CN107044948B - 一种车载净化器滤网寿命检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车载净化器滤网寿命检测方法，包括粉尘吸附寿命检测步骤：S11.收集滤网粉尘吸附寿命的标定数据并形成数据库；S12.实时检测过滤网与风机之间的夹层的气压值和计算功率，将计算功率在数据库中对应的气压值与检测的气压值进行比较，若偏差在设定的第一阈值内，则进行下一步，否则继续重复本步骤；S13.进行光学照度测试，检测滤网HEPA层表面的灰阶值，判断灰阶值落入的第一设定区间，达到第一危险区间时报警；结合滤网前后气压变化、风机功率和滤网表面灰度值等参数综合判断滤网寿命阶段，使得净化器的滤网寿命提醒功能更为精准，适应不同的环境变换，有效评估滤网的寿命，数据精确可靠，避免车内二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及过滤器测试领域，更具体地，涉及一种车载净化器滤网寿命检测方法。
背景技术
目前的车载空气净化器多数有过滤网更换的自动提醒功能，该自动提醒功能对于滤网的寿命检测逻辑多数是以累计开机使用的时间到达一定的时间周期来提醒更换，如设置累积使用360小时即提醒更换滤网，而该自动提醒功能忽略了影响滤网寿命的众多因素，导致消费者质疑产品的滤网更换自动提醒功能，如将净化器在我国北方雾霾天气中使用，其空气质量的低下导致了净化器中的滤网在短时间内就报废导致失去净化作用，但系统没有及时提示，继续使用报废的滤网则容易产生二次车内污染；而车载空气净化器除了去除粉尘的功能，还具有去除有害气体的功能，一般轿车的车内空间约为3立方米，而净化器的过滤网的体积较小，目前多数厂家采用复合过滤网，既可以去除粉尘，又可以吸附有害气体，而对于符合过滤网的寿命只是用开机时间累计或粉尘相关的指标来替代，没有考虑吸附有害气体的寿命，显然是不准确的。
故现有技术中存在车载净化器的过滤器寿命自动检测不准确，以及车载净化器没有对过滤器的有害气体的吸附寿命进行针对性检测，从而消费者不能有效评估过滤器的状态，导致过滤器没有最大化利用和过滤器不能及时更换造成二次污染。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种准确可靠的车载净化器滤网寿命检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种车载净化器滤网吸附寿命检测方法，包括粉尘吸附寿命检测步骤：
S11.收集滤网粉尘吸附寿命的标定数据并形成数据库；
S12.实时检测过滤网与风机之间的夹层气压值和计算风机功率，将计算风机功率在数据库中对应的夹层气压值与检测的夹层气压值进行比较，若偏差在设定的第一阈值内，则进行下一步，否则继续重复本步骤；
由于风机做功是需要克服过滤网的阻力，随过滤网的阻力上升，风机的功率也会上升，风机的功率与滤网阻力呈正相关，而检测过滤网与风机之间夹层的气压值，这是基于对比滤网前的气压值和滤网后的气压值，如果后者为前者的一半，证明滤网的阻力提增大了一倍，滤网的效率剩下50%，可判断为失效。可以看出风机的功率、过滤网与风机之间夹层的气压值这两个参数是跟滤网本身特征滤网阻力相关，而考虑设计成本相关，净化器系统风机是必须存在的，而功率参数容易测量，测量偏差较小，可用于作为标定的参考值，
本设计系统是只采用了一个气压传感器，该控制过程还可以采用另一种方式，另一种方式是使用两个气压传感器内外各布置一个做差值处理，而本方案只测量过滤器与风机夹层的气压值，对比数据库中风机功率对应标定的测试值，对系统算法较为简单，可第一步粗初步判断过滤网的寿命，设计的两个参数的偏差值百分比可以根据实际标定测试的结果合理分配。
S13.进行光学照度测试，检测滤网HEPA层表面的灰阶值，判断灰阶值落入的第一设定区间，达到第一危险区间时报警。
优选的，还包括与所述粉尘吸附寿命检测步骤同时进行的有害气体吸附寿命检测步骤，所述粉尘吸附寿命检测步骤或所述有害气体吸附寿命检测步骤其中一项指标达到设定危险阈值则报警。同时进行粉尘吸附寿命检测和有害气体吸附寿命检测，全面检测滤网的使用状态，及时发现其寿命终止更换滤网，避免二次污染。
所述有害气体吸附寿命检测步骤包括：
S21.检测车内VOC浓度值和净化器内过滤网和风机之间夹层的VOC浓度值，判断两者之间的差值落入的第二设定区间，达到第二危险区间时报警。
对于复合了颗粒状活性碳或活性碳纤维布的滤网，因为活性碳吸附有害气体的容量是固定的，随着使用时间累加，活性碳的吸附能力会下降。本申请利用车内未净化的空气中VOC浓度和净化后空气中VOC浓度的差值来代表滤网对VOC的吸附能力。
所述车内VOC浓度值和净化器内VOC浓度值分别通过外置VOC浓度传感器和内置VOC浓度传感器检测，外置VOC浓度传感器和内置VOC浓度传感器将检测数值输入处理器进行差值计算和落入第二设定区间的判断。
所述第二设定区间包括第四区间、第五区间和第六区间，所述第四区间为80%-100%，第五区间为79%-60%，第六区间为0-59%，其中第六区间为第二危险区间。
