CN102353100B

CN102353100B - 一种自动调档空气净化机的工作方法

Info

Publication number: CN102353100B
Application number: CN2011102819733A
Authority: CN
Inventors: 冯德军; 黄文育
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: CN102353100A

Abstract

本发明公开一种自动调档空气净化机，包括壳体、进气口、洁净空气出风口、过滤网、风扇和控制电路，在壳体前部的两侧面分别设置有进气口、在壳体尾部的上侧面设置有洁净空气出风口、在壳体内设置有过滤网、在过滤网和洁净空气出风口之间设置有风扇，在壳体外侧设置有气体传感器、微粒传感器和档位指示灯，在所述壳体内侧设置有控制电路，所述气体传感器和微粒传感器的信号输出端与控制电路电连接，所述控制电路的控制端分别与风扇和档位指示灯电连接。本发明采用气体传感器和微粒传感器来感知室内空气的质量，控制电路根据空气质量来自动调档控制风扇的转速以调节净化空气的流通量，有效提高了空气净化效率。

Description

一种自动调档空气净化机的工作方法

技术领域

本发明公开一种自动调档的空气净化机及其工作方法，属于室内空气净化技术领域。

背景技术

室内环境质量的好坏直接影响到人体健康。从现实情况看，在我国经济迅速发展的同时，由于建筑、装饰装修、家具造成的室内环境污染，已成为影响人们健康的一大杀手。严重的室内环境污染不仅给人们健康造成损失，而且造成了巨大的经济损失。因此，室内空气的净化是一个很实际很迫切的问题。

针对以上所述的技术缺陷：中国专利CN2533415公开了一种空气净化装置，其主要由前置过滤层，高效过滤层以及这两层中间的杀菌紫外灯，这种结构的过滤装置，在壳体前侧带有进气口，壳体上侧面带有洁净空气出口，能除去空气中的灰尘、花粉等小颗粒污染物，能对杀死空气中的细菌，但是不能对家俱和建筑材料释放的甲醛等有毒气体进行有效的净化，并且净化机的灵活性较低，人为的控制电源来实现净化的开启与关闭，对于室内空气质量情况、净化空气过程中的空气质量的变化无法感知，不能根据室内的实际空气质量来判断净化机的工作状态，并且没有变档净化，净化机的工作状态也不能即时随空气质量变化而改变；净化灵活性差，效率不高。中国专利CN201195076公开了一种空气净化装置，该方案包括带有进气口和排气口的箱体，在进风口和出风口之间有初级过滤网、中效过滤网、高效过滤网，在中效过滤网和高效过滤网之间还有杀菌除味组合装置，但是其功能简单，不能感知室内的空气质量，也不能实现变档净化。有些空气净化机可以实现调档，但是需人为换挡，不能根据室内实时空气质量改变净化机的工作状态，有时会出现在室内空气质量糟糕的时候用低档净化，而空气质量比较好时用高档净化，造成净化空气的效率不高。

发明内容

针对以上的技术不足，本发明提供一种自动调档空气净化机。本发明还提供一种上述空气净化机的工作方法。

术语解释：

1.FPGA(Field-Programmable Gate Array)芯片：为现场可编程门阵列控制芯片，是一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程门电路数有限的缺点。

2.气体传感器(QS-01)：是一种二氧化锡半导体气体传感器，对各种空气污染源都有很高的灵敏度，并且响应时间很快。它侦测的目标气体主要是香烟气味、甲醛、氨气、硫化物等异味气体，对酒精、CO、也有很好的灵敏度。本发明所优选的气体传感器(QS-01)为深圳蓝月测控技术公司产品。

3.微粒传感器(DSM501)：是一种能检测灰尘颗粒大小和单位体积内灰尘颗粒绝对个数的传感器，采用粒子技术原理，可检测粒子直径在1微米以上的微粒。本发明所优选的微粒传感器(DSM501)为韩国专利产品，购自深圳易杰电子公司。

4.HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)过滤网：即高效率空气微粒滤芯，HEAP过滤网由一叠连续前后折叠的亚玻璃纤维膜构成，形成波浪状垫片用来放置和支撑过滤介质。其对微粒的捕捉能力强，吸附容量大。

