CN208952319U - 一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，包括：依次连接的光发射器、光接收器、单片机控制器，所述单片机控制器分别连接显示模块和报警模块，其中，光发射器，用于在净化器滤网一侧发出可见光；光接收器，用于在滤网另一侧接收光发射器发出的可见光，并将照度信号转变为电信号送入单片机控制器；单片机控制器，用于接收所述电信号，并输出净化器滤网净化力情况和滤网更换的报警信号；显示模块，用于显示滤网净化力情况；报警模块，用于根据所述报警信号，提醒用户更换滤网。本实用新型可以自动提示用户更换滤网，避免滤网作为二次污染源的发生，并同时减少滤网材料的浪费。

Description

一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置
技术领域
本实用新型涉及室内空气净化装置领域，尤其涉及一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置。
背景技术
目前，中国是世界上大气PM2.5污染最严重的国家之一。为改善室内空气品质以保障居住者的身体健康，家用空气净化器的应用日益广泛。家用空气净化器的主要作用为清除室内空气污染物，包括粉尘、PM2.5等颗粒物和甲醛、TVOC等有害气体，从而能够有效提升室内空气品质。空气净化器一般由高压电路、副离子发生器、通风机、滤网等部分组成，其核心的过滤功能一般通过物理除尘或静电除尘的方法实现。其中，物理除尘是通过高效空气过滤器(HEPA滤网)的拦截作用实现空气净化，较为经济、安全与便捷。静电除尘则是利用高压电场使粉尘粒子带电从而被电极吸引的方式达到净化空气的目的。相比较物理除尘，静电除尘因其成本高、清洗难度大以及产生臭氧的问题，市场占有率远低于前者。
作为家用空气净化器的核心部分，HEPA滤网的颗粒累计净化量、也即滤网积灰量将在运行使用过程中不断增加，并且当积灰达到一定数量时，滤网非但不能对室内空气进行净化，反而可能引发扬尘而产生室内二次污染。为防止二次污染的发生，保证室内空气品质，有必要对家用空气净化器的滤网进行及时更换。对于家用空气净化器滤网更换的报警装置，现有的主要产品为倒计时器，其工作的基本原理是：根据滤网颗粒累计净化量的最大限值以及净化器设定的运行工况(室外PM2.5浓度、净化器CADR值及其日均的运行时间)，计算设定出空气净化器的最大运行天数，当空气净化器的累计运行天数达到设定值后，采用倒计时器进行滤网更换的报警。由于不同地区、不同季节室外大气PM2.5的变化以及用户对净化器使用状况的不同，倒计时器的控制装置有可能会导致滤网提前更换及过度使用的问题。例如：某住户的室内外空气状况相对较好，则在达到更换报警的日期，净化器滤网可能仍处在高效工作的状态，此时更换滤网非但没有必要，还会造成不必要的材料浪费；再如，某用户所处地区的室外空气污染严重，或用户对空气净化器使用非常频繁，在倒计时器未发出报警信号之前，滤网的颗粒累计净化量就已超过最大限值，此时极易引发扬尘而产生二次污染。另一种报警装置为几种典型状态下的滤网颜色标识条，使用者以目测方式对比滤网的实际颜色与颜色标识条中的几种颜色状态，以此来判断是否对滤网进行更换，由于人体的视觉状况千差万别，凭借颜色标识条的判断结果存在更多的不确定性。
因此，有关家用空气净化器滤网及时更换的问题越来越重要，有必要研发新的装置来对家用空气净化器滤网的更换给出及时的报警。
实用新型内容
家用空气净化器核心部分HEPA滤网的滤料通常由超细玻璃纤维等组成，其特点为滤料内部存在很多细小的孔隙，空气可以通过，但细小的微粒却无法通过，灰尘等细颗粒物在HEPA滤网上附着将会影响滤网的透光性，并随滤网积灰量而发生变化。
本实用新型发明的目的在于：提供一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，采用光源通过滤网后的空间照度值来反映空气净化器滤网的颗粒物累计净化状况，将光照度信号转换为电压值信号，通过电压值的变化实现对家用空气净化器滤网颗粒累计净化量的自动检测及滤网更换的及时报警，从而避免滤网作为二次污染源的发生，并同时降低滤网材料的浪费。
