CN101618286B - 利用马达速度测量来确定空气净化器过滤器更换时间的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种通过测量操作过滤器的马达转速而在最佳时间更换过滤器的系统和方法。该系统包括：马达速度测量单元，测量过滤器的马达转速；计时单元，从马达开始旋转的时刻或者从供应到马达的电力中断的时刻开始计时；速度确定单元，检查马达的转速是否已经达到预设速度；时间比较单元，如果速度确定单元确定马达的转速已经达到预设速度，则从计时单元接收与记录的马达运行时间有关的信息并比较该计时的时间与预设时间长度；和过滤器更换时间确定单元，根据比较该马达的转速达到预设速度所用的时间长度与预设时间长度而获得的结果而检查是否需要更换过滤器。

Description

利用马达速度测量来确定空气净化器过滤器更换时间的系统和方法

对相关申请的交叉引用

该申请要求于2008年7月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2008-0063988和于2009年5月11日提交的韩国专利申请No.2009-0040747的优先权，其公开在此通过引用而被并入。

技术领域

本发明涉及一种用于使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的系统和方法，并且更加具体地涉及一种用于通过测量操作过滤器的马达的旋转速度而在正确的时间更换设于空气净化器中的空气净化器过滤器的系统和方法。

背景技术

通常，空气净化器是一种用于通过移除在室内空气中包括的灰尘和细菌或者对烟草烟雾、汗味等除臭而净化室内空气的器件。

空气净化器通常通过风扇作用吸入被污染空气，利用过滤器收集并且移除达0.03μm的灰尘颗粒或者细菌，并且产生已经由于室内空气被污染而被减少的阴离子，从而提供惬意的室内环境。

图1是设于相关技术空气净化器中的马达驱动系统的概略框图。如在图1中所示，电源单元20被形成为开关模式电源(SMPS)等以将AC电压(市电)转换成DC电压。在接收到已被电源单元20转换的DC电压时，开关元件驱动单元40产生开关控制信号。开关元件50根据开关控制信号将从电源单元20施加的DC电压转换成三相电压，并且将已被转换的电压施加到马达10。

马达10的线圈(未示出)利用该三相电压产生磁场以旋转马达10的转子(未示出)。当马达10的转子旋转时，压缩机(未示出)被驱动。

反电动势根据马达10的转子的旋转而被输出到该线圈，并且反电动势检测单元70检测反电动势并且将其应用于微型计算机60。在检测到反电动势时，微型计算机60控制开关元件驱动单元40以允许马达10被精确地操作。

已被电源单元20转换的DC电压被供应到高电压生成单元30。然后，高电压生成单元30产生高电压，并且灰尘收集过滤器80通过使用从高电压生成单元30输入的高电压收集灰尘。已被电源单元20转换的DC电压被供应到微型计算机60。在接收到DC电压时，微型计算机60执行例如空气容积调节(或者气流调节)、显示空气污染程度、计时器校正、阴离子生成等功能。阴离子生成单元90与高电压生成单元30一起地诱发负(-)高电压并且将相应的输出供应到阴离子生成针(generating needle)以排放阴离子。

被施加到马达10的电压具有脉冲宽度调制(PWM)波形，并且如果它的占空比高，则马达10的驱动力变得更强，而如果占空比低，则马达10的驱动力弱。马达10的驱动电路通过调节PWM的占空比而调节马达10的旋转速度，并且马达10旋转风扇。

在使用现有技术空气净化器时，如果过滤器污染程度高，则空气净化器已被使用的时间长度被总计，从而确定在何时有必要更换过滤器。

因此，在现有技术中，不能确定过滤器污染的精确程度，从而引起以下问题，即，即便相对于认为有必要允许更换过滤器的预定量而言过滤器污染程度较小，过滤器也被不必要地更换。即，即使当过滤器的污染程度低于预定的、不可接受的过滤器污染程度时，过滤器也被不必要地更换，并且在过滤器污染程度高于该预定的、不可接受的过滤器污染程度的情形中，过滤器不被更换，从而引起由此过滤器不能正确操作的状况。

