CN105276759B - 用于监测并净化空气的改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了具有控制电动风扇的传感器的空气净化器，其中，随着正在被净化的空气的质量发生变化，所述传感器连续且自动地调整所述传感器的灵敏度挡位。穿过空气净化器的空气的平均空气质量读数是在指定的时间段内监测的，并且随着质量波动，所述传感器的灵敏度被自动调整。如果空气质量差(即，高微粒计数)，则所述传感器的灵敏度将被调整为较不灵敏的挡位(即，允许较高的风扇速度，以使更多的空气能够移动通过过滤器)，并且如果空气质量好(即，低微粒计数)，则所述传感器的灵敏度将被调整为较灵敏的挡位(即，设定较低的最大风扇速度，因为没有那么多空气需要移动通过过滤器)。

Description

用于监测并净化空气的改进方法

根据35U.S.C.§119的优先权声明

本申请根据35U.S.C.§119要求保护基于2014年6月5日以阿伦公司的名义提交的、标题为“IMPROVED METHOD FOR MONITORING AND PURIFYING AIR”的在先美国临时专利申请序号No.62/007959的优先权，通过引用的方式将该美国临时专利申请的全部公开内容并入本文中。

背景技术

具有内置粒子传感器的空气净化器通常仅具有三到五个风扇速度和被编程为识别仅一个传感器灵敏度挡位(setting)的控制***。取决于你所在的国家或地区，该传感器灵敏度挡位可以或可以不适合于使你的装置保持最优操作。

例如，中国的空气可以比美国的空气平均多包含十到二十倍的污染物。空气净化器可以被配置有如下控制***，该控制***被编程为在该环境下具有较低灵敏度，以使得在空气按照中国标准而言相对较脏时空气净化器将以其最大等级(即，最高风扇速度)进行操作，并且在空气按照中国标准而言相对干净时空气净化器将以其最小等级(即，最低风扇速度)进行操作。然而，如果该相同的装置在空气包含相对较少的微粒的美国进行操作时，控制***将认为即使最脏的空气也是干净的，并且所述装置将总是处于关闭状态或以其最低挡位进行操作。

相比之下，如果空气净化器中的控制***被编程为更加灵敏，则当空气按照美国标准而言相对较脏时空气净化器将以其最大等级(即，最高风扇速度)进行操作，并且当空气按照美国标准而言相对干净时空气净化器将以其最小等级(即，最低风扇速度或关闭)进行操作。然而，如果该相同装置在空气包含更多的微粒的中国进行操作时，控制***将认为即使最干净的空气也是脏的，并且所述装置将总是以其最高挡位进行操作。

一些空气净化器被配置为视觉上指示何时空气是干净的(例如通过显示绿灯)或何时空气是脏的(例如通过显示红灯)。另外，一些空气净化器被配置为允许控制***调整传感器的灵敏度。因此，替代使用产生对“干净空气”的绝对测量和对“脏空气”的绝对测量的具有仅一个灵敏度等级的传感器，存在可以由用户调整以覆盖空气质量等级的整个范围的许多不同灵敏度等级。

然而，具有多个传感器灵敏度并不能解决上述问题，因为即使允许用户调整传感器的灵敏度等级，空气的质量还是会随着时间波动。因此，如果用户在某一时间调整传感器的灵敏度并且空气质量在下一天、下一小时或下一星期发生变化，则用户将必需随着空气质量的变化来连续调整灵敏度。

因此，期望的是获得具有与诸如粒子计数器之类的空气质量监测器通信、并且与具有多个传感器挡位的传感器通信的控制***的空气净化器，其中，控制***调整传感器挡位，以使风扇速度随着空气质量变化而被连续、自动并适当地调整。这将提供更有效的清洁过滤器并且允许不同国家内的用户、或相同国家内的不同地理位置内的用户利用净化器的所有可用的风扇速度和所有可用的传感器挡位。

