，且所述UV组件设置在所述风机箱顶部。风机箱和滤网箱紧密结合，使风机排出的空气都能进入滤网箱中进行过滤，另外风机箱可将进风口和出风口完全隔离，可对空气进行有效完全的净化，而且净化的空气不会受到污染。

另外，本发明还提供一种如上所述的智能空气净化器的滤网寿命监测方法，包括如下步骤：

智能空气净化器工作时，压力传感器对复合滤芯进风侧和出风侧的压力进行实时监测；

控制装置对压力传感器检测得到的复合滤芯进风侧和出风侧的压力进行计算分析得出检测压力差值，并对检测压力差值与预设压力差值进行比较，判断复合滤芯的使用情况与寿命。

进一步地，包括如下步骤，预先通过试验测得复合滤芯进风侧和出风侧两侧的压力差值，得到滤网达到使用寿命时的预设压力差值。

进一步地，包括如下步骤，控制装置对压力传感器检测得到的复合滤芯进风侧的压力进行计算分析得出风机出风侧的检测压力值，并对风机出风侧的检测压力值与预设压力值进行比较，判断风机的运行情况。

进一步地，包括如下步骤，预先通过试验测得风机正常运作时风机出风侧的压力值，得到风机正常运作时的预设压力值。

本发明具有如下有益效果：

1、根据实时监测测量复合滤芯进风侧和出风侧的压差值，可精确监测滤网使用情况，能够方便简单地判断滤网是否达到使用寿命，从而便于决定是否需要更换滤网，以保证设备的正常运行；

2、同时通过检测复合滤芯进风侧的压力，可以判断风机运行的状态，反馈回到该智能空气净化器的控制装置中，从而可以对风机的运行状况(即是否出现故障，或者是正常运行)进行实时监测。

附图说明

图1是本发明实施例中所述智能空气净化器去除前板时的结构示意图；

图2是本发明实施例中所述智能空气净化器去除前板时可见压力监测结构的示意图；

图3是在图1去除第一侧板时的左视结构示意图；

图4是本发明实施例中所述智能空气净化器的滤网寿命监测方法的步骤示意图。

附图标记说明：

110-第一侧板，120-第二侧板，130-顶板，140-底板，150-顶盖，152-出风口，160-脚轮，170-后板，180-前板，200-初级滤芯，210-滤网上挡板，220-滤网下挡板，300-风机，310-风机箱，312-风机箱顶板，400-UV组件，500-复合滤芯，510-滤网箱，520-活性炭吸附层，530-高效滤网层，600-控制装置，610-压力传感器，612-导气管，614-压力采集点，620-空气质量传感器(和气味传感器)，630-微动开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种智能空气净化器，包括净化器壳体(图中未标示出)，依次安装于净化器壳体内的初级滤芯200、风机300、UV组件400和复合滤芯500，以及安装在净化器壳体上的控制装置600，该控制装置600与风机300连接。

以附图1图示方向为标准，设定正对图1的方向为智能空气净化器前方，图1的左边为智能空气净化器左方，图1的右边为智能空气净化器右方。如图1至图3所示，上述净化器壳体包括依次连接围设成筒状壳体框架的第一侧板110、顶板130、第二侧板120、底板140。在该壳体框架的前后位置形成前门和后门，在该前门和后门位置处分别对应安装有前板180和后板170，即该前板180和后板170分别位于壳体框架前后两侧，形成一个密封结构，将初级滤芯200、风机300和复合滤芯400包围在壳体内部。另外，上述的第一侧板110、第二侧板120、前板180、后板170、顶板130及底板140均为金属钣金件。智能空气净化器的壳体结构主要通过金属钣金件构成，通过铆接或螺钉连接在一起，不需要像塑胶件那样进行开模，可节省开模时间和模具成本。而且，在该智能空气净化器的底部安装有四个脚轮160，方便移动设备至任何需要的地方。

该第一侧板110和第二侧板120上开设有进风口(图中未示意出)，且顶板130上安装有顶盖150，该顶盖150上开设有出风口152。初级滤芯200、风机300和复合滤芯500设置于底板140和顶板130间，且第一侧板110和第二侧板120的进风口处各设置有一个初级滤芯200，而风机300设置在两个初级滤芯200间，复合滤芯500设置于风机300和顶板130间，另外在风机300和复合滤芯500之间还设置有UV组件400。即每个初级滤芯200靠近进风口，而复合滤芯500靠近出风口152，而风机300和UV组件400位于初级滤芯200和复合滤芯300之间。