为达到上述目的，本实用新型发明所采用的技术方案如下:
一种家用空气净化器滤网检测及自动提示更换的装置，包括：依次连接的光发射器、光接收器、单片机控制器，所述单片机控制器分别连接显示模块和报警模块，其中，光发射器，用于在净化器滤网一侧发出可见光；光接收器，用于在滤网另一侧接收光发射器发出的可见光，并将照度信号转变为电信号送入单片机控制器；单片机控制器，用于接收所述电信号，并输出净化器滤网净化力情况和滤网更换的报警信号；显示模块，用于显示滤网净化力情况；报警模块，用于根据所述报警信号，提醒用户更换滤网。
作为优选，单片机控制器采用STM32F103***板，用于接收并处理光敏电阻模块传感器输出的电压值信号，并根据电压值信号转换得到净化器滤网颗粒累计净化量，当滤网的颗粒累计净化量超过空气净化器国家标准所规定的颗粒累计净化量上限值时，发出滤网更换的报警信号。作为优选，光发射器采用功率1W的白光LED。
作为优选，光接收器采用对可见光敏感的光敏电阻模块传感器，将滤网内侧的照度信号转变成电压值电信号送入单片机控制器。
作为优选，显示模块采用LCD液晶显示屏；报警模块采用指示灯。
本实用新型的有益效果是：可以准确判断家用空气净化器滤网的颗粒累计净化状况，并据此及时向用户发出更换滤网的报警信号，使家用净化器的滤网得到充分有效利用，保证室内空气品质，同时避免滤网材料的浪费。此外，该装置具有可操作性强、成本低等优点及大规模推广的可能性。
附图说明
图1是根据本实用新型的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置的功能模块示意图；
图2是根据本实用新型的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置的装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实例，对本实用新型提出的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置进行如下说明。如图1所示，一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置包括：光发射器、光接收器、电路附件、单片机控制器、显示模块及报警模块。光发射器为功率1W的LED白光灯，在空气净化器滤网的外侧发出白光；光接收器为对可见光敏感的光敏电阻模块传感器，该传感器接收光源从滤网外侧透过的白光，将光照度信号转变为电压信号送入单片机控制器；单片机控制器接收并处理上述模块信息，输出净化器滤网净化力情况和滤网更换的报警信号；显示模块，用于显示净化器滤网净化力情况；报警模块，用于根据所述报警信号，提醒用户更换滤网。其中，单片机控制器用于接收并处理光敏电阻模块传感器输出的电压值信号，并将根据电压值信号得到净化器滤网颗粒累计净化量，当滤网的颗粒累计净化量超过空气净化器国家标准所规定的颗粒累计净化量上限值时，发出滤网更换的报警信号。
如图2所示，所述光发射器采用功率1W的白光LED作为技术光源，LED光源是市面上较为常见的可见光光源，它具有发光稳定、光效高、价格便宜以及易获取特点，并且光源光通量不随发光时间有明显衰减。光源接通电源后发出白光，通过滤网后到达光接收器，本实用新型装置的光接收器为对可见光敏感的光敏电阻模块传感器，该传感器可将滤网内侧的光照度信号转变成电压值的电信号。所述的电路附件包括定压适配器、杜邦线，定压适配器具有变压、定压的作用，接入220V交流电后可输出5V电压为整个电路进行供电，杜邦线用于连接光敏电阻模块传感器与单片机控制器。所述单片机控制器采用STM32***板，预先将用于净化器滤网净化力情况的检测程序固化到其存储器中；所述检测程序用于接收并处理光敏电阻模块传感器输出的电压值信号，并由电压值信号得到净化器滤网颗粒累计净化量，同时得到滤网实际的累计净化量相对于国家标准所规定累计净化量上限的比值即为净化力，以百分数形式输出给显示模块，当滤网的颗粒累计净化量超过空气净化器国家标准所规定的颗粒累计净化量上限值时，发出滤网更换的报警信号给报警模块。