发明内容

在各种实施例中，本发明的空气净化器包括：粒子计数器，其对空气中的污染物的量进行检测；控制***，其被编程为从粒子计数器接收输入，并且在粒子计数器检测到正被净化的空气的质量的变化时连续且自动地调整传感器的灵敏度挡位；传感器，其根据灵敏度变化来控制电动风扇的操作；以及电动风扇，其对通过传感器接收的指令做出响应。在一些实施例中，传感器和控制器被组合成单个设备。粒子计数器连续监测穿过空气净化器的空气的质量。控制***被编程为使离开传感器的空气的平均空气质量读数在指定的波动时间段内由粒子计数器测量，传感器的灵敏度被自动调整。所述时间段可以被设定为固定的时间(例如，4小时、24小时)或可用被设定为波动(例如，白天时间较短而晚上时间较长)。在指定的时间段内由平均微粒读数所测量的空气质量将确定传感器的灵敏度等级，以使得，如果空气质量差(即，高微粒计数)，则将传感器的灵敏度调整为较低的灵敏度挡位(即，其将允许较高的风扇速度以使更多的空气能够移动通过过滤器)；如果空气质量好(即，低微粒计数)，则将传感器的灵敏度调整为较高的灵敏度挡位(即，其将设定较低的最大风扇速度，因为没有太多空气需要穿过过滤器)。

上文已相当宽泛地概述了本发明的某些方面，以使本发明的下面的具体实施方式可以得到更好的理解。将在下文中对本发明的形成本发明的权利要求的主题内容的附加特征和优点进行描述。本领域技术人员应该领会，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作用于修改或设计其它结构的基础、或用于实现与本发明相同的目的过程。本领域中的技术人员还应该认识到，这种等同构造并不脱离如所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现将结合附图参考以下描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的特征，并且附图中：

图1是示出本发明的实施例的图表，其中控制***基于粒子计数来调整传感器灵敏度挡位和风扇速度；

图2是示出当控制***指定传感器灵敏度3时，空气净化装置在不同粒子计数下的风扇速度的曲线图；

图3是示出当控制***指定传感器灵敏度5时，空气净化装置在不同粒子计数下的风扇速度的曲线图；

图4是本发明的一个实施例中的描绘控制***能够如何被编程为基于平均粒子计数来调整传感器灵敏度等级的表格；

图5是本发明的同一实施例中的描绘控制***能够如何被编程为基于平均粒子计数来调整传感器灵敏度等级的表格的另一种表示形式；

图6是根据本发明的自动灵敏度调整的一个实施例的示出空气净化装置在不同粒子计数下的风扇速度的曲线图。

具体实施方式

本发明涉及尤其用于提高空气净化器性能的改进方法和***。下文将详细论述本优选实施例的构造和使用。然而，应该领会的是，本发明提供了可以体现在除了空气净化器的性能之外的各种各样的上下文中的许多适用的发明概念。因此，所讨论的具体实施例仅是对构成和使用本发明的具体方式的说明，并且并不限制本发明的范围。

本发明涉及一种空气净化器，其中用户期望从放置了空气净化器的房间的空气中去除微粒。本领域已知的空气净化器通常具有许多不同的风扇速度挡位，相对常见的是具有三到五个挡位)。用户通常会打开装置并把风扇速度设定为所需挡位。随着空气质量发生变化，用户必须调整风扇速度以增加或减少通过过滤器的空气流动。

电动风扇引导空气流入并通过空气过滤器。随着风扇速度增大，穿过过滤器的空气的量也增大。对于本领域技术人员显而易见的是，随着空气中的微粒物质的增加，有必要通过增大风扇的速度来增加通过过滤器的空气的流动。

一些空气净化器包括被编程为基于空气中的污染物的量来增大或减小风扇的速度的传感器。在那些装置中，如果空气中的污染物的量为不可接受的高，则增大风扇速度，并且如果污染物的量为可接受的低，则风扇将以低速运行。为了使净化器尽可能的有效率，传感器应该被正确地编程，以使其通过风扇速度挡位来有效率地移动，并且不会例如一直以低挡位或高挡位运行。