具体地，第一侧板110和第二侧板120分别设置在智能空气净化器的左右两侧，第一侧板110和第二侧板120上均设置有滤网上挡板210和滤网下挡板220，可将初级滤芯200卡设于所述滤网上挡板210和滤网下挡板220间，即能利用挡板将两个初级滤芯200进行定位卡紧。另外，可将第一侧板110和第二侧板120设置为平板状，也可将二者均设置为弧形曲面板状，初级滤芯200的形状可与侧板形状对应。而且，第一侧板110和第二侧板120上的进风口均设置为网状开口，且进风口均设置在两块侧边的底部位置处(即靠近底板140的位置处，便于从下部进风)，将进风口均设置为大面积的网状开口，能够保证足够的进风和及时顺畅的出风，而且在进风的时候就可进行初步过滤，去除较粗大的大颗粒灰尘以及毛发等。而顶盖150上的出风口152均设置为条状开口，且出风口分别设置于顶盖150的上部及两侧，而将出风口设置为条状开口，可减小排气时的阻力，能及时地将过滤净化后的空气排出，以提高空气净化效率，而且还能尽量避免杂物颗粒从出风口进入净化器壳体中。

该智能空气净化器还包括设置于两个初级滤芯200之间的风机箱310，风机300安装于风机箱310内，风机箱310可将进风口和出风口完全隔离，可对空气进行有效完全的净化，而且净化的空气不会受到污染。具体地，所述风机300为蜗壳式离心风机，该风机300可设置两个分别位于两个初级滤芯200侧的吸风口，也可设置一个位于两个初级滤芯200之间的吸风口，而且该风机300还包括设置在风机箱310顶部的排风口。该风机箱310包括还包括位于风机300两侧的风机箱左侧板和风机箱右侧板(图中未示意出)，该风机箱左侧板和风机箱右侧板分别对应第一侧板110和第二侧板120，其中一个初级滤芯200安装于第一侧板110和风机箱左侧板之间，另一个初级滤芯200安装于第二侧板120和风机箱右侧板之间。而且，该风机箱左板和风机箱右板上设置有网状过风孔，经过初级滤芯200过滤的空气从风机箱过风孔进入风机300的吸风口。该风机箱310还包括与风机箱左侧板和风机箱右侧板连接的风机箱顶板312，风机300安装固定于风机箱顶板312上，且风机排风口可设置于风机箱顶板312上，可将经过初步过滤的空气排出。另外，该风机箱310还包括用于密封风机300的风机箱前板和风机箱后板(图中未示意出)，该风机箱前板和风机箱后板固定于第一侧板110和第二侧板120以及底板140上，使风机箱310与净化器的壳体框架之间形成密封性良好的结构，有效隔开进风口和出风口，避免净化过的空气和未净化的空气混合，保证了空气净化纯度。

该智能空气净化器通电工作时，设置在风机箱310中的离心风机300转动，空气从风机吸风口沿着风机的叶轮叶片流向风机排风口，在风机吸风口处形成真空，室内空气在大气压力的作用下，从第一侧板110和第二侧板120上设置的进风口以及风机箱310上设置的过风孔进入风机，而从两侧进入风机的空气在穿过设置于侧板和风机箱之间的初级滤芯200时，会过滤掉空气中的大颗粒灰尘、毛发，并在风机叶轮中获得能量后源源不断地送到风机排风口。

而且，在上述的风机箱顶板312上部(即风机排风口上部)还设置有UV组件400，该UV组件400包括涂覆光触媒的骨架和紫外灯(图中未示意出)。涂覆有纳米级TiO₂为主体材质的光触媒，光触媒在紫外灯发出的紫外线的照射下，可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广泛的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。即从风机箱顶板312上排出的经过初级过滤的空气，在UV组件400的作用下可去除空气中的甲醛、苯、氨等有害气体。

在UV组件400和出风口152之间设置有复合滤芯500，该复合滤芯500包括与风机箱310嵌合密封的滤网箱510，该滤网箱510分为两层，包括并列设置于滤网箱510中的活性炭吸附层520和高效滤网层530，该活性炭吸附层520设置有活性炭，而该高效滤网层530设置有加厚高效HEPA过滤网，而高效HEPA过滤网为复合滤芯的关键部件，其使用状态密切关系到该智能空气净化器的净化效果。该滤网箱510还包括滤网箱前门(图中未示意出)，可将滤网箱510打开或关闭，方便安装及更换活性炭吸附层520和高效滤网层530。在活性炭吸附层520和高效滤网层530的上下两层贴有密封条，将滤网装进滤网箱510后，关上滤网箱前门，滤网箱前门将两个滤网层压紧在滤网箱中，使滤网层与滤网箱之间形成密封。而且，风机箱310和滤网箱510紧密结合，使风机300从排气口排出的空气在经过UV组件400过滤后，都能进入滤网箱510中进行再次过滤，而且复合滤芯500的活性炭吸附层520能够吸附空气中甲醛、异味气体等，高效滤网层530能进一步去除空气中的病菌和细微颗粒。即粗过滤的空气经过UV组件400后进入活性炭吸附层520，经活性炭吸附后进入高效滤网层530，经过高效滤网层530的洁净空气从净化器的顶部出风口152排向室内，进风和出风的方向使室内的整个空气形成两个循环，有效净化整个室内的空气。