所述步骤S11中的标定数据包括风机电压U、风机电流I、净化器进风腔气压值Pa1、所述夹层气压值Pa2和滤网灰阶值L，还包括风机功率值P=风机电压U×风机电流I。
所述步骤S11包括：记录无粉尘环境下的初始数值风机电压Uo、风机电流Io、净化器进风腔气压值Pa1o、所述夹层气压值Pa2o、滤网灰阶值Lo和风机功率值Po，向净化器依次输入单位体积的粉尘，依次记录每一单位体积的粉尘输入后的风机电压Un、风机电流In、净化器进风腔气压值Pa1n、夹层气压值Pa2n、滤网灰阶值Ln和风机功率值Pn，当夹层气压值Pa2为净化器进风腔气压值Pa1的一半时，记录滤网寿命终止数据风机电压Uz、风机电流Iz、净化器进风腔气压值Pa1z、夹层气压值Pa2z、滤网灰阶值Lz和风机功率值Pz。所述第一阈值为±5%。
根据国标定义滤网失效的原理是滤网容尘饱和，即其空气通过压力损失50%以上，可以通过传感器检测过滤器失效时的变化特征来判断目前所处于状态。本申请结合该标准对滤网寿命进行有效评估，符合滤网实际性能，所得数据更加可靠。
所述步骤S13包括：通过照度传感器检测过滤网HEPA层表面的灰阶值；
所述第一设定区间包括第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为白、灰白，第二区间为浅灰、深灰，第三区间为浅黑、黑，其中第三区间为第一危险区间。
利用过滤器阻力的变化特征，在滤网和风机的之间的夹层中增加气压传感器来检查压力是否降到设定的失效气压。失效的气压可以通过实验测试过程中根据产品的风量和过滤材料决定，与应用环境无关，检测出来寿命相对客观。
利用转速恒定的风机，当过滤器失效阻力上升后，风机的因阻力增加，要维持恒定的转速需要克服新增加的过滤器阻力做功，会导致风机的功率增加，通过检测风机的电流和电压特征通过计算可以判断过滤器的失效情况。这种情况与应用环境无关，可相对客观检测过滤器的使用寿命。
本申请同时应用气压传感器和转速恒定的风机功率进行判断，数据更加精确。
再最后利用滤网的表面颜色变化特征，在净化器内用照度传感器检测过滤器表面的灰阶值是否达到设定的失效灰阶值来判断滤网的污染程度等级。失效灰阶值是滤网在集尘过程中，粉尘会使过滤器表面变黑，同时反射率会下降，灰阶上升，这特征是过滤器使用过程中的必然发生，与应用场景无关故用于判断滤网寿命更为合理。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供一种车载净化器滤网吸附寿命检测方法，同时进行粉尘吸附寿命检测和有害气体吸附寿命检测，全面检测滤网寿命情况，数据精确可靠；且结合滤网前后气压变化、风机功率和滤网表面灰度值等参数综合判断滤网寿命阶段，使得净化器的滤网寿命提醒功能更为精准，适应不同的环境变换，有效评估滤网的寿命，避免车内二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例车载净化器滤网寿命检测方法中传感器分布示意图。
图2为本发明实施例车载净化器滤网寿命检测方法流程图。
图3为本发明实施例车载净化器滤网寿命检测方法标定数据的数据库图表示意图。
其中，1为粉尘传感器，2为照度传感器，3为第一气压传感器，4为第二气压传感器，5为净化器进风腔，6为滤网，7为夹层，8为风机。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
如图1所示，一种车载净化器滤网寿命检测方法使用的净化器，包括依次连接的进风腔、滤网、夹层和风机，于净化器进风腔5内依次设置粉尘传感器1、照度传感器2和第一气压传感器，于夹层内设置第二气压传感器。同时于车内任意位置上安装外置VOC浓度传感器，于夹层中安装内置VOC浓度传感器（图中未示出）。
如图2所示，本实施例所公开的车载净化器滤网寿命检测方法，包括以下步骤：
同时实时进行粉尘吸附寿命检测和有害气体吸附寿命检测，当其中一项数据超出设定危险值时通过蜂鸣器报警提示更换滤网。
其中，粉尘吸附寿命检测包括：
S11.收集滤网粉尘吸附寿命的标定数据并形成数据库；
如图3所示，开启净化器，在粉尘传感器的数值为0时，记录无粉尘环境下的初始数值风机电压Uo、风机电流Io、净化器进风腔气压值Pa1o、所述夹层气压值Pa2o、滤网灰阶值Lo和风机功率值Po，以每5支香烟为单位体积的粉尘向净化器逐个单位体积地输入粉尘，依次记录每一单位体积的粉尘输入后的风机电压Un、风机电流In、净化器进风腔气压值Pa1n、夹层气压值Pa2n、滤网灰阶值Ln和风机功率值Pn；直到当夹层气压值Pa2为净化器进风腔气压值Pa1的一半时，判断此时为过滤器的粉尘吸附寿命终止。记录滤网寿命终止数据风机电压Uz、风机电流Iz、净化器进风腔气压值Pa1z、夹层气压值Pa2z、滤网灰阶值Lz和风机功率值Pz。
