CN107530563B - 用于空气过滤监测的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述和要求保护的实现方式提供了空气过滤监测。在一个实现方式中，经网络从一个或多个空气过滤系统接收空气过滤数据。所述一个或多个空气过滤系统中的每一个被配置为通过使用至少一个主过滤器从空气中除去超细颗粒而将净化的空气提供到封闭空间中。空气过滤数据由一个或多个传感器捕获。基于至少一个监测参数来关联空气过滤数据，并且根据关联的数据生成空气过滤分析。在另一个实现方式中，从空气过滤系统中的控制器接收健康数据。使用一个或多个传感器捕获健康数据。根据健康数据生成健康监测分析，并且根据健康监测分析生成反馈。

Description

用于空气过滤监测的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求于2014年9月12日提交的题为“PersonalRespirators and Air Filtration Systems with Data Capture and Data AnalyticsThereto”的美国临时专利申请No.62/049,862；于2015年5月10日提交的题为“Small,Lightweight,Low Power,Personal Respirator with Low Face Velocity to RemoveUltrafine Particles”的美国临时专利申请No.62/159,314；以及于2015年7月14日提交的题为“Small,Lightweight,Low Power,Personal Respirator with Low Face Velocityto Remove Ultrafine Particles”的美国临时专利申请No.62/192,534的权益，以上每个申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开的各方面涉及空气过滤监测，更具体而言涉及使用一个或多个空气过滤系统监测健康和环境空气质量以及其它参数。
背景技术
空气污染是严重而复杂的全球性问题。长期暴露可能导致各种负面健康后果(例如，肺活量损失、哮喘、支气管炎、肺气肿以及可能的一些形式的癌症)。每年因暴露于空气污染而死亡数百万人。虽然空气污染一般被定义为直径小于10微米(“PM10”等级)的空气传播的颗粒，但是最危险的空气传播的微粒污染类别是PM2.5等级，其包括直径小于2.5微米的污染物颗粒。小于0.1微米(100纳米)的超细颗粒(“UFP”)因增强的潜在毒性和对呼吸系统以外的健康影响的作用而引起严重的健康风险。空气传播疾病(诸如细菌或病毒性疾病)也带来了全球性的健康问题。这些问题尤其涉及高度传染、严重或危及生命的疾病在人群中的出现和传播，特别是疾病对治疗有抗药性或难以用现有疗法治疗的情况。
常规的系统可以测量地理区域(诸如城市)内的当前污染水平。但是，这种测量常常并不指示该区域内的用户实际呼吸的空气的质量。例如，许多用户依靠空气过滤系统在吸入之前净化空气。常规的系统一般部署在地理区域内以监测环境空气的质量，因此缺乏监测用户呼吸的净化后的空气的质量的能力。
肺活量降低或遭受呼吸状况的个体可能特别容易暴露于空气污染和/或空气传播疾病。诊断和监测呼吸系统状况在空气质量低下的地区尤其具有挑战性。而且，肺活量降低的个体可能对高气流敏感，因而增强了监测空气过滤设备的运行参数的重要性。
考虑到这些以及其它观察结果，构想和开发了本公开的各个方面。
发明内容
本文描述和要求保护的实现方式通过提供用于空气过滤监测的系统和方法来解决上述问题。在一个实现方式中，经网络从一个或多个空气过滤系统接收空气过滤数据。这一个或多个空气过滤系统中的每一个被配置为通过使用至少一个主过滤器从空气中除去超细颗粒而将净化的空气提供到封闭空间中。空气过滤数据由一个或多个传感器捕获。基于至少一个监测参数来关联空气过滤数据，并且根据关联的数据生成空气过滤分析。
在另一个实现方式中，从空气过滤系统中的控制器接收健康数据，空气过滤系统被配置为通过使用至少一个主过滤器从空气中除去超细颗粒而将净化的空气提供到封闭空间中。使用一个或多个传感器捕获健康数据。根据健康数据生成健康监测分析，并且根据健康监测分析生成反馈。
本文还描述和陈述了其它实现方式。另外，虽然公开了多个实现方式，但是根据下面的具体实施方式，本公开的技术的其它实现方式对于本领域技术人员将变得明显，具体实施方式示出并描述本公开的技术的说明性实现方式。如将认识到的，在不背离本公开的技术的精神和范围的情况下，本公开的技术能够在各个方面进行修改。相应地，附图和具体实施方式在本质上应当被认为是说明性而不是限制性的。
附图说明
图1示出了空气监测系统，其包括可以在计算机服务器、计算设备或其它网络设备上运行的监测器，用于使用一个或多个空气过滤系统进行空气监测。
图2示出了包括在运行期间适配到用户的通电空气净化呼吸器的示例空气过滤系统。
图3示出了包括室内空气洁净器的另一个示例空气过滤系统。
图4A和4B分别绘出了示例通电空气净化呼吸器的侧视透视图和后视图。
图5示出了图4A-B的通电空气净化呼吸器的内部视图。
图6A和6B分别是通过图4A-B的过滤器模块的气流的主视图和侧视图。
图7示出了通过图4A-B的呼吸器进入面罩的气流路径。
图8A和8B分别示出了示例室内空气洁净器的俯视透视图和仰视透视图。
图9是示出通过图8A-B的室内空气洁净器的气流的截面图。
图10是示例个人呼吸健康用户界面。
图11是用于监测呼吸模式的示例呼吸健康用户界面。
图12是示例空气过滤分析用户界面。
图13是示例空气过滤系统的框图。
图14示出了用于空气过滤监测的示例操作。
图15是包括被布置成执行空气过滤监测操作的操作单元的电子设备的功能框图。
图16示出了用于健康监测的示例操作。
图17是包括被布置成执行健康监测操作的操作单元的电子设备的功能框图。
图18是可以实现本公开的技术的各种系统和方法的示例计算系统。
具体实施方式
本公开的各方面一般地涉及使用一个或多个空气过滤系统进行空气过滤监测的系统和方法，其中空气过滤系统被配置为除去超细颗粒(UFP)以将净化的空气提供到封闭空间中。在一个方面，空气过滤系统各自包括被配置为捕获空气过滤数据和/或健康数据的一个或多个传感器。使用这种数据，可以生成与空气过滤系统的运行参数、环境空气质量、净化的空气质量、用户健康等相关的分析。分析可以被输出，例如，用于在用户设备上显示和/或可以根据分析生成反馈。
图1是示例空气监测系统100，其包括在计算机服务器、计算设备或其它网络设备上运行的监测器102，用于空气过滤监测。在一个实现方式中，用户经由网络106(例如，互联网)访问监测器102和/或一个或多个空气过滤系统104并且与其交互。在另一个实现方式中，用户设备(例如，消费者设备108、管理员设备110等)本地运行监测器102，并且(一个或多个)空气过滤系统104使用有线或无线连接连接到用户设备。用户可以是但不限于消费者、管理员等。消费者可以是空气过滤系统104的一个或多个终端用户，并且管理员可以是出售、操作、管理和/或以其它方式监测空气过滤系统104的一方或多方，包括医师、健康诊所、健康实验室等。
网络106由一个或多个计算或数据存储设备(例如，一个或多个数据库112)用于实现空气监测系统100。用户可以使用通信连接到网络106的用户设备(诸如消费者设备108或管理员设备110)访问监测器102并与其交互。用户设备一般是能够与网络106交互的任何形式的计算设备，诸如台式计算机、工作站、终端、便携式计算机、移动设备、智能电话、平板电脑、多媒体控制台等。
服务器114可以托管空气监测系统100。服务器114还可以托管网站或应用，诸如监测器102，其中用户访问监测器102以访问监测系统100。服务器114可以是一个单个的服务器、每个这种服务器为物理服务器或虚拟机的多个服务器，或者物理服务器和虚拟机二者的集合。在另一个实现方式中，云托管系统100的一个或多个部件。一个或多个空气过滤系统104、由消费者108和管理员110采用的用户设备、服务器114以及连接到网络106的其它资源(诸如一个或多个数据库112)可以访问一个或多个其它服务器，以便访问用于空气过滤监测的一个或多个站点、应用、web服务接口等。服务器114还可以托管搜索引擎，其中空气监测系统100使用该搜索引擎访问和修改用于空气过滤监测的信息。
空气过滤系统104经网络106经由无线连接(诸如蓝牙)或者经由有线连接(诸如USB)与由消费者设备108和/或管理员设备110执行的监测器102进行通信。空气过滤系统104可以以类似的方式与其它计算设备(诸如智能手表、智能电话、平板电脑、计算机、音乐播放器、启用蓝牙的设备等)进行通信。
在一个实现方式中，空气过滤系统104包括用于捕获健康数据和/或空气过滤数据的一个或多个传感器116。传感器116可以包括但不限于一个或多个压力传感器、湿度传感器、温度传感器、颗粒传感器、心率传感器、二氧化碳传感器、氧化物传感器、臭氧传感器、一氧化氮传感器、麦克风、成像传感器等。这种数据可以存储在空气过滤系统104的存储介质中和/或使用控制器118传送到监测器102。作为示例，由传感器116捕获的数据可以被检索并存储在消费者设备108或管理员设备110上和/或经网络106上传到安全云中的数据库112。
一旦数据由监测器102获得，用户和其他许可方就可以以多种方式利用该数据。例如，医疗专业人员可以利用管理员设备110访问监测器102，以监测用户与规定的空气过滤方案的合规性。在一些实现方式中，监测器102获得健康数据，包括使用数据，诸如空气过滤系统104已经运行的日期、时间和持续时间。其它健康数据可以包括与以下有关的数据：空气过滤系统104的使用、指示消费者的状况或健康的数据、诊断、治疗有效性、用户症状等。在一个实现方式中，管理员通过利用管理员设备110登录到监测器102来访问一个或多个消费者的健康数据。消费者可以使用监测器102的设置来提供对管理员的访问。由于健康数据可以对消费者形成医疗建议以及可以评估空气过滤系统104对于改善消费者健康的作用，所以健康数据对管理员是有价值的。