发明内容

本发明的一个方面提供一种系统和方法，用于在正确的时间更换设于空气净化器中的过滤器，因此更加有效率地使用空气净化器并且保持最佳室内环境。

根据本发明的一个方面，提供一种用于确定空气净化器过滤器更换时间的系统，包括：马达速度测量单元，所述马达速度测量单元被配置为测量操作设于空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度；计时单元，所述计时单元被配置为从马达在接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻或者从被供应到马达的电力被中断的时刻开始计时；速度确定单元，所述速度确定单元被配置为检查马达的旋转速度是否已经达到预设速度；时间比较单元，所述时间比较单元被配置为如果速度确定单元确定马达的旋转速度已经达到预设速度则从计时单元接收与记录的马达运行时间有关的信息并且比较记录的马达运行时间与预设时间长度；和过滤器更换时间确定单元，所述过滤器更换时间确定单元被配置为根据通过比较马达的旋转速度达到预设速度所用的时间长度与预设时间长度而获得的结果而检查是否需要更换过滤器。

计时单元可以从马达在接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻开始计时，预设速度可以是目标速度，并且如果马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度比预设时间长度短，则过滤器更换时间确定单元可以确定需要更换过滤器。

用于确定空气净化器过滤器更换时间的系统可以进一步包括：电力中断单元，所述电力中断单元被配置为如果马达的旋转速度等于预设速度则中断通向马达的电源，其中如果电力中断单元中断通向马达的电源，则计时单元可以从通向马达的电源被中断的时刻开始计时，速度确定单元可以检查马达的旋转速度是否已经达到零，并且时间比较单元可以比较马达的旋转速度达到零所用的时间长度与预设时间长度，并且如果马达的旋转速度达到零所用的时间长度比预设时间长度长，则过滤器更换时间确定单元可以确定需要更换过滤器。

当需要更换过滤器时，过滤器更换时间确定单元可以向显示单元输出关于过滤器更换信号进行通知的消息或者报警信号。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于确定空气净化器过滤器更换时间的方法，包括：测量操作设于空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度；从马达在接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻或者从通向马达的电源被中断的时刻开始计时；检查马达的旋转速度是否已经达到预设速度；如果确定马达的旋转速度已经达到预设速度，则比较记录的马达运行时间与预设时间长度；并且根据通过比较马达的旋转速度达到预设速度所用的时间长度与预设时间长度而获得的比较结果检查是否需要更换过滤器。

关于记录的马达运行时间，可以从马达在接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻开始计时，预设速度可以是目标速度，并且在检查是否需要更换过滤器时，如果马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度比预设时间长度更短，则可以确定需要更换过滤器。

用于确定空气净化器过滤器更换时间的方法可以进一步包括：如果马达的旋转速度是预设速度则中断通向马达的电源，其中，在中断通向马达的电源时，可以从通向马达的电源被中断的时刻开始计时，在检查马达的旋转速度是否已经达到预设速度时，可以确定马达的旋转速度是否已经达到零，在比较记录的马达运行时间与预设时间长度时，可以比较马达的旋转速度达到零所用的时间长度与预设时间长度，并且在确定是否需要更换过滤器时，如果马达的旋转速度达到零所用的时间长度比预设时间长度长，则可以确定需要更换过滤器。

用于确定空气净化器的过滤器更换时间的方法可以进一步包括：当需要更换过滤器时，向显示单元输出关于过滤器更换信号进行通知的消息或者报警信号。

附图简要说明

根据下面与附图相结合的详细说明将会更加清楚本发明的以上和其它方面、特征和其它优点，其中：

图1是设于现有技术空气净化器中的马达驱动系统的概略框图；

图2是根据本发明示例性实施例的用于使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的系统的概略框图；

图3是图2的系统的控制器的概略框图；

图4示出图表(a)和图表(b)，示出在根据本发明示例性实施例的第一模式中在当过滤器具有高污染程度时由设于空气净化器中的马达产生的脉冲信号和当过滤器具有低污染程度时由马达产生的脉冲信号之间的比较；

图5是示出在根据本发明示例性实施例的第一模式中在当过滤器具有高污染程度时马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度和当过滤器具有低污染程度时马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度之间的比较的图表；

图6是示意用于在第一模式中使用马达速度测量确定空气净化器的过滤器更换时间的方法的过程的流程图；

图7示出图表(a)和图表(b)，示出在根据本发明示例性实施例的第二模式中在当过滤器具有高污染程度时由设于空气净化器中的马达产生的脉冲信号和当过滤器具有低污染程度时由马达产生的脉冲信号之间的比较；

图8是示出在根据本发明示例性实施例的第二模式中在当过滤器具有高污染程度时马达的旋转速度达到零所用的时间长度和当过滤器具有低污染程度时马达的旋转速度达到零所用的时间长度之间的比较的图表；并且