本发明的技术方案如下：

一种自动调档空气净化机，包括壳体、进气口、洁净空气出风口、过滤网、风扇和控制电路，在壳体前部的两侧面分别设置有进气口、在壳体尾部的上侧面设置有洁净空气出风口、在壳体内设置有过滤网、在过滤网和洁净空气出风口之间设置有风扇，在壳体外侧设置有气体传感器、微粒传感器和档位指示灯，在所述壳体内侧设置有控制电路，所述气体传感器和微粒传感器的信号输出端与控制电路电连接，所述控制电路的控制端分别与风扇和档位指示灯电连接。本发明采用气体传感器和微粒传感器来感知室内空气的质量，并将反映空气质量信号通过信号输出端传到控制电路，控制电路根据空气质量来自动调档控制风扇的转速以调节净化空气的流通量。本发明的净化机能根据室内空气质量变化情况来自动调整空气净化机的净化档，有效提高了空气净化效率，同时档位指示灯还可以反映室内即时的空气状况。

所述的控制电路包括模数转换芯片、FPGA芯片和初始值设定比较模块，所述的气体传感器的信号输出端通过模数转换芯片与FPGA芯片电连接，所述微粒传感器与FPGA芯片电连接，所述FPGA芯片通过初始值设定比较模块分别与档位指示灯和风扇电连接。本发明的控制电路将外界的空气质量模拟信号转换为逻辑电路能识别的数字信号。

优选的，所述的模数转换芯片的型号为ADC0809。

优选的，所述的气体传感器的型号为QS-01；所述的微粒传感器的型号为DSM501。

优选的，所述的过滤网的层数为3层，分别为初级过滤网、HEPA过滤网、活性炭高效过滤网。此处设计采用三层过滤网专门净化室内灰尘、挥发性有机物等污染气体，可以除去空气中的悬浮颗粒，比如花粉、霉菌、香烟以及其他微小颗粒，而且HEPA和活性炭高效过滤网能净化室内建筑材料、家具释放出来的甲醛等化学物质，使室内污染的空气得到净化。其中所述初级过滤网：主要由过滤棉和纸框组成，用来过滤空气中尘土花粉等颗粒较大的微粒；所述HEPA(高效率空气微粒滤芯)过滤网：过滤空气中的微小颗粒，如香烟微粒，它能过滤小至0.009微米的颗粒。所述活性炭高效过滤网：活性碳有很强的吸附性，能吸附空气中的异味和化学气体，用来过滤甲醛等化学气体污染。

一种上述空气净化机的工作方法，方法如下：

1)将自动调档空气净化机接通电源，所述自动调档空气净化机初始化并预热；

2)通过控制电路设定3个空气污染等级基准值：I级空气污染等级基准值、II级空气污染等级基准值和III级空气污染等级基准值；通过控制电路输入室内体积vm³；

3)自动调档空气净化机上的气体传感器QS-01和微粒传感器DSM501感知室内空气的污染情况，并将反映空气质量的信号送至控制电路，控制电路将即时的空气质量信号与已设定的3个空气污染等级基准值进行比较；

4)若即时空气质量信号高于I级空气污染等级基准值，且低于II级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起一盏灯，指示室内空气污染为I级：控制电路控制风扇以I级出风量工作t1min时间，返回步骤3)；所述的I级出风量为：x1m³/min，所述的工作时间t1的计算公式：t1＝(0.8～1.5)v/x1；优选的，所述的x1＝26；

若即时空气质量信号高于II级空气污染等级基准值，且低于III级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起两盏灯，指示室内空气污染为II级；控制电路控制风扇以II级出风量工作t2min时间，返回步骤3)；所述的II级出风量为：x2m³/min，所述的工作时间t2的计算公式：t2＝(0.8～1.5)v/x2；优选的，所述的x2＝31；

若即时空气质量信号高于III级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起三盏灯，指示室内空气污染为III级；控制电路控制风扇以III级出风量工作t3min时间，返回步骤3)；所述的III级出风量为：x3m³/min，所述的工作时间t3的计算公式：t3＝(0.8～1.5)v/x3；优选的，所述的x3＝37；