在一个实现方式中，监测器102从传感器116获得心率测量、气流压力数据和其它健康数据。监测器102将气流压力数据与呼吸模式相关联以生成健康监测分析，包括与用户当前和/或未来的健康状况相关的预测。
由监测器102生成的健康监测分析可以被用于监测或间接推断消费者的各种健康状况。将来自传感器116的健康数据相关联以生成健康数据的基本构思包括：监测器102分析消费者的基线身体和健康状况，诸如随时间的呼吸曲线(吸气和呼气压力响应)。在一个实现方式中，监测器102制定在一段时间内的正常状况(诸如呼吸模式)的标准。为了增加测量技术的统计能力，监测器102可以利用在相对长的时间段内针对处于指定活动级别的受控环境条件下的多个消费者的大量数据。
在一个实现方式中，由与空气过滤相关的传感器116捕获的数据可与随时间变化的心率读数耦合，以用于监测健康和/或运动表现。从传感器116收集的关于压力的健康数据可以用于直接监测或间接推断消费者的呼吸模式。在一个实现方式中，监测器102使用健康数据(包括压力数据)来测量用力呼气量(FEV1)。正常呼吸与消费者的基线活动水平有关，因此基于消费者的活动可以有多个“正常呼吸”设置。尽管如此，一旦建立了基线“正常呼吸”模式，监测器102就可以基于与基线区别的呼吸模式的异常来生成健康监测分析，以区分消费者的健康与不健康状况。
健康监测分析还可以涉及空气过滤系统104的校准和气流、状况(例如，哮喘或COPD)的诊断、状况的监测、测试(例如，肺功能测试)、症状监测(例如，呼吸道症状监测)等。
监测器102可以生成实时反馈，包括对管理员设备110、消费者设备106和/或空气过滤系统104的关于消费者的健康状况的警告。监测器102可以以对空气过滤系统104的运行参数的建议或自动改变的形式生成反馈。例如，增大输送给患有肺部异常(诸如慢性阻塞性肺病(COPD))的个体的呼吸面罩内的气压可以大大改善呼吸。面罩内的过量压力有助于打开个体的肺部，这在肺部表现不佳的情况下实际上减轻了呼吸的工作。因此，监测器102可以通过与空气过滤系统104的控制器118通信来将压力增大大约10厘米水柱(3.93英寸水柱)或其它量，并且利用传感器116监测效果。监测器102可以向控制器118发送命令，例如，通过将呼气阀直径和硬度计改变为较小的孔和较硬的阀来增大面罩内的压力。这些改变允许面罩保持由设备的风扇生成的较高水平的气压。在某些实现方式中，可以选择呼气阀以使得系统在正常运行下可超过3厘米水柱(cm H2O)并且在最大输出下可超过8厘米水柱。作为说明，对于这个应用的有效阀门直径范围(9mm-30mm)和呼气阀的刚度范围可以是40A-70A的范围。根据本公开的某些方面，面罩内可实现的压力范围一般是1厘米水柱-11厘米水柱的范围。
例如，作为非限制性示例，17.5mm直径尺寸的压力水平允许系统被用作连续流CPAP机器，其具有当用户在接受治疗时向用户供应高度净化的空气(高于现有CPAP机器)的附加益处。
监测器102还可以以指令的形式向控制器118生成反馈，以将健康监测分析指示的药品和活性药物成分输送给消费者。例如，如果由监测器102生成的健康监测分析指示哮喘或COPD状况，则监测器102可以指示控制器118操作空气过滤系统104以施用所指示的量的哮喘药物(例如，沙丁胺醇)。
在一个实现方式中，监测器102获得量化空气过滤系统104的一个或多个操作方面的行为的空气过滤数据。空气过滤数据可以被从传感器116捕获、被关联并且存储在数据库112中。一旦运行呼吸器/过滤数据被收集，其可以根据至少一个监测参数(例如，空气过滤系统104和/或(一个或多个)消费者的参数)被关联，以生成空气过滤分析。空气过滤分析可以包括但不限于：空气过滤系统104的呼吸器分析，包括运行数据；使用分析，包括消费者使用模式、产品使用研究、使用合规性以及扩展使用；健康分析，包括环境健康和用户健康；设备分析，包括连接设备运行和产品性能；人口分析；媒体分析，包括社交媒体、营销和社交分享；等。监测器102可以以警告、警报和/或其它类型的结构化报告的形式将空气过滤分析输出到消费者设备108、管理员设备110、空气过滤系统104等。
在一个实现方式中，管理员是空气过滤系统104的制造商或管理者，并且管理员使用管理员设备110访问由监测器102生成的空气过滤分析。空气过滤系统104的有效监测使得管理员能够验证空气过滤系统104的操作方面，并且能够检查、分析和验证与空气过滤系统104交互的消费者的健康。
空气过滤分析可以被用于分析消费者的微环境或微气候。微环境或微气候一般是局部的大气区，其中温度、湿度、大气压力、颗粒数和其它环境空气因子的平均变化模式与周围区域不同。微气候可以小到几平方英尺或者大到很多平方英里。微气候存在于：例如可以冷却当地大气的水体附近；城市和城市周围，在那里砖、混凝土和沥青吸收太阳的能量并且建筑物改变风的模式；公路和道路周围，在那里车辆产生各种排放物，并且轮胎研磨和分散颗粒；以及农村和农业区，在那里植被差异导致不同的水分、温度和颗粒浓度。在一个实现方式中，空气过滤分析与微气候和微环境相关，这二者都是从时间和/或地理空间的角度。
在一个实现方式中，监测器102检查、清洁、变换和/或建模可以是结构化或非结构化的大量捕获的空气过滤数据，以生成或以其它方式发现有用的信息和/或相关性，建议结论，并支持业务决策。监测器102可以生成一个或多个离散的分析值，其可以被用于量化空气过滤系统104的性能，其中最初从空气过滤系统104获得空气过滤数据。在一个实现方式中，监测器102处理从传感器116获得的空气过滤数据以生成空气过滤分析，其量化空气过滤系统104的性能的一些方面和/或消费者的特点。例如，可以处理和分析空气过滤数据，以验证呼吸器和/或空气过滤系统的操作方面；识别对应于呼吸器/空气过滤系统的消费者使用模式；识别潜在的呼吸器/空气过滤系统性能改进；执行呼吸器/空气过滤系统的使用合规性和报告；生成呼吸器/空气过滤系统的环境和健康相关性，等。
应当认识到，可以根据至少一个监测参数生成健康监测分析和/或空气过滤分析，其中监测参数包括消费者的集合(例如，针对一个消费者或一组消费者)、由传感器116捕获的一种或多种数据类型(例如，压力、温度、颗粒检测、心率等)、一个或多个行为模式(例如，消费者的行为模式、空气过滤系统104的操作模式等)、监测区域(例如，一个或多个封闭的空间)、环境监测区域(例如，其中部署有空气过滤系统104的一个或多个区域)，等。
为了开始对空气过滤系统104的示例的详细描述，参考图2和3，它们分别示出了包括通电空气净化呼吸器和室内空气洁净器的空气过滤系统104。应当认识到，图2-3中所示的空气过滤系统104仅仅是示例性的，并且空气过滤系统104可以包括用于净化空气的任何设备，包括个人呼吸器，室内空气洁净器，加热、通风和空调(HVAC)系统，独立式系统，系统集成的空气过滤系统等。空气过滤系统104的系统和方法可以类似于2015年6月4日提交的标题为“Systems and Methods for Removing Ultra-Fine Particles from Air”的国际专利申请No.PCT/US2015/034260和/或于2015年7月2日提交的标题为“Room Air CleanerSystems and Methods Related Thereto”的国际专利申请No.PCT/US2015/039127中描述的系统和方法。这些申请中的每一个的全部内容通过引用被结合于此。
首先转到图2，在一个实现方式中，空气过滤系统104包括形式为通电空气净化呼吸器的空气净化器202，其被配置用于除去UFP以向封闭的空间提供经过滤的空气，其中封闭的空间可以是但不限于利用一根或多根带子210适配到用户的面罩204。可以以各种朝向提供带子210，包括但不限于一根或多根头带、沿着用户的下颌轮廓的颈部附连、头盔等。
在一个实现方式中，一个或多个软管208将面罩204连接到位于出口206处的空气净化器202。软管208可以与面罩204和/或空气净化器202分离。在一个实现方式中，软管208从空气净化器202到面罩204向近侧逐渐变细，从而允许较低的压降通过空气过滤系统104。
软管208的逐渐变细还可以允许软管208延伸通过便携箱214的带子，便携箱214可以是但不限于邮差包、公文包、背包、钱包和其它被配置为便于携带空气净化器202的袋子或箱子。在插入便携箱214的带子之前，盖子可以包裹在软管208周围。盖子可以由例如氨纶或类似材料形成，并且可以包括附连机构，诸如配对的钩和环。
便携箱214可以包括各种口袋、开口、检修面板等。例如，便携箱214可以包括一个或多个通气口116，空气净化器202通过该通气口吸取外部空气以进行过滤。在一个实现方式中，便携箱214包括口袋或类似的附连机制用以支承用户设备212，用户设备212可以是消费者设备108或管理员设备110。在另一个实现方式中，用户设备212包括具有附连机制(诸如用于将用户设备212附连到便携箱214或用户的夹子、闩锁、紧固件、扣环、销、钩等)的箱子120。
用户设备212与空气净化器202通信，用于控制空气净化器202的运行。用户设备212一般是任何形式的能够与空气净化器202交互的计算设备，诸如移动设备、平板电脑、个人计算机、多媒体控制台、机顶盒等。用户设备212可以经由有线(例如，通用串行总线(USB)线缆118)和/或无线(例如，蓝牙或WiFi)连接与空气净化器202通信。除了控制空气净化器202的运行，用户设备212还可以用于监测空气净化器202的性能，包括过滤和收集效率、功率消耗、系统压力、气流速率等。用户设备212还提供关于功率水平、风扇速度、过滤器寿命和压力警报的实时信息。