而且，该净化器壳体还包括控制装置600，该控制装置600与风机300连接。而且，该控制装置600包括控制电路(图中未示意出)，以及与控制电路连接的压力传感器610，控制电路和压力传感器610均安装于顶盖150上，还包括设置在风机顶部出风侧和顶盖出风口处的压力采集点614，以及连接压力采集点614和压力传感器610的导气管612，从而可通过导气管612实时收集压力收集点处的气体，并将收集的气体传送到压力传感器610处进行检测，即可对风机顶部出风侧和顶盖出风口处的压力进行实时监测，达到实时监测复合滤芯500(特别是高效HEPA过滤网)两侧压力的目的。而且，风机顶部出风侧和顶盖出风口处每处可分别设置一个或者多个压力采集点614，实现多点采集数据，使压力采集信息更加准确可靠。该控制电路包括检测芯片，该检测芯片与压力传感器610连接，可将压力传感器610上得出的电压变化值转换成数值类型(即进行模数转换)。具体地，该控制装置600中采用压阻式压力传感器610，并将压力传感器610固定于控制电路的PCB板上，通过硅胶导气管612将复合滤网500(包括高效HEPA过滤网)两侧的气体压力传递到压力传感器610，该压力传感器610的量程为0-15KPa。

该压力传感器610的压力采集点614设置在顶盖150的出风口152处，可实时检测出风口152的压力，用于判断复合滤芯500(特别是高效HEPA过滤网)的使用情况，从而检测滤芯高效HEPA过滤网的寿命情况，当滤芯的高效HEPA过滤网塞满烟尘时，滤芯阻力加大，风机300出口处的压力升高，压力传感器610就发出信号提醒更换复合滤芯500(特别是高效HEPA过滤网)。另外，将该压力传感器610的压力采集点614设置在风机顶部出风侧，可实时检测风机出风侧的压力，用于判断风机300的运行情况，即可判断风机300是否正常运转。

该控制装置600还包括与控制电路连接的空气质量传感器620和气味传感器(二者安装在一起，在此不做区分)，并且控制电路安装于顶盖150内，而空气质量传感器620和气味传感器安装于第一侧板110或第二侧板120上。具体地，将空气质量传感器620和气味传感器安装于第一侧板110或第二侧板120后面，并在第一侧板110或第二侧板120上开设有小孔，通过该小孔传感器能检测到室内空气质量。因此，通过在顶盖150内部装设控制电路，并在侧板上安装空气质量传感器620和气味传感器，可以实时监测室内的空气质量，根据室内的空气质量自动调节设备的工作模式。

而且，该控制装置600还包括安装于风机箱310底板上的微动开关630，微动开关630与前板180连接，同时微动开关630与电源连接。微动开关630可由前板180触动，在前板180打开时，能够自动切断设备电源，保护使用者人身安全。另外，控制装置600还包括设置在顶盖150上与控制电路连接的控制面板(图中未示意出)，控制面板包括控制按钮和显示屏。将控制面板装在顶盖150上部，方便对智能空气净化器进行操作控制和查看设备运行状况。且该控制面板设置于顶盖150的中间位置，而出风口152设置在顶盖150的顶部两侧位置，互不干扰。

另外，如图4所示，本发明还提供一种如上所述的智能空气净化器的滤网寿命监测方法，包括如下步骤：

预先通过试验测得智能空气净化器的风机300正常工作时风机出风侧的压力值，得到风机正常运作时的预设压力值；以及预先通过试验测得复合滤芯500(包括高效HEPA过滤网)进风侧和出风侧两侧的压力差值，得到复合滤芯500的高效HEPA过滤网达到使用寿命时的预设压力差值；

智能空气净化器开始工作时，控制装置600利用压力传感器610以及控制电路对复合滤芯500(特别是高效HEPA过滤网)进风侧和出风侧的压力进行实时监测；

控制装置600对压力传感器610检测得到的复合滤芯进风侧的压力进行计算分析得出风机出风侧的检测压力值，并对风机出风侧的检测压力值与预设压力值进行比较，判断风机300的运行情况；

控制装置600对压力传感器610检测得到的复合滤芯进风侧和出风侧的压力进行计算分析得出检测压力差值，并对检测压力差值与预设压力差值进行比较，判断复合滤芯500(特别是高效HEPA过滤网)的使用情况与寿命。