所述的x1＜x2＜x3；

若即时空气质量信号低于I级空气污染等级基准值时，则判断室内空气无污染，档位指示灯全灭；

5)若要重新设定3个空气污染等级基准值，返回步骤2)；若无需重新设定3个空气污染等级基准值，控制电路控制风扇停止工作。

优选的，所述的I级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1100ppm且小于1300ppm，微粒传感器DSM501检测到的灰尘值小于300个/cm³。

所述的II级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1300ppm且小于1500ppm，微粒传感器DSM501检测到的灰尘值小于300个/cm³。

所述的III级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1500ppm，或微粒传感器DSM501检测到的灰尘值大于300个/cm³。

本发明采用流动过滤的方式来净化室内空气：由风扇将室内的空气从进气口吸入壳体内，经过过滤网净化后的空气由洁净空气出口排出。本发明所述的空气净化机的风扇就能够根据室内空气质量的情况来实现开启和关闭，并能自动在不同出风量之间转换，实现三级空气净化，提高净化的效果。

本发明的优势在于：

1.本发明根据污染的程度来实现净化机在不同档位等级之间的转换。本发明所述的自动调档的空气净化机智能化提高净化效率，节能高效。

2.本发明采用流动过滤的方式来净化室内空气：由风扇将室内的空气从进气口吸入壳体内，经过过滤网净化后的空气由洁净空气出口排出。

3.本发明还采用具有FPGA芯片的控制电路将空气净化的档位信号通过壳体上的档位指示灯来显示空气净化机的工作状态，同时档位指示灯还可以反映室内即时的空气状况。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是发明的工作程序流程图；

图3是本发明的控制电路图；

其中，1.壳体，2.气体传感器，3.微粒传感器，4.档位指示灯，5.进气口，6.三层过滤网，7.风扇，8.洁净空气出风口，9.控制电路，11.ADC0809模数转换芯片，13.FPGA芯片，14.初始值设定比较模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种自动调档空气净化机，包括壳体1、进气口5、洁净空气出风口8、过滤网6、风扇7和控制电路9，在壳体1前部的两侧面分别设置有进气口5、在壳体1尾部的上侧面设置有洁净空气出风口8、在壳体1内设置有过滤网6、在过滤网6和洁净空气出风口8之间设置有风扇7，在壳体1外侧设置有气体传感器2、微粒传感器3和档位指示灯4，在所述壳体1内侧设置有控制电路9，所述气体传感器2和微粒传感器3的信号输出端与控制电路9电连接，所述控制电路9的控制端分别与风扇7和档位指示灯4电连接。

所述的控制电路9包括模数转换芯片11、FPGA芯片13和初始值设定比较模块14，所述的气体传感器2的信号输出端通过模数转换芯片11与FPGA芯片13电连接，所述微粒传感器3与FPGA芯片13电连接，所述FPGA芯片13通过初始值设定比较模块14分别与档位指示灯4和风扇7电连接。本发明的控制电路9将外界的空气质量模拟信号转换为逻辑电路能识别的数字信号。所述的模数转换芯片11的型号为ADC0809。所述的气体传感器2的型号为QS-01；所述的微粒传感器3的型号为DSM501。

所述的过滤网6的层数为3层，分别为初级过滤网、HEPA过滤网、活性炭高效过滤网。

实施例2、

一种上述空气净化机的工作方法，方法如下：

2)通过控制电路9设定3个空气污染等级基准值，I级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1100ppm且小于1300ppm，微粒传感器DSM501检测到的灰尘值小于300个/cm³；II级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1300ppm且小于1500ppm，微粒传感器DSM501检测到的灰尘值小于300个/cm³；III级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1500ppm，或微粒传感器DSM501检测到的灰尘值大于300个/cm³。通过控制电路输入室内体积v；

4)若即时空气质量信号高于I级空气污染等级基准值，且低于II级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起一盏灯，指示室内空气污染为I级：控制电路控制风扇以I级出风量工作t1min时间，返回步骤3)；所述的I级出风量为：x1m³/min，所述的工作时间t1的计算公式：t1＝1.2v/x1；所述的x1＝26；