在一个实现方式中，空气净化器202以小于或等于5cm/s的低迎面风速(facevelocities)实现低于10e-9的极高的过滤效率。在这种迎面风速下，空气净化器202对低至0.01微米具有99.99999％的过滤效率。空气净化器202过滤UFP和(例如，低于300nm至10nm及以下)以及类似大小的病原体。常规的无源面罩无法实现可比较的过滤，部分原因是用户的吸气能力。这种无源面罩中较小的孔隙尺寸将导致用户在吸气期间试图通过空气净化器202吸取空气时感觉到的阻力大大增加。因此，这种无源面罩对于小于300nm的颗粒尺寸不能实现可比较的过滤效率。其结果是，常规的无源面罩不能过滤低于100nm的UFP，并且不能防止病原体(诸如危险的流感病毒、普通感冒和尺寸小于100nm的其它病原体)的侵入，其中UFP可以通过肺中的肺泡扩散到血液中并沉积在脑或其它重要器官中，从而造成或加剧疾病(诸如痴呆、阿尔茨海默氏病等)。
空气过滤系统104结合正空气流，正空气流在正常呼吸期间提供增加的舒适性并且防止由于面罩208周围的泄漏路径导致的污染，该泄漏路径是由于吸气或喘气引起的瞬时负压力梯度造成的。例如，空气过滤系统104可以以大约50和300标准升每分钟(“SLM”)之间的流速输送正压空气。
参考图3，在一个实现方式中，空气过滤系统104包括形式为室内空气洁净器的空气净化器202，其包括具有空气入口220、空气出口222和多个轮224的外壳218，其中多个轮224便于空气净化器202重新定位。空气净化器202向室内或其它封闭空间中的一个或多个用户提供净化的空气。空气净化器202可以在保育室使用，从而向婴儿提供净化的空气，同时允许用户例如经由用户设备212监测婴儿的呼吸。
在一个实现方式中，空气入口220将来自房间的环境空气吸取到外壳218中以进行净化，并且经由空气出口222将净化的空气再循环到室内。换言之，空气净化器202除去室内的环境空气中的UFP和空气传播的病原体，并将净化的空气再循环到室内。在一个实现方式中，空气净化器202将通过外壳218的气流分离成过滤气流和再循环气流，由此实现高过滤效率和高功率效率。
空气净化器202以低于再循环气流的速率生成过滤气流。在过滤期间相对较低的气流速率在主过滤器处实现了低迎面风速，这提供了高过滤效率。在某些实现方式中，提供给主过滤器的表面的过滤气流被以低迎面风速提供，例如，以小于5cm/s、小于4cm/s、小于3cm/s、小于2cm/s、小于1cm/s等迎面风速提供。例如，在过滤期间，过滤气流具有低至99.9999的颗粒效率。一旦空气净化器202中的主过滤器两端的过滤气流从大约400立方英尺每分钟(CFM)减小至100CFM，颗粒迎面风速就下降到大约0.25厘米每秒，此时过滤效率低于10-10。因为包括尺寸小于100纳米的颗粒的UFP通过肺中的肺泡扩散并沉积在诸如脑和胰腺的末端器官中，所以空气净化器202将诸如保育室118的房间对于10纳米及以下的颗粒过滤到低于10-10的水平。虽然以较低的速率生成过滤气流以提高过滤效率，但是再循环气流维持在高速率以确保经过滤的空气分布在整个房间中。
除了过滤气流与再循环气流的分离，空气净化器202还通过使用高表面积膜过滤器，使用堆叠的轴向过滤风扇并且可选地使空气净化器202中的电子器件远离经过滤的气流(将其分离和除去)来实现高效率，如本文所述。高表面积膜过滤器提高了过滤效率，而堆叠的轴向过滤风扇降低了空气净化器202的功率消耗而不牺牲静压力。使电子器件远离经过滤的气流消除或以其它方式减少了来自电子器件的挥发性有机化合物(VOC)污染的可能性。
如本文所述，图2和图3中所示的空气过滤系统104可以具有一个或多个传感器116以及控制器118，以监测和/或控制空气过滤系统104的运行以及监测空气质量。
参考图4A-图7描述形式为通电空气净化呼吸器的空气净化器202的示例内部部件和通过空气净化器202的气流。转到图4A和4B，示出了空气净化器202的侧视透视图和后视图。在一个实现方式中，空气净化器202包括用于包封空气净化器202的内部部件的外壳300。例如，外壳300可以包括具有顶壁304、底壁302、侧壁306和308以及后壁312的框架(chassis)外壳。在一个实现方式中，前壁310是可移除的盖子，当其附连或固定到框架外壳时封住空气净化器202的内部部件。
在一些实现方式中，壁302-312中的一个或多个可以配置有开口，以提供对内部部件的访问，使空气净化器202的气流能够进入/离开，等。例如，顶壁304可以包括开口或其它类型的访问端口，以允许对内部部件(例如，主过滤器模块)的访问和更换，并允许空气从空气净化器202流出，如本文所述。在一个实现方式中，底壁302包括开口或其它类型的访问端口，以允许空气进入网314的附连/集成，和/或允许对其它内部部件的访问和更换。后壁312可以包括附加的盖子(例如，盖子316-320)，盖子用于访问支承内部部件的隔间。例如，盖子316可以被用于访问预过滤器，并且盖子318和320可以被用于访问电池。但是，应当认识到，可以包括更多或更少的盖子，用于访问各种不同的内部部件。
而且，虽然图4A中所示的可移除的盖子310延伸了框架外壳的整体长度，但是本公开不限于此。例如，在某些实现方式中，框架外壳可以被一个或多个盖子部分包封，该一个或多个盖子部分沿着框架外壳的部分延伸，例如，使得第一盖子部分包封框架外壳的包括机械和电气系统部件的一部分，并且第二盖子部分包封框架外壳的包括主过滤器模块的一部分。
外壳300可以是各种形状和尺寸，并且可以由轻质耐用材料构造。作为非限制性示例，用于构造外壳300的合适材料包括阳极氧化铝、钛、钛合金、铝合金、纤维核不锈钢、碳纤维、KevlarTM、聚碳酸酯、聚氨酯，或所述材料的任何组合。
在一个实现方式中，空气最初通过附连或集成在外壳300的底壁302处的空气进入网314进入空气净化器202。虽然示出空气进入网314布置在外壳300的底部，但是本公开不限于此，并且替代的配置和朝向在本公开的范围内。例如，空气进入网314可以被配置在任何其它壁304-312上。在一个实现方式中，空气进入网314是附接到外壳300的单独部件。在另一实现方式中，空气进入网314作为整体部件集成到外壳300中。空气进入网314可以由轻质耐用材料构造。
如本文所述，空气进入网314提供针对大微粒物的初始保护，以及为未过滤的空气提供低阻力入口。如图所示，空气进入网314可以稍微向上延伸到侧壁306和308，从而使得即使它被放在将阻挡位于底壁302上的空气进入网314的大部分孔的表面上，也可允许空气进入空气净化器202。
如从图5可以理解的，在一个实现方式中，空气进入网314充当让未过滤的空气进入呼吸器104的初始进入口，因此也是大颗粒过滤的第一区域。空气进入网314的开口的尺寸和间隔使得每个开口足够大以减少空气被吸入空气净化器202的阻力，并且足够小以防止非常大的颗粒进入空气净化器202。在一个实现方式中，空气进入网314中的开口一般是平行布置的厚度和直径有限的圆柱体。开口的平行布置允许与开口数量直接相关的流动阻力线性减小而不牺牲最小开口尺寸，最小开口尺寸进而决定了允许通过开口的颗粒的大小。
在一个实现方式中，空气通过空气进入网314被拉入一个或多个风扇324。在另一个实现方式中，在空气通过空气进入网314进入空气净化器202之后，使用风扇324通过一个或多个预过滤器322吸取空气。预过滤器322过滤可能在风扇324和/或主过滤器模块326上潜在地积聚和/或使其损坏的大颗粒，这种大颗粒会降低过滤器模块326内的主过滤器330的寿命。
预过滤器322可以具有任何合适的过滤器孔隙尺寸，并且可以以打褶或无打褶配置形成。例如，预过滤器322的孔隙尺寸可以在大约0.1微米至900微米的范围内。这样的孔隙尺寸和打褶/无打褶配置一般产生非常低的压降。预过滤器322可以由在高效微粒俘获(HEPA)等级过滤器中使用的各种合适的过滤材料形成。例如，预过滤器322可以由聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、活性炭、浸渍的活性炭或者所列材料的任何组合形成。这些材料也可以可选地被静电充电。在一个实现方式中，预过滤器322是单个的打褶或片材材料。在另一个实现方式中，预过滤器与其它期望的材料共同打褶或层压，以获得组合的益处。作为非限制性示例，预过滤器322可以被配置为与活性炭、高锰酸钾浸渍的活性炭材料等共同打褶的0.5微米PET材料。在其它实现方式中，预过滤器322可以包括一个或多个疏水层，例如为了极小化水分/水侵入系统。(一个或多个)疏水层可以具有一般的大的孔隙尺寸(例如，直径大约1微米)。作为示例，PET材料可以过滤0.5微米及以上的颗粒，活性炭可以过滤挥发性有机化合物(VOC)、较小的酸性(SOx/NOx)气体分子等并且除去臭味/气味，并且疏水层可以极小化水分/水的侵入。
风扇324部署在主过滤器模块326的空气入口328附近。在一个实现方式中，风扇324沿着预过滤器322和主过滤器模块326之间的空气路径部署。风扇324生成正压气流，该气流将空气从外部通过空气进入网314通过预过滤器322拉入主过滤器模块326，并将空气通过过滤器模块出口334从空气出口端口332排出。在一个实现方式中，一个或多个风扇324以高静水压力(例如，3-5英寸水柱)运行并生成高达300SLM的高流速。在某些实现方式中，为了实现主过滤器模块326的高效率，风扇324在大约50和300SLM之间运行。风扇324可以以各种速度运行，例如低(100SLM)、中(130SLM)和高(180SLM)。在风扇324周围可以有隔音材料。材料可以是但不限于硅树脂。
在一个实现方式中，一个或多个风扇324包括串联堆叠的轴向风扇配置(堆叠)中的多个风扇。并不意图受到理论的限制，与并联配置(即，两个风扇布置在彼此旁边)相反，串联(堆叠)配置允许增加性的压力输出，而并联配置导致总体流量的增加。在一个实现方式中，风扇324提供超过70000小时的运行时间。
可以通过将多个风扇324包括在具有反向旋转的两级轴向叶轮的堆叠配置中来增大空气净化器202的静压。在一个实现方式中，如上所述，提供两个或更多个堆叠的风扇324，它们在相反的方向旋转，上游风扇具有比下游风扇高大约8-10度的俯仰角(pitchangle)。