图9是示意用于在第二模式中使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的方法的过程的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而本发明可以被体现为很多不同的形式并且不应该被理解成限制在这里阐述的实施例。实际上，提供了这些实施例从而本公开将是彻底的和完整的，并且将对于本领域技术人员充分地表达本发明的范围。在图中，为了清楚起见，形状和尺寸可能被放大，并且将从头到尾地使用相同的附图标记来指代相同或者相似的构件。

图2是根据本发明示例性实施例的用于使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的系统的概略框图，并且图3是图2的控制器的概略框图。如在图2和图3中所示，用于使用马达500的速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的系统可以包括操纵单元100、电源单元200、控制器300和显示单元400。控制器300可以包括马达速度测量单元310、计时单元320、速度确定单元330、时间比较单元340、过滤器更换时间确定单元350和电力中断单元360。

操纵单元100从使用者接收所期操作信息(例如，自动操作或者人工操作)和其它操纵信号。

电源单元200向空气净化器供应电力，并且可以包括整流单元和反用换流器，整流单元用于整流和平流AC电力以供应DC电力，反用换流器用于将从整流单元供应的DC电力转换成以具有一定可变频率的脉冲形式的3相AC电力并且将其供应到马达。

马达速度测量单元310测量操作设于空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度。马达的旋转速度通常被表示成转数每分钟(rpm)。

计时单元320从马达在接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻或者从被供应到马达的电力被中断的时刻开始计时。

速度确定单元330检查马达的旋转速度是否已经达到预设速度。

如果速度确定单元330确定马达的旋转速度已经达到预设速度，则时间比较单元340接收关于已被计时单元320计时的时间的信息并且比较已被记录的马达运行时间与预设时间长度。

过滤器更换时间确定单元350根据在马达的旋转速度已经达到预设速度所用的时间长度和预设时间长度之间的比较结果而检查是否需要更换过滤器。

根据本发明示例性实施例的、用于使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的系统可以如下在两种类型的模式中执行它的操作。

在第一系统模式中，通过对于马达开始旋转以达到目标速度所用的时间长度进行计时而确定过滤器更换时间。在第二系统模式中，通过对从被供应到以目标速度旋转的马达的电力被中断的时刻到当马达的旋转速度达到零的时刻的时间长度进行计时而确定过滤器更换时间。

在第一模式中，计时单元320从马达在接收到供应到该马达的电力而旋转的时刻开始计时，并且速度确定单元330检查马达的旋转速度是否已经达到目标速度。当速度确定单元330确定马达的旋转速度已经达到目标速度时，时间比较单元340接收有关已被计时单元320计时的时间长度的信息并且将它与预设时间长度相比较。如果马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度比预设时间长度更短，则过滤器更换时间确定单元350确定需要更换过滤器，并且向显示单元400输出关于过滤器更换信号进行通知的消息或者报警信号。

在第二模式中，当马达的旋转速度等于目标速度时，电力中断单元360中断通向马达的电源并且计时单元320开始从这个时刻计时。速度确定单元330检查马达的旋转速度是否已经达到零。当速度确定单元确定马达的旋转速度已经达到零时，时间比较单元340接收有关已被计时单元320计时的时间长度的信息并且将它与预设时间长度相比较。如果马达的旋转速度达到零所用的时间长度比预设时间长度更长，则过滤器更换时间确定单元350确定需要更换过滤器，并且向显示单元400输出关于过滤器更换信号进行通知的消息或者报警信号。

显示单元400显示从过滤器更换时间确定单元350输出的消息或者报警信号以通知使用者需要更换过滤器。使用者然后通过该消息或者报警信号而意识到需要更换过滤器，并且可以更换空气净化器的过滤器。

图4的图表(a)和图表(b)示出在根据本发明示例性实施例的第一模式中在当过滤器具有高污染程度时由设于空气净化器中的马达产生的脉冲信号和当过滤器具有低污染程度时由马达产生的脉冲信号之间的比较。当过滤器污染程度高时，出现如在图4的图表(a)中所示的脉冲信号，而当过滤器污染程度低时，出现如在图4的图表(b)中所示的脉冲信号。

在图4的图表(a)中，示出其中过滤器污染程度高的情形，马达的旋转速度在时间t₁已经达到目标速度，并且在图4的图表(b)中，示出其中过滤器污染程度低的情形，马达的旋转速度在时间t₂已经达到目标速度。应该注意的是，t₁小于t₂。