若即时空气质量信号高于II级空气污染等级基准值，且低于III级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起两盏灯，指示室内空气污染为II级；控制电路控制风扇以II级出风量工作t2min时间，返回步骤3)；所述的II级出风量为：x2m³/min，所述的工作时间t2的计算公式：t2＝1.2v/x2；所述的x2＝31；

若即时空气质量信号高于III级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起三盏灯，指示室内空气污染为III级；控制电路控制风扇以III级出风量工作t3min时间，返回步骤3)；所述的III级出风量为：x3m³/min，所述的工作时间t3的计算公式：t3＝1.2v/x3；所述的x3＝37；

Claims

1.一种自动调档空气净化机的工作方法，其中所述自动调档空气净化机，包括壳体、进气口、洁净空气出风口、过滤网、风扇和控制电路，在壳体前部的两侧面分别设置有进气口、在壳体尾部的上侧面设置有洁净空气出风口、在壳体内设置有过滤网、在过滤网和洁净空气出风口之间设置有风扇，其特征在于，在壳体外侧设置有气体传感器、微粒传感器和档位指示灯，在所述壳体内侧设置有控制电路，所述气体传感器和微粒传感器的信号输出端与控制电路电连接，所述控制电路的控制端分别与风扇和档位指示灯电连接；所述的控制电路包括模数转换芯片、FPGA芯片和初始值设定比较模块，所述的气体传感器的信号输出端通过模数转换芯片与FPGA芯片电连接，所述微粒传感器与FPGA芯片电连接，所述FPGA芯片通过初始值设定比较模块分别与档位指示灯和风扇电连接；所述的模数转换芯片的型号为ADC0809；所述的气体传感器的型号为QS-01；所述的微粒传感器的型号为DSM501；所述的过滤网的层数为3层，分别为初级过滤网、HEPA过滤网、活性炭高效过滤网；

1）上述自动调档空气净化机的工作方法如下：将自动调档空气净化机接通电源，所述自动调档空气净化机初始化并预热；

2）通过控制电路设定3个空气污染等级基准值：I级空气污染等级基准值、II级空气污染等级基准值和III级空气污染等级基准值；通过控制电路输入室内体积vm³；

3）自动调档空气净化机上的气体传感器QS-01和微粒传感器DSM501感知室内空气的污染情况，并将反映空气质量的信号送至控制电路，控制电路将即时的空气质量信号与已设定的3个空气污染等级基准值进行比较；

4）若即时空气质量信号高于I级空气污染等级基准值，且低于II级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起一盏灯，指示室内空气污染为I级：控制电路控制风扇以I级出风量工作t1min时间，返回步骤3）；所述的I级出风量为：x1m³/min，所述的工作时间t1的计算公式：t1=（0.8～1.5）v/x1；

若即时空气质量信号高于II级空气污染等级基准值，且低于III级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起两盏灯，指示室内空气污染为II级；控制电路控制风扇以II级出风量工作t2min时间，返回步骤3）；所述的II级出风量为：x2m³/min，所述的工作时间t2的计算公式：t2=（0.8～1.5）v/x2；

若即时空气质量信号高于III级空气污染等级基准值时，则判断室内空气有污染，档位指示灯亮起三盏灯，指示室内空气污染为III级；控制电路控制风扇以III级出风量工作t3min时间，返回步骤3）；所述的III级出风量为：x3m³/min，所述的工作时间t3的计算公式：t3=（0.8～1.5）v/x3；所述的x1<x2<x3；

若即时空气质量信号低于I级空气污染等级基准值时，则判断室内空气无污染，档位指示灯全灭，此时，若要重新设定3个空气污染等级基准值，返回步骤2）；若无需重新设定3个空气污染等级基准值，控制电路控制风扇停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种自动调档空气净化机的工作方法，其特征在于，步骤2）中所述的I级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1100ppm且小于1300ppm，或微粒传感器DSM501检测到的灰尘值小于300个/cm³；所述的II级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1300ppm且小于1500ppm，或微粒传感器DSM501检测到的灰尘值小于300个/cm³；所述的III级空气污染等级基准值：传感器QS-01测定的值大于1500ppm，或微粒传感器DSM501检测到的灰尘值大于300个/cm³。

3.根据权利要求1所述的一种自动调档空气净化机的工作方法，其特征在于，步骤3）中所述的x1=26、x2=31、x3=37。