风扇324通过空气入口328将空气引导到主过滤器模块326中。主过滤器模块326可以被配置为包括一个或多个主过滤器330和可选的(一个或多个)后过滤器。在一个实现方式中，主过滤器330平行于气流的方向取向。在另一个实现方式中，主过滤器330相对于气流的方向以一定角度取向。也可以构思其它配置和朝向。在一个实现方式中，主过滤器模块326包括压力传感器摄取口338和压力传感器摄取336，以在运行期间测量主过滤器模块326内的压力。空气净化器202还可以包括压力传感器芯片348，压力传感器芯片348被配置为从空气净化器202的外部发送压力读数从而由控制器340进行分析和记录，控制器340可以基本类似于控制器118。
如本文所述，空气净化器202可以包括一个或多个预过滤器322、主过滤器330和后过滤器。作为非限制性示例，可以包括一个或多个可选的炭后过滤器、一个或多个可选的炭预过滤器和一个或多个主过滤器330。在某些方面，可以将后过滤器添加到系统中以增加保护，例如防止吸入VOC、防止可能从任何过滤器322或330或系统中使用的胶等发生的任何放气(outgassing)。可以使用任何合适的过滤材料作为预过滤器322和后过滤器，作为非限制性示例，包括已经被适当地处理以防止放气和细微粒从碳过滤器本身排出的活性炭过滤材料。但是，可以使用任何合适的过滤材料，并且本公开不限于活性炭。另外，可以使用任何合适的过滤材料作为主过滤器330，包括但不限于复合过滤介质。
例如，作为非限制性示例，主过滤器330可以包括任何HEPA类型的膜材料，例如由惰性材料(诸如PTFE、PET材料、活性炭、浸渍的活性炭或所列材料的任何组合)制成，孔隙尺寸为0.1微米至0.3微米。这些材料也可以可选地被静电充电。在一个实现方式中，主过滤器330是单个打褶的或片材的材料。在另一个实现方式中，主过滤器330与其它期望的材料共同打褶(co-pleat)或层压，以获得组合的益处。作为非限制性示例，主过滤器330可以是复合材料，包括使用热过程(无粘合剂)共同打褶或基于粘合剂的接合的多于一层的过滤材料，以附连一个或多个附加层的过滤材料、承载材料、用于增加的系统保护的活性炭、浸渍的活性炭等。在一个实现方式中，使用基于粘合剂的接合，采用具有低放气或无放气的粘合剂。换言之，可以通过将附加层接合、共同打褶、层压或以其它方式附连到合适的过滤材料来形成主过滤器330。
在一个特定的实现方式中，主过滤器330包括添加到过滤堆叠中的额外的超高分子重量聚乙烯(UHMWPE)层，以提高过滤效率。主过滤器330的层可以以任何合适的方式(例如，通过热接合、卷边、粘合剂等)固定/接合。在某些实现方式中，可以通过将其载入整理机(collator)使边缘卷边并打褶在一起来接合主过滤器330的层。在其它实现方式中，可以使用厚度在大约0.5盎司每平方码至3盎司每平方码之间的范围(例如，1盎司每平方码)的粘合剂。并不意图受理论的限制，粘合剂可以增加主过滤器330的阻力，这会对系统造成压降并增加压降。因此，在一个实现方式中，尽可能薄地形成UHMWPE膜。替代地或附加地，可以减少或除去任何粘合剂从而降低压降并减少放气和从其排出的VOC。如果期望，还可以添加活性炭以除去VOC(臭味和化学烟雾)。
在另一个特定的实现方式中，主过滤器330包括多个热附连层，包括第一PE/PET层、活性炭层、第一PTFE膜层、第二PE/PET层、第二PTFE膜、第三PE/PET层、第二活性炭层和第四PE/PET层。活性炭层除去VOC。
在一个实现方式中，空气净化器202在主过滤器330的表面处提供小于或等于5cm/s、4cm/s、3cm/s、2cm/s或1cm/s的颗粒速度(迎面风速)。在该迎面风速的情况下，空气净化器202中的主过滤器330的收集效率大于99.99％、99.999％、99.999％、99.9999％或99.99999％，这大大胜过常规的正压呼吸器和过滤器。另外，与使用较高的迎面风速(例如，大于5cm/s)相比，使用小于或等于5cm/s、4cm/s、3cm/s、2cm/s或1cm/s的迎面风速也会产生主过滤器330两端的较低的压降，这有益于总体系统效率(例如，对风扇324的较少的需求)。
在一个实现方式中，空气净化器202对低至0.01微米具有99.99999％的过滤效率。空气净化器202利用复合过滤介质与优化的流速组合向一个或多个用户提供高度洁净的正压空气，而不管用户的肺部输出或大小如何。空气净化器202可以以高达和大于300SLM(标准升每分钟)、100-300SLM、100-200SLM等的流速输送正压空气。这允许具有大的肺容积的用户以高的操作水平利用空气净化器202，从而使其成为可用于高污染城市环境和高微粒职业区域的通用平台。
如本文所述，除了优异的过滤效率，空气净化器202还实现了功率消耗降低。一般而言，过滤器随时间的功能对电源342的性能和效率有直接影响。例如，当过滤器负载有颗粒时，过滤器的整体电阻增加。当过滤器电阻增加时，其需要从电源342输出多于无负载状态下的能量，从而以设置的流速/迎面风速驱动风扇324。因此，在一些实现方式中，呼吸器包括预过滤器322以延长主过滤器330的寿命并降低功耗。电源342可以利用但不限于直流(DC)、交流(AC)、太阳能发电，电池电力等。在一个特定的实现方式中，电源342包括可以用DC 15V电源适配器再充电的一个或多个锂离子电池。在这种情况下，每个电池在100SLM情况下的运行时间为大约12.87小时，在130SLM情况下的运行时间为大约8.36小时，在180SLM情况下的运行时间为大约4.5小时。
在一个实现方式中，控制器340通过控制一个或多个电源342的充电和放电来管理空气净化器202的功率消耗。如本文所述，控制器340接收来自用户设备212的输入和/或对空气净化器202的控制，并且作为响应，激活一个或多个风扇324以用于以各种流速提供通过空气净化器202的气流。在一个实现方式中，用户设备212经由连接346(例如，有线连接或无线连接)与呼吸器102通信。控制器340还可以根据电源342的充电水平来更改风扇324的速度，并且可以将通过电源连接器344提供的输入电力转换成电源342的适当的充电电压和电流。控制器340还经由连接346与监测器102进行通信，以监测和/或管理空气净化器202的运行以及空气质量。
图6A和6B示出了通过主过滤器模块326的气流。当通过空气入口328进入主过滤器模块326时，气流沿着沿着主过滤器模块326的侧面354的一段通过主过滤器330的一条或多条路径被指引通过过滤器模块出口334。经过滤的空气在通过空气出口332被输出之前在净化空气部分356中组合。
转到图7，示出了具有逐渐变细的直径的示例软管208。在一个实现方式中，软管208的直径向近侧逐渐变细。软管208的这种逐渐变细的配置可以通过便携箱的便携带固定，使得软管208保持固定在带子内部，不碰到用户。而且，与单个较大直径的软管相比，逐渐变细提供了通过空气过滤系统104的较低压降。
多个传感器可以位于整个气流路径中并与控制器340通信。在一个实现方式中，控制器340接收压力读数并利用读数来确定各个位置处的压降，其中各个位置包括但不限于空气进入网314、预过滤器322、主过滤器模块326(例如，基于过滤器和风扇324之间的间隙358)、靠近出口332的后过滤器、软管208、面罩204和面罩204内的挡板阀。由于几何变化和限制，这些区域可能经受压降。
在一个实现方式中，使用以下式子计算整个空气过滤系统104的压降：
Figure BDA0001273255630000191
在这里，PH是由风扇324输出的静水压力，Pi表示呼吸器102的可能造成压降的每个方面。例如，使用上面详述的来自每个部件的压力读数，式子将是：
PH≥Pgrate+Ppre+Pgap+Pfilter+Ppost+Ptube+Pmask+Pflap
每个部件的压降的和不能超过风扇324能够产生的总静水压力。在一个实现方式中，风扇324能够以3英寸水柱(IW)的压力来运行，上限运行输出为4.8IW。另外，在一个实现方式中，空气净化器202以100标准升每分钟(SLM)的正常流速运行，最大流速为200SLM。
然后，在一个实现方式中，过滤器(例如，预过滤器322、主过滤器330、后过滤器等)两端的压降可以被用于确定过滤器是否需要更换。例如，当过滤器接近其寿命终止时，通过过滤器的气流减少，造成过滤器两端的压降降低。一旦压降已经下降到阈值以下，控制器340就可以触发指示器提醒用户需要更换过滤器。在另一个实现方式中，空气压力数据可以与使用数据结合使用，以更好地确定过滤器是否需要改变。
控制器118可以包括控制器340，并且关于图4A-7描述的空气净化器202的各种操作可以由监测器102使用控制器340来控制。另外，传感器116可以包括用于检测颗粒、测量压力、监测风扇速度和/或关于图4A-7描述的其它运行参数的各种传感器，其中使用传感器116捕获的健康和/或空气过滤数据被传送到监测器102，以便经由控制器340进行分析。
在一个实现方式中，一个或多个颗粒检测器252被配置为检测一个或多个、两个或更多个或者三个或更多个颗粒检测水平。例如，颗粒检测器252可以包括三个主要的检测水平，诸如>PM2.5、PM2.5和PM10。颗粒检测器252可以利用各种技术来检测各种尺寸的颗粒，其中各种技术包括但不限于激光颗粒计数器、光学颗粒计数器、TOF颗粒分粒器、惯性分类器、低压微孔冲击器和/或光学显微镜。控制器340获得颗粒数，并将其传送到监测器102进行分析。
转到图8A-9，提供了形式为室内空气洁净器的空气净化器202的示例内部部件和通过空气净化器202的气流的描述。如图8A-B中所示，在一个实现方式中，使用一个或多个过滤风扇212将环境大气从房间通过预过滤器208吸入外壳218中，进入过滤箱210。在一个实现方式中，过滤箱210包括在远侧表面404和近侧表面402之间延伸的一个或多个表面400，其中过滤风扇沿着远侧表面404和预过滤器408之间的空气路径部署，并且近侧表面402相对于通气孔406定位。
参考图9，在一个实现方式中，环境空气通过部署在空气入口220处的一个或多个入口通气孔500被吸入空气净化器202中，空气入口220可以定位在外壳218上的任何地方，包括但不限于远侧表面204或者一个或多个侧表面200。入口通气口500可以包括格栅以过滤大微粒。通过入口通气口500吸入空气并且使用一个或多个过滤风扇504将空气指引到主过滤器502。换言之，过滤风扇504生成通过主过滤器502的过滤气流。过滤风扇504可以在如本文详细描述的堆叠配置中定向。