现参考图1，图1示出了本发明的一个实施例的被编程为基于粒子计数来控制传感器灵敏度挡位并且因此控制风扇速度的控制***的效果。该实施例中的控制***被编程为设定七个不同的灵敏度挡位。挡位1是七个挡位中最灵敏的。在该挡位下，如果微粒等级在0到10pcs/283ml之间，则风扇速度被设定为“低速”；如果微粒等级在10到40pcs/283ml之间，则风扇速度被设定为“中速”；如果微粒等级在40到100pcs/283ml之间，则风扇速度被设定为“高速”；并且如果微粒等级超过100pcs/283ml，则风扇速度被设定为“加速(turbo)”。

当控制***将传感器的灵敏度调整为挡位7时，如果微粒等级在0到1500pcs/283ml之间，则风扇速度被设定为“低速”；如果微粒等级在1500到2500pcs/283ml之间，则风扇速度被设定为“中速”；如果微粒等级在2500到3000pcs/283ml之间，则风扇速度被设定为“高速”；并且如果微粒等级超过3000pcs/283ml，则风扇速度被设定为“加速”。

图2示出了空气净化器的一个实施例的曲线图，其中控制***已经将传感器灵敏度挡位设定为3，并且微粒计数随时间推移而发生变化。从356分钟与853分钟之间的时间段中可见，微粒计数向上变化到200pcs/283ml，并且风扇速度在挡位2(中速空气流动)与挡位3(高速空气流动)之间有效率地交替变化。然而，当微粒计数在大约924分钟时开始增大，则风扇以其最高挡位连续操作，这提供了较差的用户体验。传感器可能在1到924分钟之间的时间段内被正确设定，但在924到1350分钟之间的时间段内过于灵敏(即，其认为所有空气都是“脏的”，无论微粒数量是多少)。

图3示出了空气净化器的实施例的曲线图，其中控制***已经将传感器灵敏度设定为挡位5，并且微粒计数随时间推移而发生变化。在该情况下，风扇在1到929分钟之间的时间段内被关闭或处于最低挡位(风扇速度为0)，尽管微粒计数在100到600pcs/283ml之间变化。在929分钟之后，风扇速度在0到3之间交替变化，因为微粒计数扩大到高达1700pcs/283ml。在该情况下，控制***在1到929分钟之间的范围内不够灵敏(即，其认为所有空气都是“清洁的”，而不管微粒计数是多少)，但是在929到1335分钟之间的范围内可能被正确设定。

在本发明的各种实施例中，穿过空气净化器的空气的质量被粒子计数器连续监测。控制***被编程为使经过粒子计数器的空气的平均空气质量读数是在指定的时间段内监测到的，并且随着平均值发生波动，传感器的灵敏度被自动调整。所述时间段可以被设定为固定的时间(例如，4小时、24小时等)，或者可以被设定为波动(例如，白天时间较短并且晚上时间较长)。在指定时间段内由平均微粒读数所测量的空气的质量将确定传感器的灵敏度等级，这使得，如果控制***确定空气质量差(即，高微粒计数)，则其将传感器的灵敏度调整为较不灵敏的挡位(即，其将允许较高的风扇速度，以使更多的空气能够移动通过过滤器)，如果控制***确定空气质量好(即，低微粒计数)，则其将传感器的灵敏度调整为较灵敏的挡位(即，其将设定较低的最大风扇速度，因为没有太多空气需要通过过滤器)。

例如，如果控制***将传感器设定为低灵敏度等级，则可用的最大风扇速度将相对较低，但是如果控制***确定经过粒子检测器的空气在其离开装置时正在恶化(例如由前一个四小时内的平均粒子计数的增大来确定)，则控制***将调整传感器的灵敏度等级，以使可用的最大风扇速度增大。