当过滤器具有高污染程度时，通过过滤器引入的空气量降低，从而降低马达负载，而如果过滤器具有低污染程度，则通过过滤器引入的空气量增加，从而增加马达负载。因此，通过利用马达的旋转速度根据马达的负载而变化的事实，马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度能够被计时，因此获得过滤器更换时间的测量(即，过滤器何时要求更换)。

图5是示出在根据本发明示例性实施例的第一模式中在当过滤器具有高污染程度时马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度和当过滤器具有低污染程度时马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度之间的比较的图表。如在图5中所示，当过滤器具有高污染程度时，旋转速度达到目标速度所用的时间长度是如由(a)示意的t₁，并且当过滤器具有低污染程度时，旋转速度达到目标速度所用的时间长度是如由(b)示意的t₂。在此情形中，因为t₁小于t₂，所以能够注意到，当过滤器具有高污染程度时马达达到目标速度所用的时间长度比当过滤器具有低污染程度时马达达到目标速度所用的时间长度短。

因此，在根据本发明示例性实施例的空气净化器中，利用对于与应该更换过滤器的时间相应的过滤器污染程度的认识，能够通过对马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度进行计时而确定最佳过滤器更换时间。

图6是示意用于在第一模式中使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的方法的过程的流程图。现在将参考图2、3和6描述用于使用马达速度测量确定空气净化器过滤器更换时间的方法。

首先，马达速度测量单元310测量操作设于空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度，并且从马达开始旋转的时刻起，计时单元320开始计时(S110)。马达的旋转速度被表示成转数每分钟(rpm)。

接着，速度确定单元330检查马达的旋转速度是否已经达到目标速度(S120)。

时间比较单元340然后比较马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度与预设时间长度(S130)。

此后，如果马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度小于预设时间长度，则过滤器更换时间确定单元350确定需要更换过滤器，并且向显示单元输出关于过滤器更换信号进行通知的消息或者报警信号(S141)。然而，如果马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度比预设时间长度长或者与之相等，则过滤器更换时间确定单元350确定不需要更换过滤器(S142)。

当过滤器具有高污染程度时，通过过滤器引入的空气量降低，从而降低马达的负载，而如果过滤器具有低污染程度，则通过过滤器引入的空气量增加，从而增加马达的负载。因此，通过使用马达的旋转速度根据马达负载而变化的事实，通过对马达的旋转速度达到目标速度所用的时间长度计时，能够获得(知道)关于最佳过滤器更换时间的信息。

图7的图表(a)和图表(b)示出在根据本发明示例性实施例的第二模式中在当过滤器具有高污染程度时由设于空气净化器中的马达产生的脉冲信号和当过滤器具有低污染程度时由马达产生的脉冲信号之间的比较。当过滤器污染程度高时，出现如在图7的图表(a)中所示的脉冲信号，而当过滤器污染程度低时，出现如在图7的图表(b)中所示的脉冲信号。

在图7的图表(a)中，示出过滤器污染程度高的情形，马达的旋转速度在时间t₁已经达到目标速度。在此情形中，当通向马达的电源被中断时，马达减速并且马达的旋转在时间t₃达到零。

在图7的图表(b)中，示出过滤器污染程度低的情形，马达的旋转速度在时间t₂已经达到目标速度。在此情形中，当通向马达的电源被中断时，马达减速并且马达的旋转在时间t₄达到零。

通过图7的图表(a)和图表(b)，注意到，从马达的旋转速度已经达到目标速度的时间t₁到马达的旋转速度已经达到零的时间t₃的时间长度，比从马达的旋转速度已经达到目标速度的时间t₂到马达的旋转速度已经达到零的时间t₄的时间长度长。

当过滤器具有高污染程度时，经过过滤器进入的空气量减小，减小了马达的负载，而如果过滤器具有低污染程度，经过过滤器进入的空气量增大，增大了马达的负载。因此，利用马达的转速随着马达的负载而变化的事实，就可以通过对马达转速达到零所用的时间长度进行计时来获得(得知)最佳过滤器更换时间。

图8是示出在根据本发明示例性实施例的第二模式中在当过滤器具有高污染程度时马达的旋转速度达到零所用的时间长度和在当过滤器具有低污染程度时马达的旋转速度达到零所用的时间长度之间的比较的图表。如在图8中所示，当过滤器具有高污染程度时，马达的旋转速度从目标速度达到零所用的时间长度是如由(a)示意的t₂’，并且当过滤器具有低污染程度时，马达的旋转速度从目标速度达到零所用的时间长度是如由(b)示意的t₁’。在此情形中，因为t₁’小于t₂’，所以，能够注意到的是，当过滤器具有高污染程度时马达的旋转速度达到零所用的时间长度比当过滤器具有低污染程度时的长。