在一个实现方式中，通过使用一个或多个再循环风扇508经由再循环空气入口506吸入空气来生成再循环气流。再循环空气入口506可以被格栅保护，并且可以包括一个或多个预过滤器322，如本文所述。通过空气出口222处的一个或多个出口通气口510输出净化的空气。因此，空气净化器202将空气过滤与空气再循环分离，由此增强效率。
空气净化器202可以包括一个或多个差压传感器(例如，压力传感器512和514)。在一个实现方式中，压力传感器512测量外壳218的腔体相对于大气的压力。因此，压力传感器512有效地测量可能存在于主过滤器502上的任何微粒负载，微粒负载会造成腔体和大气之间的压差的增加。在一个实现方式中，一旦该压差达到并超过预定的压降，控制器118上的指示器LED将亮起，发出信号通知主过滤器502需要更换。替代地或附加地，空气净化器202可以向用户设备212发送警报或者生成包括视觉、音频、触觉等的其它警报。
主过滤器502可以包括总面积为100-504平方英尺(例如，100、125、150、175、200、225、250、275、504平方英尺)的一层或多层负载承载材料和过滤材料。在一个实现方式中，主过滤器502构造在100CFM流速的情况下以0.25cm/s的迎面风速为空气净化器202提供对于低至10纳米的微粒的10-10的效率。该效率允许过滤器捕获UFP和空气传播的病毒，防止用户116吸入危险的颗粒。主过滤器306的大的表面积过滤纳米颗粒(诸如病毒、烟雾、猫皮屑和其它过敏原)，对于30nm尺寸的颗粒，收集效率优于99.99999％。通过这样的收集效率，去除细颗粒不需要压降密集(intensive)的活性炭过滤器。
更特别地，因为主过滤器502的尺寸是大的过滤器，所以迎面风速非常小。在一个实现方式中，空气净化器202以200CFM运行，其为5663l/min标准升每分钟(SLM)。在美国，使用200CFM的净化器的房间大小评级为404平方英尺(27.9平方米)。该评级意味着在404平方英尺(27.9平方米)的房间内将有5次空气变化每小时(ACH)。200CFM(5663SLM)的流速相当于大约1.2cm/s的过滤器迎面风速。该迎面风速非常慢，从而提高了收集效率。使用较大的尺寸的另一个优点是主过滤器502上的压降非常小。以200CFM运行的空气净化器202在主过滤器520两端将仅有0.18英寸(0.47cm)的压降，从而允许较慢的风扇速度并且降低噪声水平和功率消耗。
在一个实现方式中，如图9中所示，过滤风扇504通过主过滤器502，通过外壳218的内部并通过出口通气孔510吸取空气。过滤风扇504可以包括如本文所述的任何合适的风扇配置。例如，过滤风扇504可以被配置为在1cm/s颗粒迎面风速的情况下以500CFM的最大流量生成2.4英寸水柱的静压力。在一个实现方式中，过滤风扇504包括一个风扇以移动足够的空气，从而过滤给定容积的空气。在另一个实现方式中，过滤风扇504包括串联放置的多个风扇，以增大空气净化器202中的整体头部静压力。
在一个实现方式中，压力传感器514部署在外壳218的内侧，从而一般地充当控制器。压力传感器514可以被配置为监测头部压力并控制过滤风扇504。例如，传感器可以调节过滤风扇504的功率，以维持由控制器118和/或用户设备212设定的流速。在一个实现方式中，压力传感器514被设定为0.3英寸水柱。
再循环风扇508可以是部署在空气出口222附近的高流量风扇，以从房间吸取环境空气并循环所有空气，由此在空气入口220处指引未过滤的空气。在一个特定的非限制性示例中，再循环风扇508具有大约600CFM的最大流量生成。出口通气口510可以包括格栅以防止碎屑落入空气净化器202并防止任何儿童将他们的手放入空气净化器202中并被再循环风扇508伤害到他们自己。
在一个实现方式中，主过滤器502包括高表面积(例如，100-504平方英尺)的过滤膜材料，使得能够在1cm/s迎面风速的情况下以500CFM运行，由此实现99.9999％的过滤效率。在一些情况下，单个颗粒可能足以造成感染。在一个实现方式中，空气净化器202因而被配置为从房间中去除所有颗粒。例如，考虑一个容积为1152立方英尺的大房间，其中含有浓度为16000每立方米的病毒颗粒(比如流感)——在该浓度下，房间中的流感颗粒总数将共约522153。使用空气净化器202，只有0.53或大约1个颗粒将留在房间中。当风扇速度被切换到100CFM的较低水平时，空气净化器202将从房间去除所有颗粒。
图10-12示出了由监测器102生成并显示在用户设备600(例如，用户设备212，包括消费者设备108、管理员设备110等)的浏览器窗口中的示例用户界面，通过其提供对空气过滤系统104的访问和与空气过滤系统104的交互，并且提供相关数据。本领域技术人员将认识到，这种描述仅仅是示例性而不是限制性的。
首先转到图10，在一个实现方式中，监测器102生成用于访问健康监测分析和/或反馈的个人呼吸健康用户界面602。在一个实现方式中，界面602包括校准和气流分析604、诊断分析606、气道监测分析608、肺活量测试分析610、症状监测分析612以及其它控制分析614，其可以涉及空气过滤系统104的使用、操作和效果的其它方面。
在一个实现方式中，校准和空气流分析604可以响应于消费者的呼吸指示传感器116的压力响应，并且监测器102可以相应地调节空气过滤系统104的气流速率作为反馈。监测器102可以通过改变占空比来调节空气流量，以补偿消费者的感测的呼吸速率。在一个实现方式中，校准和气流分析604提供最大和最小气流设置和/或提示初始校准，从而在休息和重活动期间测量消费者的呼吸。
诊断分析606可以包括但不限于哮喘诊断分析、COPD诊断分析和/或对其它医疗状况的诊断分析。在一个实现方式中，监测器102接收关于消费者信息的输入，包括但不限于种族、年龄、性别、身高、体重和/或症状信息。监测器102使用输入来使用线性回归技术生成诊断分析606以及消费者肺功能相对于正常肺功能的分析，其中诊断分析606包括特定于种族的“正常肺功能”。
气道监测分析608包括关于消费者气道的状况的分析，例如，在哮喘、COPD或类似诊断的情况下。在一个实现方式中，气道监测分析608提供对消费者的测量的气道阻力的实时监测。作为示例，监测器102可以使用呼吸机或体积描记图(lethysmography box)来测量气道阻力。监测器102使用以下表达式来计算气道阻力：
Figure BDA0001273255630000241
其中R是气道阻力，ΔP是用户根据呼吸生成的压差，Q是流量。气道阻力随呼吸努力、潮气量、空气质量等变化。气道监测分析608识别消费者的气道阻力的任何变化，并且可以作为响应生成反馈。
在一个实现方式中，气道监测分析608包括在使用0.5秒的体积流速的情况下使用呼吸循环期间最负的吸气压力与下次吸气之前最正的压力之间的差一口气接一口气计算的气道阻力。监测器102在平均时间帧内(例如，在1至15分钟之间(例如，大约10分钟))对计算出的气道阻力取平均，以识别任何改变。为了从分析中消除主要离群值，监测器102可以有边界条件，以排除可以通过在短时间内(例如，0.5-3秒)压力值急剧增加(尖峰)来识别的事件，诸如咳嗽和喷嚏。改进数据分析的另一种方法可以包括增加平均时间帧(例如，长达1小时)。气道监测分析608可以指示气道阻力的超过百分比阈值(诸如10-20％)的显著改变。
在气道监测分析608指示气道阻力已增加的情况下，监测器102可以以在界面602上显示的调查问卷的形式生成反馈，以验证哮喘的症状(例如，哮喘控制试验)。监测器102可以基于调查问卷的结果生成进一步的反馈，例如，包括关于如果确定他们患有哮喘、COPD或其它气道限制性触发疾病则如何进行处理的建议。其它反馈可以包括依赖于气道监测分析608的严重性经由管理员设备110警告医疗保健或紧急服务专业人员。
在一个实现方式中，肺活量测试分析610包括通过将空气过滤系统104的风扇切换为关闭或切换到低设置并提示消费者执行肺活量操纵来执行的肺活量测试的结果。通过这些操纵，监测器102分析生成的流量响应曲线并确定相关的肺部值(诸如FEV1)。
症状监测分析612可以包括呼吸监测分析，包括正常呼吸模式、消费者的非自觉(involuntary)和自觉(voluntary)呼吸等。监测器102可以接收消费者的活动水平(即，锻炼、休息、行走等)，并且可以针对这些活动确定消费者的呼吸模式。监测器102还可以追踪咳嗽和喷嚏，作为症状监测分析612中的离群数据点。该症状监测分析612与由传感器116感测的温度耦合可以被用于指示消费者的健康状态，包括消费者是否患有感冒或流感。如本文所述，监测器102还可以获得消费者的心率，以监测消费者在变化的活动水平期间的心血管和呼吸性能并提供对各种健康症状和状况的更准确的测量。
如从图11可以理解的，该图是用于监测呼吸模式的示例呼吸健康用户界面616，在一个实现方式中，可以使用从传感器116(包括压力传感器)收集的健康数据直接监测或间接推断消费者的呼吸模式。在一个实现方式中，健康数据可以被用于测量FEV1。正常呼吸是相对于消费者的基线活动水平，因此可以基于活动存在多个“正常呼吸”设置。尽管如此，一旦建立了基线“正常呼吸”模式，就可以使用呼吸模式中相对于基线的异常来区分消费者的健康和不健康状况。如界面616中所示，正常呼吸模式可以具有正弦状样式但不受限制。
图11中所示的示例突出了对正常呼吸的肺容积的响应的示例。由于监测器102随着时间测量压力而不是容积，因此响应的形状可以与总的正弦样式一致而略有不同。这是因为，由于理想气体定律P＝nRT/V，压力和体积(对于近似理想的气体)逆相关(inverselyrelated)，其中P是空气压力，n是摩尔数，R是气体常数并且T是温度。