在本发明的一个实施例中，传感器被配置有对应于如图4所示的七个灵敏度级别的七个挡位。最低灵敏度挡位被配置为对微粒计数在0到100pcs/283ml之间的最清洁的空气进行过滤，第二最低灵敏度挡位被配置为在30到250pcs/283ml之间的微粒计数下操作风扇，依此类推，直到被配置为在微粒计算处于1500到3000pcs/283ml之间时调整风扇速度的第七灵敏度挡位。控制***被编程为在空气经过粒子计数器时连续监测空气的质量，并且基于空气中的微粒的量的移动平均值来调整传感器的灵敏度挡位。

在本发明的一个实施例中，控制***被编程为基于一段时间内的微粒的量的移动平均值来调整传感器的灵敏度挡位，并且由此调整可用的风扇速度，如图5中所示。在该情况下，如果一段时间内检测到的微粒的平均数量在0到40pcs/283ml之间，则传感器将被设定为灵敏度挡位1。现在返回参考图1，当装置被设定为灵敏度挡位1时，如果微粒计数在0到10pcs/283ml之间，则风扇将在低速挡位下进行操作，如果微粒计数在10到40pcs/283ml之间，则风扇将在中速挡位下进行操作，如果微粒计数在40到100pcs/283ml之间，则风扇将在高速挡位下进行操作，并且如果微粒计数超过100pcs/283ml，则风扇将在加速挡位下进行操作。

控制***将继续监测经过粒子计数器的空气的质量。如果一段时间内的微粒的平均数量不再处于0到40pcs/283ml之间，其将调整灵敏度挡位。例如，如果一段时间内的微粒的平均数量变化为100到250pcs/283ml之间，则控制***将装置的灵敏度挡位调整为灵敏度等级3，如图5中所示。这将使风扇在微粒计数处于0到100pcs/283ml之间的情况下以低速挡位进行操作，在微粒计数处于100到250pcs/283ml之间的情况下以中速挡位进行操作，在微粒计数处于250到750pcs/283ml之间的情况下以高速挡位进行操作，在粒子计数超过750pcs/283ml的情况下以加速挡位进行操作。然后传感器将继续监测离开装置的空气，并且将继续在必要时基于离开装置的平均粒子计数来进行调整。

本发明的一个优点是改进的用户体验。如果传感器不能被调整为不同的灵敏度等级，则其能够保持在无限期的时间段内保持错误的挡位。例如，如果装置被配置有旨在当微粒等级处于0到750pcs/283ml之间时最优地执行的一个灵敏度挡位，则装置将在空气质量超过750pcs/283ml时连续操作。在该装置被运送到空气质量差的区域或被运送到空气质量好但空气质量由于一些原因而恶化的区域中的那些实例中，装置将继续在“加速”挡位上进行操作，并且不会在其“低速”、“中速”、“高速”、“加速”的正常范围内循环。这产生对于用户来说不必要的噪声以及对装置的不必要的磨损。

现在参考图6，图6示出了本发明的空气净化器的一个实施例的曲线图，其中控制***最初将传感器设定为挡位2，并且微粒计数随时间流逝而变化。如1分钟到897分钟之间的范围内可见，微粒计数向上变化到200pcs/283ml，并且风扇速度在关闭与挡位3(高速空气流动)之间交替变化。在灵敏度挡位2，高速挡位下的空气流动是250cfm。

平均粒子计数在897分钟之后立刻增大并且上涨到接近1800pcs/283ml。当微粒计数增大，风扇最初在其最高挡位下连续操作。控制***检测到平均粒子计数的增大并且将传感器的灵敏度挡位从挡位2调整到挡位5。在灵敏度挡位5，最高风扇速度为1250cfm。较高的风扇速度使装置能够将更多的空气移动通过过滤器，由此更快且更有效率地清洁空气。