因此，在根据本发明示例性实施例的空气净化器中，利用对于与应该更换过滤器的时间相应的过滤器污染程度的认识，能够通过对马达的旋转速度达到零所用的时间长度进行计时而确定用于过滤器更换的最佳时间。

图9是示意用于在第二模式中使用马达速度的测量确定空气净化器过滤器更换时间的方法的过程的流程图。现在将参考图2、3和9描述用于使用马达速度的测量确定空气净化器过滤器更换时间的方法。

首先，马达速度测量单元310测量操作设于空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度，并且在其中马达以目标速度旋转的状态中从电力被电力中断单元360中断的时刻起，计时单元320开始计时(S210)。马达的旋转速度被表示成转数每分钟(rpm)。

接着，速度确定单元330检查马达的旋转速度是否已经达到零(S220)。

时间比较单元340然后比较马达的旋转速度达到零所用的时间长度与预设时间长度(S230)。

此后，如果马达的旋转速度达到零所用的时间长度比预设时间长度长，则过滤器更换时间确定单元350确定需要更换过滤器，并且向显示单元输出关于过滤器更换信号进行通知的消息或者报警信号(S241)。然而，如果马达的旋转速度达到零所用的时间长度比预设时间长度短或者与之相等，则过滤器更换时间确定单元350确定不需要更换过滤器(S242)。

当过滤器具有高污染程度时，通过过滤器引入的空气量降低，从而降低马达的负载，而如果过滤器具有低污染程度，则通过过滤器引入的空气量增加，从而增加马达的负载。因此，通过使用马达的旋转速度根据马达负载而变化的事实，通过对马达的旋转速度达到零所用的时间长度计时，能够获得(知道)用于过滤器更换的最佳时间。

如以上所阐述地，根据本发明的示例性实施例，设于空气净化器中的过滤器能够在正确的时间被更换，所以空气净化器能够被有效地使用并且因此惬意的室内环境能够得以保持。

另外，因为通过检查过滤器污染程度而更换设于空气净化器中的过滤器，所以过滤器未被浪费并且过滤器的空气净化能力不被降低。

虽然已经结合示例性实施例示出并且描述了本发明，但是，对于本领域技术人员而言明显的是，能够作出修改和变化而不偏离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于确定空气净化器过滤器更换时间的系统，所述系统包括：

马达速度测量单元，所述马达速度测量单元被配置为测量操作设于所述空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度；

计时单元，所述计时单元被配置为从所述马达接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻开始计时；

速度确定单元，所述速度确定单元被配置为检查所述马达的旋转速度是否已经达到预设速度；

时间比较单元，所述时间比较单元被配置为如果所述速度确定单元确定所述马达的旋转速度已经达到所述预设速度，则从所述计时单元接收与记录的马达运行时间有关的信息并对所述记录的马达运行时间与预设时间长度进行比较；和，

过滤器更换时间确定单元，所述过滤器更换时间确定单元被配置为根据比较所述马达的旋转速度达到所述预设速度所用的时间长度与所述预设时间长度而获得的结果而检查是否需要更换过滤器，

其中，所述计时单元从所述马达接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻开始计时，所述预设速度是目标速度，并且如果所述马达的旋转速度达到所述目标速度所用的时间长度比所述预设时间长度短，则所述过滤器更换时间确定单元确定需要更换过滤器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，当需要更换过滤器时，所述过滤器更换时间确定单元向显示单元输出关于过滤器更换信号的消息。

3.一种用于确定空气净化器过滤器更换时间的方法，所述方法包括：

测量操作设于空气净化器中的过滤器的马达的旋转速度；

从所述马达接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻开始计时；

检查所述马达的旋转速度是否已经达到预设速度；

如果确定所述马达的旋转速度已经达到所述预设速度，则比较记录的马达运行时间与预设时间长度；和

根据比较所述马达的旋转速度达到所述预设速度所用的时间长度与所述预设时间长度而获得的比较结果检查是否要更换过滤器，其中，关于所述记录的马达运行时间，从所述马达接收到供应到该马达的电力而开始旋转的时刻开始计时，所述预设速度是目标速度，并且在检查是否需要更换过滤器时，如果所述马达的旋转速度达到所述目标速度所用的时间长度比所述预设时间长度短，则确定需要更换过滤器。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

当需要更换过滤器时，向显示单元输出关于过滤器更换信号的消息。

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