本发明提供的智能空气净化器设置有控制装置600，该控制装置600包括控制电路和压力传感器610，还包括通过导气管612与压力传感器610连接的压力采集点614，多个压力采集点614分别设置在复合滤芯500的进风侧和出风侧，即一部分压力采集点614设置在设备的出风口处，一部分压力采集点614设置在风机出风侧，可对复合滤芯500(特别是高效HEPA过滤网)两侧的压力进行实时监测，以检测判断复合滤芯500和风机300的使用情况(即判断复合滤芯特别是高效HEPA过滤网是否达到使用寿命，风机是否正常工作)。而且，本发明还提供一种滤网寿命监测方法，可以根据实时监测测量复合滤芯进风侧和出风侧的压差值，可精确监测高效HEPA过滤网使用情况，能够方便简单地判断高效HEPA过滤网是否达到使用寿命，从而便于决定是否需要更换高效HEPA过滤网，以保证设备的正常运行；并同时通过检测复合滤芯进风侧的压力，可以判断风机300运行的状态，反馈回到设备的控制装置600中，从而可以对风机300的运行状况(即是否出现故障，或者是正常运行)进行实时监测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能空气净化器，其特征在于，包括净化器壳体，所述净化器壳体包括连接围设成筒状壳体框架的第一侧板、顶板、第二侧板、底板，以及分别安装于所述壳体框架前后两侧的前板和后板，而且所述顶板上还安装有顶盖；所述第一侧板、第二侧板、前板、后板、顶板及底板均为金属钣金件，通过铆接或螺钉连接在一起；

且所述第一侧板或/和第二侧板上设置有进风口，所述顶盖上设置有出风口；所述第一侧板和第二侧板上的进风口均设置为网状开口；所述顶盖上的出风口均设置为条状开口，且所述出风口分别设置于所述顶盖的上部及两侧；

还包括安装于所述净化器壳体底板和顶板间的初级滤芯、风机、UV组件和复合滤芯，且所述第一侧板和第二侧板处各设置有一个初级滤芯，所述风机设置在两个所述初级滤芯间，所述UV组件设置于所述风机顶部出风侧，所述复合滤芯设置于UV组件和顶板间；

还包括安装在所述净化器壳体上的控制装置，所述控制装置与风机连接；所述控制装置包括的控制电路，以及与所述控制电路连接的压力传感器，所述控制电路和压力传感器均安装于顶盖上；还包括设置在风机顶部出风侧和顶盖出风口处的压力采集点，以及连接所述压力采集点和压力传感器的导气管。

2.根据权利要求1所述的智能空气净化器，其特征在于，所述控制装置包括与所述控制电路连接的空气质量传感器和气味传感器，而所述空气质量传感器和气味传感器安装于所述第一侧板或第二侧板上。

3.根据权利要求1所述的智能空气净化器，其特征在于，所述控制装置还包括安装于所述底板上的微动开关，所述微动开关与前板连接，同时所述微动开关与电源连接。

4.根据权利要求1所述的智能空气净化器，其特征在于，所述控制装置包括设置在所述顶盖顶部与控制电路连接的控制面板，所述控制面板包括控制按钮和显示屏。

5.根据权利要求1所述的智能空气净化器，其特征在于，所述复合滤芯包括设置在UV组件和顶板之间的滤网箱，以及并列设置于所述滤网箱中的活性炭吸附层和高效滤网层，所述高效滤网层中设置有高效HEPA过滤网。

6.根据权利要求5所述的智能空气净化器，其特征在于，还包括设置于两个所述初级滤芯间的风机箱，所述风机安装于所述风机箱内，且所述UV组件设置在所述风机箱顶部。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的智能空气净化器的滤网寿命监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

智能空气净化器工作时，压力传感器对复合滤芯进风侧和出风侧的压力进行实时监测；

控制装置对压力传感器检测得到的复合滤芯进风侧和出风侧的压力进行计算分析得出检测压力差值，并对检测压力差值与预设压力差值进行比较，判断复合滤芯的使用情况与寿命。

8.根据权利要求7所述的滤网寿命监测方法，其特征在于，包括如下步骤：预先通过试验测得复合滤芯进风侧和出风侧两侧的压力差值，得到滤网达到使用寿命时的预设压力差值。

9.根据权利要求7所述的滤网寿命监测方法，其特征在于，包括如下步骤：控制装置对压力传感器检测得到的复合滤芯进风侧的压力进行计算分析得出风机出风侧的检测压力值，并对风机出风侧的检测压力值与预设压力值进行比较，判断风机的运行情况。

10.根据权利要求9所述的滤网寿命监测方法，其特征在于，包括如下步骤：预先通过试验测得风机正常运作时风机出风侧的压力值，得到风机正常运作时的预设压力值。