为实现上述目的，出厂前应首先在环境舱内对滤网进行标定，确定滤网在不同的颗粒累计净化量下所对应的内侧照度值及光敏电阻的电压信号值；出厂后由用户使用时，通过控制空气净化器开机按钮，同时启动净化器滤网显示和报警模块，此时光源开启、光接收器工作，当净化器滤网颗粒累计净化量未超过国家标准所规定累计净化量上限时，将滤网净化力显示在净化器电子屏上；当净化器滤网颗粒累计净化量超过国家标准所规定累计净化量上限时，向用户发出更换报警信号。
本实用新型基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换报警装置的工作流程，包括以下几个步骤。步骤S1，净化器开启，检测电路启动；步骤S2，光发射器发出可见光；步骤S3，光敏电阻模块实现光电信号转化；步骤S4，单片机控制器接收处理电信号；步骤S5，单片机输出滤网实际累计净化量相对于国家标准所规定累计净化量上限的比值—净化力情况；步骤S6，显示滤网净化力情况及发出更换报警信号。
对于步骤S3中所述的光敏模块光电信号转化，光敏模块核心部件为对可见光敏感的光敏电阻，还包括调节电位器、三极管，电容、电阻。光敏电阻所接受光照度的改变使光敏电阻阻值发生变化，AO引脚输出光敏电阻两端的电压值，由此完成光信号转化成电信号的过程，电信号为光敏电阻两端电压值。
步骤S4所述的单片机接收处理电信号及步骤S5所述的单片机输出滤网净化力情况，单片机控制器采用STM32***板，接收并处理光敏模块输出的电信号，之后将滤网净化力情况以及滤网更换报警信号进行输出。其逻辑条件为：当滤网颗粒累计净化量未超过空气净化器国家标准所规定的颗粒物累计净化量上限值时，显示滤网净化力情况，不进行更换报警；但当滤网颗粒累计净化量超过空气净化器国家标准所规定的颗粒物累计净化量上限值时，显示滤网净化力情况并利用指示灯进行更换报警。
其中步骤S6所述的显示滤网净化力情况：为当滤网颗粒累计净化量未超过空气净化器国家标准所规定的颗粒物累计净化量上限值时，以百分数形式显示滤网净化力情况并同时显示不需要更换滤网；当颗粒累计净化量超过空气净化器国家标准所规定的颗粒物累计净化量上限值时，显示滤网过净化力情况并发出更换滤网报警信号。
以上所述实施方式仅用于说明本发明，并不用以限制本发明。尽管已经对本发明的实施例进行描述，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对此实施例进行变化、修改、替换与变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，其特征在于，包括：依次连接的光发射器、光接收器、单片机控制器，所述单片机控制器分别连接显示模块和报警模块，其中，光发射器，用于在净化器滤网一侧发出可见光；光接收器，用于在滤网另一侧接收光发射器发出的可见光，并将照度信号转变为电信号送入单片机控制器；单片机控制器，用于接收所述电信号，并输出净化器滤网净化力情况和滤网更换的报警信号；显示模块，用于显示滤网净化力情况；报警模块，用于根据所述报警信号，提醒用户更换滤网。
2.如权利要求1所述的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，其特征在于，光发射器采用功率1W的白光LED。
3.如权利要求1所述的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，其特征在于，光接收器采用对可见光敏感的光敏电阻模块传感器，将滤网内侧的光照度信号转变成电压值的电信号送入单片机控制器。
4.如权利要求1所述的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，其特征在于，显示模块采用LCD液晶显示屏。
5.如权利要求1所述的一种基于光敏电阻的家用空气净化器滤网更换的报警装置，其特征在于，报警模块为指示灯。
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