当以受控方式监测正常呼吸模式时，监测器102为消费者建立基本值。基本值是从传感器生成的压力/体积相对于时间的曲线取得的测量值。从这些图中记录的值的类型可以是频率、峰-峰幅度、RMS幅度和波长。这些测量对于稳定的非自觉呼吸模式是有效的，但是，真实的人类呼吸模式更复杂，因为呼吸既是自觉的也是非自觉的。当在足够的时间段内收集数据并且建立正常呼吸曲线的统计功效时，可以容易地将非自觉呼吸响应与自觉呼吸响应区分开。
图12是空气过滤分析用户界面618的示例，其由监测器102生成并且显示空气过滤分析，包括但不限于呼吸器分析620、使用分析622、健康分析624、设备分析626、人口分析628以及媒体分析630。
在一个实现方式中，呼吸器分析620包括与空气过滤系统104相关的分析，包括运行数据，诸如电源水平、充电时间、风扇速度和使用、空气过滤系统104内的压力等。电源水平可以包括对应于剩余电源量的数据。在使用和/或充电期间可以记录电源水平。充电时间可以包括对应于充电时间的长度和充电的发生的数据。换言之，充电时间可以指示消费者对空气过滤系统104充电多长时间以及消费者在一天中什么时候对空气过滤系统104充电。该数据可以被用于确定空气过滤系统104何时被充电以及充电多长时间并确定电源的容量。充电时间还可以包括关于用于寄生充电(例如，给消费者设备108充电)的电量的数据。风扇速度和使用指示空气过滤系统104何时过滤空气并将空气移动到封闭空间(诸如面罩208和/或房间)内，以及确定风扇使空气移动通过空气过滤系统104的速度。压力对应于在空气过滤系统104内测量的前后压力，其可以被监测器102用以评估空气过滤系统104的运行和/或提供关于消费者的肺部输出的信息。
转向使用分析622，在一个实现方式中，监测器102提供消费者使用模式、产品使用研究、使用合规性、扩展使用和/或其它使用分析。消费者使用模式可以包括空气过滤系统104的位置、空气过滤系统104的使用日期和时间和/或空气过滤系统104的空间时空地理位置使用模式，以及在该使用期间的定时和有效性。
使用分析622还可以包括关于使用、有效性和/或消费者或运行健康的预测。在一个实现方式中，使用分析622包括电源寿命预测、压力改变、风扇寿命预测、急性医疗状况预测、污染探测预测、肺健康快照、负载和疲劳预测等。
电源寿命预测可以包括基于使用模式生成的分析，以预测电源寿命长度、故障和/或充电时间。此外，可以评估在环境和过滤负载下关于电池运行的数据。可以类似地监测和预测风扇寿命预测和鼓风机状况。
压力改变可以包括两点之间的压力差和/或后过滤器压力。压力差可以被用于确定由空气过滤系统104的过滤器提供的阻力，并被用于确定各种运行条件下的过滤器生命周期和效率。后过滤器压力可以被用于评估消费者的肺部输出何时使得空气被迫朝空气过滤系统104的过滤器返回而不从排气口排出。监测器102可以监测使用分析622，以找出指示潜在问题的突然的压力变化。
使用分析622的急性医疗状况预测可以预测哮喘发作。在一个实现方式中，监测器102测量从面罩208排出的NO水平的改变，这是哮喘发作的前兆。监测器102利用使用分析622计算发生哮喘发作的可能性及其在有限时间段内的严重程度以用于输出或者作为警报。在一些实现方式中，排出的NO的增加的水平一般与暴露于空气污染关联。因此，监测器102在使用分析622中可以提供NO的改变，作为不易哮喘的非吸烟者暴露于空气污染的代理。
使用分析622可以提供肺健康快照、负载和疲劳预测以及其它消费者使用分析。在一个实现方式中，通过了解心率和各种排出的气体，监测器102生成包括肺部健康的任何改变的肺部健康快照。类似地，使用体重、心率、二氧化碳生成量(VCO2)和氧消耗量(VO2)，监测器102计算呼吸交换比(RER)，以提供关于消费者负荷和疲劳的分析，这可以随时间监测其变化。
在一个实现方式中，使用分析622包括产品使用研究，包括用于基于空气过滤系统104和/或监测器102的特征的消费者使用来确定特征的重要性、可取性和/或价值的特征。例如，使用分析622可以指示：CO传感器是否改变消费者的使用模式或鼓励消费者购买空气过滤系统104；消费者是否使用空气过滤系统104用于用户设备(诸如消费者设备108)的寄生充电；是否有任何特征鼓励或增加使用；等。在一个实现方式中，使用分析622为确定特征的重要性、可取性和/或价值的实验提供建议。
使用分析622还可以包括扩展的使用鼓励。例如，使用分析622可以指示或预测何时需要改变或更换空气过滤系统104的过滤器、电池、风扇或其它部件。在一个实现方式中，使用分析622主动提交订购替换零件的提醒或自动订购这些零件。使用分析622可以包括促销，以向消费者提供购买替换零件的奖励。监测器102可以向各种负责方(包括例如家长、医疗保健提供者、保险公司等)提供使用分析622，以监测延长的使用和/或有效性。
在一个实现方式中，使用分析622被用于确保个人健康和使用合规性。使用分析622可以提供关于消费者是否使用以及多经常使用空气过滤系统104的数据(包括例如风扇速度和使用数据、肺通气量数据)以确保消费者按照推荐使用空气过滤系统104。因此，不是依靠职业或行业环境中的自我报告遵守测量，而是可以使用来自呼吸器的行为指示确定合规性并与责任方共享。
确保个人健康和使用合规性的使用分析622可以被用于监测消费者的肺部健康。在一些实现方式中，使用分析622指示呼吸速率和呼气量的改变，这将提供对肺部健康的洞察。这可以通过分析基线肺通气量和肺通气量变化性来实现。可以追踪肺通气量并将其与健康速率数据进行比较以建立基线肺部输出值，可以对照基线肺部输出值评估改变。如果肺部输出的改变超过具体阈值，则使用分析622可以生成警报。如果肺部输出具有显著的变化性，这可以指示潜在的短期和/或长期健康问题。使用分析622中可以包括肺功能的短期改变(诸如由哮喘发作、COPD、污染的改变或其它无关事件引起的肺功能的改变)以及肺功能的长期改变，对于这两者都包括积极和消极方面。
在一个实现方式中，使用分析622包括指示健康合规性的使用模式。短期和长期改变和肺部变化性还可以被用于评估用户的具体健康问题。例如，随着呼气量的变化的NO呼出的突然升高可以意味着即将到来的哮喘发作。当检测到这些改变时，监测器102可以经由文本或其它通信介质向消费者、管理员或另一责任方发送警报，使得可以采取准备或预防哮喘发作的必要步骤。可以监测喷嚏和咳嗽的数量和强度，这些事件的突然增加可以意味着消费者健康状况的改变。这些增加可以指示过度暴露于空气污染物，因此使用分析622可以提示空气过滤系统104的额外使用。这些增加还可以与体温耦合以确定潜在的疾病发病。当检测到这些增加时，监测器102可以经由文本或其它通信介质向消费者、管理员或另一责任方发送警报，使得可以采取必要的步骤。
另一方面，NO呼气的长期增加可以是暴露于空气传播的污染物的迹象。使用分析622可以包括NO呼气的这些升高的长期改变的空间时间性质，以帮助用户确定潜在的空气传播的污染物的来源。监测器102可以生成关于潜在暴露于有害空气污染物的警报。长期喷嚏和咳嗽可能是慢性肺损伤的征兆，因此使用分析622可以包括基于被追踪的喷嚏和咳嗽的关于肺部健康的信息。可以检查长期的增量(delta)和肺部输出变化性，并且与使用和合规性数据叠加，以确定空气过滤系统104在改善消费者健康方面的有效性。
使用分析622还可以详细描述具有一个或多个空气过滤系统104的区域内的污染暴露水平，指示区域性过敏、污染物或疾病的区域性喷嚏和咳嗽，区域内空气质量对健康的影响等。短期和长期增量还可以与使用数据相结合，以确定消费者是否正在使用空气过滤系统104，以及是否按照推荐的情况或次数使用。除了短期和长期增量，还可以监测VCO2、心率和呼吸交换比(这是热量消耗的指标)，并且这些值的改变可以意味着整体健康或用户疲劳的改变。除了用户肺部输出的改变，还可以监测消费者附近的周围环境，以便对可能有害于健康的改变提供警报。类似地，如果CO水平超过安全水平，则用户分析622可以包括向一方或多方的警报。
在一个实现方式中，使用分析622基于行业要求或阈值提供行业和职业使用合规性信息。在一个实现方式中，使用分析622检测公司或行业内的空气过滤系统104，以提供关于零件更换、使用合规性等的全局提醒。使用分析622还可以基于组阈值来将消费者作为组(例如，在公司或行业内)监测。例如，使用分析622可以包括关于肺通气量、长期和短期增量、呼吸交换比、心率、体温等与行业阈值相比较的信息。通过经由点对点(peer-to-peer)网状网络使用接近检测传感器，监测器102可以基于使用分析622来警告其他人他们应当使用空气过滤系统104。
在职业安全设置中，使用安全装备和从事安全实践至关重要。因此，在一个实现方式中，监测器102将使用分析622提供给管理员设备110或其它中央机构，以按组监测使用合规性。另外，可以使用使用分析622监测职业或行业设置中的组的肺部健康。类似于在非商业应用中使用空气过滤系统104监测消费者的肺部输出，可以监测肺部输出(即，呼吸速率、呼气量、NO和CO2排出以及呼吸交换比)，监测聚焦于职业用途，其中危害是可识别的并且是工作的一部分。
在职业和行业使用设置中，管理员设备110可以由各个责任方使用，以获得使用分析622。这种责任方可以包括但不限于可能需要监测规则的合规性或提升劳动力有效性的监督者、可能需要监测响应于传染病爆发的使用情况的医务人员、可以使用该信息来确保遵守安全法规的监管机构、可以监测合规性数据以确定保险费率的保险或其它公司等。
在一个实现方式中，健康分析624包括环境健康和用户健康分析，这些分析关于但不限于肺通气量、不规律呼吸、一氧化碳(CO)、排出的二氧化碳(CO2)、环境安全性(存在于消费者的环境中的任何污物)、氧消耗量(VO2)、排出的一氧化氮(NO)、心率、体温等。
设备分析626可以包括连接设备运行和产品性能。在一个实现方式中，设备分析626识别来自所连接的设备(诸如消费者设备108、管理员设备110、数据库112和/或经由有线或无线连接连接到监测器102和/或空气过滤系统104的其它设备)的任何可共享数据。设备分析626可以包括关于这种连接的数据，包括连接是有线还是无线，以及关于空气过滤系统104的网状网络的数据。