S12.第二气压传感器实时检测过滤网与风机之间的夹层气压值Pa2x并输入净化器的处理器，同时检测风机电压Ux和风机电流Ix输入处理器，计算风机功率值Pn=风机电压Ux×风机电流Ix，处理器调用贮存器的标定数据的数据库中风机功率Pn对应的夹层气压值Pa2n与实测气压值Pa2x进行比较，若偏差在设定的第一阈值即±5%内，则进行下一步，否则继续重复本步骤；
S13.进行光学照度测试，照度传感器检测滤网HEPA层表面的灰阶值输入处理器，处理器判断灰阶值落入的第一设定区间，达到第一危险区间时报警。第一设定区间包括第一区间、第二区间和第三区间，其中，第一区间为白、灰白，第二为浅灰、灰、深灰，第三区间为浅黑、黑，判断后在净化器的显示屏上进行输出显示，如果落在第三区间，表示过滤器粉尘的寿命终止并且通过蜂鸣器报警提示更换滤网。
同时，有害气体吸附寿命检测包括以下步骤：
S21.外置VOC浓度传感器检测车内VOC浓度值并输入处理器，内置VOC浓度传感器检测净化器内过滤网和风机之间夹层的VOC浓度值并输入处理器，处理器判断两者之间的差值落入的第二设定区间，达到第二危险区间时报警。所述第二设定区间包括第四区间、第五区间和第六区间，其中，第四区间浓度差值为80%-100%表示过滤网寿命好，第五区间浓度差值为79%-60%表示过滤网寿命中，第六区间浓度差值为59%以下表示过滤网寿命差，并在显示屏中显示，如果落在第三阈值，表示滤网的寿命终并且通过蜂鸣器报警提示更换滤网。
有害气体吸附寿命检测采用浓度的差值法比较，无需进行标定。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于，包括粉尘吸附寿命检测步骤：
S11.收集滤网粉尘吸附寿命的标定数据并形成数据库；
S12.实时检测过滤网与风机之间的夹层气压值和计算风机功率，将计算风机功率在数据库中对应的夹层气压值与检测的夹层气压值进行比较，若偏差在设定的第一阈值内，则进行下一步，否则继续重复本步骤；
S13.进行光学照度测试，检测滤网HEPA层表面的灰阶值，判断灰阶值落入的第一设定区间，达到第一危险区间时报警；
其中，所述步骤S11中的标定数据包括风机电压U、风机电流I、净化器进风腔气压值Pa1、所述夹层气压值Pa2和滤网灰阶值L，还包括风机功率值P=风机电压U×风机电流I；
其中，所述步骤S11包括：记录无粉尘环境下的初始数值风机电压Uo、风机电流Io、净化器进风腔气压值Pa1o、所述夹层气压值Pa2o、滤网灰阶值Lo和风机功率值Po，向净化器依次输入单位体积的粉尘，依次记录每一单位体积的粉尘输入后的风机电压Un、风机电流In、净化器进风腔气压值Pa1n、夹层气压值Pa2n、滤网灰阶值Ln和风机功率值Pn，当夹层气压值Pa2为净化器进风腔气压值Pa1的一半时，记录滤网寿命终止数据风机电压Uz、风机电流Iz、净化器进风腔气压值Pa1z、夹层气压值Pa2z、滤网灰阶值Lz和风机功率值Pz。
2.根据权利要求1所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：还包括与所述粉尘吸附寿命检测步骤同时进行的有害气体吸附寿命检测步骤，所述粉尘吸附寿命检测步骤或所述有害气体吸附寿命检测步骤其中一项指标达到设定危险阈值则报警。
3.根据权利要求2所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：所述有害气体吸附寿命检测步骤包括：
S21.检测车内VOC浓度值和净化器内过滤网和风机之间夹层的VOC浓度值，判断两者之间的差值落入的第二设定区间，达到第二危险区间时报警。
4.根据权利要求3所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：所述车内VOC浓度值和净化器内VOC浓度值分别通过外置VOC浓度传感器和内置VOC浓度传感器检测，外置VOC浓度传感器和内置VOC浓度传感器将检测数值输入处理器进行差值计算和落入第二设定区间的判断。
5.根据权利要求3所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：所述第二设定区间包括第四区间、第五区间和第六区间，所述第四区间为80%-100%，第五区间为79%-60%，第六区间为0-59%，其中第六区间为第二危险区间。
6.根据权利要求1所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：所述第一阈值为±5%。
7.根据权利要求1所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：所述步骤S13包括：通过照度传感器检测过滤网HEPA层表面的灰阶值。
8.根据权利要求1所述的车载净化器滤网寿命检测方法，其特征在于：所述第一设定区间包括第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为白、灰白，第二区间为浅灰、深灰，第三区间为浅黑、黑，其中第三区间为第一危险区间。
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