尽管已经根据本发明的优选实施例公开了本***和方法，但是本领域的普通技术人员将理解，其它实施例也是可能的。尽管前述论述集中在特定实施例，但是应当理解，其它构造也是可预期的。具体而言，尽管本文使用了表述“在一个实施例中”或“在另一个实施例中”，但是这些短语是指总体上引用实施例的可能性，而不是要将本发明限制于那些特定实施例构造。这些术语可以引用相同或不同的实施例，并且除非另外指出，则这些术语能够被组合成总体实施例。术语“一”和“所述”指的是“一个或多个”，除非另外明确规定。术语“连接”指的是“通信连接”，除非另外定义。

当本文描述单个实施例时，非常显而易见的是，可以使用多于一个实施例来代替单个实施例。类似地，在本文描述多于一个实施例的情况下，非常显而易见的是，单个实施例可以被该一个设备替代。

根据本领域已知的各种各样的空气净化装置，详细的实施例仅是要进行说明，并且不应被理解为限制本发明的范围。事实上，本发明所要求保护的是可以落在以下权利要求及其等同物的精神和范围内的所有这种修改。

在本说明书中的任何描述都不应当被理解为暗示任何特定元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要元素。本专利的主体内容的范围仅由允许的权利要求及其等同物来定义。除非明确列举，否则本说明书中所描述的本发明的其它方面不限制权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种用于净化空气的方法，包括：

使空气经过与控制***通信的粒子计数器；

通过所述控制***基于由所述粒子计数器检测到的粒子计数来确定空气质量的初始等级；

指定与所述控制***通信并且还与风扇通信的传感器的第一灵敏度挡位，其中，所述第一灵敏度挡位允许所述风扇产生第一组气流；

通过所述控制***基于由所述粒子计数器检测到的第二粒子计数来确定空气质量的第二等级；

如果空气质量的所述第二等级与空气质量的所述初始等级的偏差大于规定量，则将所述传感器的所述第一灵敏度挡位调整为第二灵敏度挡位，由此允许所述风扇产生第二组气流。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在预先规定的时间段之后确定空气质量的所述第二等级。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果空气质量的所述第二等级比空气质量的所述初始等级包含更多微粒，则所述第二组气流大于所述第一组气流。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，如果空气质量的所述第二等级比空气质量的所述初始等级包含更少微粒，则所述第二组气流小于所述第一组气流。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括提供对所述气流的视觉指示的指示器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制***是所述传感器的组成部分。

7.一种空气净化器，包括：

控制***，其与粒子计数器通信并且还与控制风扇将空气移动穿过过滤器的传感器通信；其中，所述传感器被配置为在风扇速度灵敏度挡位的级别之间进行调整；

其中，所述控制***基于由所述粒子计数器检测到的粒子计数来确定空气质量的初始等级并且指定所述传感器的第一灵敏度挡位，由此允许所述风扇产生第一组气流；

其中，所述控制***基于由所述粒子计数器检测到的粒子计数来确定空气质量的第二等级并且指定所述传感器的第二灵敏度挡位；并且

如果空气质量的所述第二等级与空气质量的所述初始等级的偏差大于规定量，则通过所述控制***来调整所述传感器的灵敏度挡位，由此允许所述风扇产生第二组气流。

8.根据权利要求7所述的空气净化器，其中，在预先规定的时间段之后确定空气质量的所述第二等级。

9.根据权利要求7所述的空气净化器，其中，如果空气质量的所述第二等级比空气质量的所述初始等级包含更多微粒，则所述第二组气流大于所述第一组气流。

10.根据权利要求7所述的空气净化器，其中，如果空气质量的所述第二等级比空气质量的所述初始等级包含更少微粒，则所述第二组气流小于所述第一组气流。

11.根据权利要求7所述的空气净化器，还包括提供对所述气流的视觉指示的指示器。

12.根据权利要求7所述的空气净化器，其中，所述控制***是所述传感器的组成部分。