在一个实现方式中，由设备分析626提供的产品性能分析包括性能质量数据、特征性能数据和特征预测数据。性能质量数据可以包括运行、消费者使用模式以及环境和客户健康数据。设备分析626可以使用性能质量数据来识别和监测当前产品中的质量问题，并生成用于解决质量问题或以其它方式改进产品的建议。例如，可以监测电池、过滤器和风扇水平，并且该信息可以与时间和地理空间数据以及肺通气量数据叠加以确定空气过滤系统104当前的行为以及空气过滤系统104在不同地点、在一天中的不同时间和在不同的使用强度下可能的行为。这种设备分析626将建立经验导出的基线并且限定具体运行条件和产品生命周期的参数。
设备分析626中可以包括对运行、消费者使用模式、环境和消费者健康以及时间地理空间数据的分析，以生成将预测空气过滤系统104的整体和具体部件性能的预测模型。例如，设备分析626可以但不限于被用来：确定和/或预测具体部件何时在或将以次最优水平运行；在空气过滤系统104开始以次最优水平运行时或之前立即警告用户，并主动提出补救潜在问题；识别产品问题是否与具体制造地点或供应商相关，以在产品缺陷大规模出现并需要召回之前识别产品缺陷。
设备数据626的特征性能数据和特征预测数据可以被用于：确定设计中的调节，以基于实际而不是理论使用模式反映需要什么和/或外推消费者使用模式并预测什么新功能可能流行以及什么新功能对于引导产品开发从而构建将优化消费者使用、成本、数据收集以及对公司和社会的整体效益的产品可能是有用的。
在一个实现方式中，人口分析628包括人口学和心理学数据以及推理的消费者度量。人口和心理学数据可以包括在空气过滤系统104出售时的基本人口数据，诸如年龄、性别、身高、体重、总体健康、位置、职业或收入推断数据、购买设备的原因、对于空气污染的态度以及对设备及其特征的初步印象。推断的消费者度量可以包括对应于系统尺寸、面罩尺寸和使用模式的数据，以丰富人口数据并且跨各种消费者和消费者类型追踪空气过滤系统104。
媒体分析630可以对应于社交媒体曝光，诸如在社交媒体、营销和/或社交媒体共享中讨论空气过滤系统104。在一个实现方式中，媒体分析630包括针对当前消费者和潜在消费者二者的数据驱动的说服性营销策略。例如，媒体分析630可以在公众可获得的空气污染数据的背景下随时间生成关于使用的营销。对于其使用数据暗示当空气污染物升高时使用空气过滤系统104的消费者，媒体分析630中可以包括验证健康益处和/或提供奖励以鼓励额外使用的消息。对于其使用数据暗示在空气污染物升高时未使用空气过滤系统104的消费者，媒体分析630中可以包括解释健康益处和不使用的后果的消息连同鼓励未来使用的奖励。可以以便于消费者理解的形式呈现健康益处信息，例如，将污染水平等同于吸烟、肺容量老化、预期寿命降低等。可以在奖励系统的背景中提供奖励，在奖励系统中消费者可以获得积分，积分可以兑换折扣或其它利益。
媒体分析630还可以包括识别当前消费者和未来消费者类型的数据。例如，媒体分析630可以确定当前消费者的集合是运动员，具有与非运动员不同的或者可能更重的使用模式。媒体分析630识别这些消费者，并且为构建针对消费者定制的产品以及针对触及其他类似消费者的营销策略提供建议。媒体分析630还可以包括用于经由社交媒体共享解释空气过滤系统104的健康益处并提供与之相关的信息的营销策略或消息。
参考图13，示出了示例空气过滤系统700的框图。空气过滤系统700可以适用于空气过滤系统104，用于捕获健康数据和/或空气过滤数据并生成与之相关的分析。在一个实现方式中，空气过滤系统700包括应用层702、逻辑层704和设备层706。
在一个实现方式中，设备层706包括传感器116以及本文所讨论的空气净化器202和/或空气过滤系统104的其它物理部件，以净化空气并捕获健康数据和/或空气过滤数据。例如，除了其它部件，设备层706还可以包括空气入口、一个或多个预过滤器、一个或多个电源、一个或多个鼓风机/风扇、包括一个或多个主过滤器和一个或多个可选的后过滤器的主过滤器模块、控制器118以及用于监测空气过滤系统104的运行并且用于检测空气颗粒、污染物、污物、NOx、COx等的各种传感器116。在一些实现方式中，设备层706可以包括软管208、面罩204和/或图2-9的空气净化器202的其它部件。
如本文所述，逻辑层704可以包括各种计算机单元708、网络单元710、存储单元712和/或其它计算单元。空气过滤系统700还可包括应用层702中的各种逻辑软件部件，当其被执行时，生成、存储和/或传送健康和/或空气过滤数据。
在示例实现方式中，过滤系统700可以包括设备层706中的一个或多个传感器116，用于监测运行并用于检测空气颗粒、污染物、污物、NOx、COx等。在某些方面，传感器116可以位于过滤系统700的暴露于未过滤空气的区域中，位于过滤系统700的暴露于过滤空气的区域中，或者既在过滤系统700的暴露于未过滤的空气的区域又在过滤系统700的暴露于过滤空气的区域中。传感器116可以包括任何合适的传感器和/或检测器，这依赖于要监测的参数，诸如细颗粒传感器(例如，颗粒检测器352)、NOx、COx等。可以在过滤系统700的背景下使用的细颗粒传感器包括但不限于：Shinyei PPD42NS型PM1传感器、Shinyei AES-1PM0.3传感器、Shinyei AES-4多通道、SYHITECH DSM501A、NIDS PSX-01E或Sharp GP2Y1010AU0F。这些传感器都以采用光散射技术的相似方式工作。但是，可以利用如本文讨论的其它颗粒检测技术。
在某些实现方式中，风扇速度可以由逻辑层704(例如，控制器118)基于由传感器116获得的测量值自动调节。当过滤系统700以“自动”模式运行时，这些调节可以发生。作为示例，如果检测到未过滤的空气的质量满足最低质量阈值，则控制器118可以减慢鼓风机/风扇，以节省能量。在某些实施例中，过滤系统700还可以包括“手动”模式，其中控制器118基于用户输入的设置(例如，高、中等、低鼓风机/风扇速度设置)来操作和调节鼓风机/风扇速度。其它运行数据、健康数据、空气质量数据等可以由设备层706捕获，并由逻辑层704和/或应用层702分析和/或传送到监测器102。
图14示出了用于空气过滤监测的示例操作800。在一个实现方式中，操作802经网络从一个或多个空气过滤设备接收空气过滤数据。操作804使用至少一个监测器参数来关联空气过滤数据。操作806根据关联的数据生成空气过滤分析，并且操作808输出空气过滤分析。
转到图15，示出了包括操作单元902-910的电子设备900，其中操作单元902-910被布置为执行目前公开的技术的各种操作。设备900的操作单元902-910由硬件或者硬件和软件的组合来实现，以实行本公开的原理。本领域技术人员将会理解，图15中所描述的操作单元902-910可以组合或分离成子块，以实现本公开的原理。因此，本文的描述支持操作单元902-910的任何可能的组合或分离或进一步的限定。
在一个实现方式中，电子设备900包括显示信息(诸如图形用户界面)的显示单元902，以及与显示单元902通信的处理单元904和从一个或多个输入设备或系统(诸如监测器102、空气过滤系统104等)接收数据的输入单元906。本文描述的各种操作可以由处理单元904使用由输入单元906接收的数据来实现，以输出用于使用显示单元902显示的信息。
此外，在一个实现方式中，电子设备900包括关联单元908和生成单元910。关联单元908使用至少一个监测器参数来关联由一个或多个空气过滤系统104捕获的空气过滤数据。生成单元910根据相关的数据生成空气过滤分析。
在另一个实现方式中，电子设备900包括实现关于图14描述的操作的单元。例如，操作802可以由输入单元906实现，操作804可以由关联单元908实现，操作806可以由生成单元910实现，并且操作808可以由输出单元902实现。
如根据图16可以理解的，图16示出了用于健康监测的示例操作1000，在一个实现中，操作1002从空气过滤设备中的一个或多个传感器接收健康数据。操作1004使用健康数据生成健康监测分析。操作1006使用健康监测分析生成反馈，并且操作1008输出反馈。
转到图17，示出了包括操作单元1102-1110的电子设备1100，其中操作单元1102-1110被布置成执行目前公开的技术的各种操作。设备1100的操作单元1102-1110由硬件或硬件和软件的组合来实现，以实行本公开的原理。本领域技术人员将会理解，图17中描述的操作单元1102-1110可以组合或分离成子块，以实现本公开的原理。因此，本文的描述支持操作单元1102-1110的任何可能的组合或分离或进一步的限定。
在一个实现方式中，电子设备1100包括显示信息(诸如图形用户界面)的显示单元1102，以及与显示单元1102通信的处理单元1104和从一个或多个输入设备或系统(诸如监测器102、空气过滤系统104等)接收数据的输入单元1106。本文描述的各种操作可以由处理单元1104使用由输入单元1106接收的数据来实现，以输出用于使用显示单元1102显示的信息。
此外，在一个实现方式中，电子设备1100包括分析生成单元1108和反馈生成单元1110。分析生成单元1108使用由一个或多个空气过滤系统104捕获的健康数据来生成健康监测分析。反馈生成单元1110使用健康监测分析来生成反馈。
在另一个实现方式中，电子设备1100包括实现关于图16描述的操作的单元。例如，操作1002可以由输入单元1106实现，操作1004可以由分析生成单元1108实现，操作1006可以由反馈生成单元1110实现，并且操作1008可以由输出单元1102实现。
参考图18，提供了具有可以实现本文讨论的各种系统和方法的一个或多个计算单元的示例计算系统1200的详细描述。计算系统1200可以适用于监测器102、控制器118、服务器114、消费者设备108、管理员设备110、用户设备212以及其它计算或网络设备。应当认识到，这些设备的具体实现方式可以具有不同的可能的具体计算架构，并不是所有架构都在本文中具体讨论，但是本领域普通技术人员将会理解。
计算机系统1200可以是能够执行计算机程序产品以执行计算机过程的计算系统。数据和程序文件可以被输入到计算机系统1200，计算机系统1200读取文件并执行其中的程序。计算机系统1200的一些元件在图18中示出，包括一个或多个硬件处理器1202、一个或多个数据存储设备1204、一个或多个存储器设备1208和/或一个或多个端口1208-1210。此外，本领域技术人员将认识到的其它元件可以被包括在计算系统1200中，但是在图18中没有明确描述或在此进一步讨论。计算机系统1200的各种元件可以通过图18中未明确绘出的一个或多个通信总线、点到点通信路径或其它通信手段彼此通信。
处理器1202可以包括例如中央处理单元(CPU)、微处理器、微控制器，数字信号处理器(DSP)和/或一个或多个内部高速缓存级。可以有一个或多个处理器1202，使得处理器1202包括单个中央处理单元或者能够彼此并行地执行指令并执行操作的多个处理单元，其通常被称为并行处理环境。
计算机系统1200可以是传统计算机、分布式计算机或任何其它类型的计算机，诸如经由云计算架构可用的一个或多个外部计算机。目前描述的技术可选地在软件中实现，该软件存储在(一个或多个)数据存储设备1204上、存储在(一个或多个)存储器设备1206上和/或经由一个或多个端口1208-1210传送，由此，将图18中的计算机系统1200变换成用于实现本文所述的操作的专用机器。计算机系统1200的示例包括个人计算机、终端、工作站、移动电话、平板电脑、膝上型计算机、个人计算机、多媒体控制台、游戏控制台、机顶盒等。
一个或多个数据存储设备1204可以包括能够存储在计算系统1200内生成或采用的数据的任何非易失性数据存储设备，诸如用于执行计算机过程的计算机可执行指令，其可以包括应用程序和管理计算系统1200的各种部件的操作系统(OS)二者的指令。数据存储设备1204可以包括但不限于磁盘驱动器、光盘驱动器、固态驱动器(SSD)、闪存驱动器等。数据存储设备1204可以包括具有这种计算机程序产品的可移动数据存储介质、不可移动数据存储介质和/或经由有线或无线网络架构可用的外部存储设备，其中计算机程序产品包括一个或多个数据库管理产品、web服务器产品、应用服务器产品和/或其它附加软件部件。可移动数据存储介质的示例包括光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘只读存储器(DVD-ROM)、磁-光盘、闪存驱动器等。不可移动数据存储介质的示例包括内部磁性硬盘、SSD等。一个或多个存储器设备1206可以包括易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等)和/或非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、闪存等)。
包含实现根据目前描述的技术的系统和方法的机制的计算机程序产品可以驻留于数据存储设备1204和/或存储器设备1206中，其可以被称为机器可读介质。应当认识到，机器可读介质可以包括能够存储或编码指令的任何有形的非暂时性介质，其中该指令执行本公开的任何一个或多个操作，以便由机器执行或者由能够存储或编码由该指令使用的或与其相关联的数据结构和/或模块的装置执行。机器可读介质可以包括存储一个或多个可执行指令或数据结构的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或关联的高速缓存和服务器)。
在一些实现方式中，计算机系统1200包括一个或多个端口，诸如输入/输出(I/O)端口1208和用于与其它计算、网络或车辆设备通信的通信端口1210。应当认识到，端口1208-1210可以被组合或分离，并且计算机系统1200中可以包括更多或更少的端口。
I/O端口1208可以连接到I/O设备或其它设备，通过该I/O设备，信息被输入到计算系统1200或从计算系统1200输出。这种I/O设备可以包括但不限于一个或多个输入设备、输出设备和/或环境变换器设备。
在一个实现方式中，输入设备将人生成的信号(诸如人类语音、物理移动、物理触摸或压力等)转换成电信号作为输入数据经由I/O端口1208输入到计算系统1200。类似地，输出设备可以将从计算系统1200经由I/O端口1208接收的电信号转换成可以被人感测为输出的信号(诸如声音、光和/或触摸)。输入设备可以是字母数字输入设备，包括用于经由I/O端口1208向处理器1202传送信息和/或命令选择的字母数字和其它键。输入设备可以是另一种类型的用户输入设备，包括但不限于：方向和选择控制设备，诸如鼠标、轨迹球、光标方向键、操纵杆和/或轮；一个或多个传感器，诸如相机、麦克风、位置传感器、朝向传感器、重力传感器、惯性传感器和/或加速度计；和/或触摸敏感显示屏(“触摸屏”)。输出设备可以包括但不限于显示器、触摸屏、扬声器、触感和/或触觉输出设备等。在一些实现方式中，输入设备和输出设备可以是相同的设备，例如，在触摸屏的情况下。
环境变换器设备将一种形式的能量或信号转换成另一种形式，用于经由I/O端口1208输入到计算系统1200或从计算系统1200输出。例如，在计算系统1200内生成的电信号可以被转换成另一种类型的信号，以及/或者反之。在一个实现方式中，环境变换器设备感测计算设备1200本地或远程的环境的特点或方面，诸如光、声音、温度、压力、磁场、电场、化学性质、物理运动、朝向、加速度、重力等。另外，环境变换器设备可以生成信号，从而对示例性计算设备1200本地或远程的环境施加一些影响，诸如一些物体(例如，机械致动器)的物理移动、物质的加热或冷却、添加化学物质等。
在一个实现方式中，通信端口1210连接到网络，由此，计算机系统1200可以接收网络数据，网络数据在执行本文阐述的方法和系统以及发送由其确定的信息和网络配置改变中有用。换言之，通信端口1210将计算机系统1200连接到一个或多个通信接口设备，该一个或多个通信接口设备被配置为通过一个或多个有线或无线通信网络或连接来在计算系统1200和其它设备之间发送和/或接收信息。这种网络或连接的示例包括但不限于通用串行总线(USB)、以太网、Wi-Fi、蓝牙
Figure BDA0001273255630000391
近场通信(NFC)、长期演进(LTE)等。可以经由通信端口1210利用一个或多个这种通信接口设备以使一个或多个其它机器通信，或者直接经点对点通信路径、经广域网(WAN)(例如，互联网)、经局域网(LAN)、经蜂窝(例如，第三代(3G)或第四代(4G))网络通信，或者经其它通信手段通信。此外，通信端口1210可以与天线或其它链路通信，用于电磁信号发送和/或接收。
在示例实现方式中，健康数据、空气过滤数据以及软件和其它模块和服务可以由存储在数据存储设备1204和/或存储器设备1206上并由处理器1202执行的指令来实施。计算机系统1200可以与空气过滤系统104集成或以其它方式形成空气过滤系统104的一部分。
图18中所阐述的系统仅仅是可以采用本公开的各方面或根据本公开的各方面配置的计算机系统的一个可能的示例。应当认识到，可以利用存储用于在计算系统上实现目前公开的技术的计算机可执行指令的其它非暂时性有形计算机可读存储介质。
在本公开中，所公开的方法可以被实现为设备可读的指令集或软件。此外，应当理解，所公开的方法中的步骤的具体次序或层次是示例方法的实例。基于设计偏好，应当理解，方法中的步骤的具体次序或层次可以被重新排列，同时保留在所公开的主题内。所附方法权利要求以示范次序给出各个步骤的元素，并且不必然意味着限于所给出的具体次序或层次。
所描述的公开可以被提供为计算机程序产品或软件，其可以包括其上存储有指令的非暂时性机器可读介质，该指令可以被用于将计算机系统(或其它电子设备)编程为执行根据本公开的过程。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式(例如，软件、处理应用)存储信息的任何机制。机器可读介质可以包括但不限于磁存储介质、光存储介质；磁-光存储介质、只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪存；或者适于存储电子指令的其它类型的介质。
虽然已经参照各种实现方式描述了本公开，但是应当理解，这些实现方式是示例性的，并且本公开的范围不限于此。许多变化、修改、添加和改进是可能的。更一般地，已经在特定实现方式的背景下描述了根据本公开的实施例。在本公开的各种实施例中，功能可以以不同的方式在方框中分离或组合，或者用不同的术语描述。这些和其它变化、修改、添加和改进可以落入以下权利要求中限定的本公开的范围内。

Claims (6)

1.一种用于监测一个或多个空气过滤系统的运行性能和状态的方法，所述方法包括：
经网络从一个或多个空气过滤系统接收空气过滤数据，所述一个或多个空气过滤系统中的每一个被配置为通过使用至少一个主过滤器从空气中除去超细颗粒而将净化的空气提供到封闭空间中，所述空气过滤数据是由包括以下各项中的至少一者的一个或多个传感器捕获的：压力传感器、湿度传感器、温度传感器、颗粒传感器、二氧化碳传感器、氧化物传感器、臭氧传感器、或一氧化氮传感器；
使用系统监测器的至少一个计算单元基于至少一个监测参数来关联所述空气过滤数据，所述至少一个监测参数包括以下中的至少一者：由所述一个或多个传感器捕获的数据类型、消费者的行为模式、所述一个或多个空气过滤系统的操作模式、要向其中提供净化的空气的封闭空间、或部署有所述一个或多个空气过滤系统的一个或多个区域；
使用所述至少一个计算单元根据关联的数据生成空气过滤分析；
其中空气过滤分析包括空气过滤系统电源监测、空气过滤系统风扇监测、空气过滤系统过滤器监测以及空气过滤系统内部压力监测的组合，其中空气过滤系统电源监测包括对电源水平或充电时间的监测，空气过滤系统风扇监测包括对风扇速度和使用的监测，空气过滤系统过滤器监测包括对过滤器寿命的监测，并且空气过滤系统内部压力监测包括对所述一个或多个空气过滤系统中的两点之间的压力差的监测；以及
基于所述空气过滤分析，输出并在用户设备上显示空气过滤系统运行性能和状态的报告，其中空气过滤系统运行性能和状态的报告至少包括运行和使用参数的概述，运行和使用参数包括空气过滤系统性能质量以及空气过滤系统特征预测，空气过滤系统性能质量包括识别和监测所述一个或多个空气过滤系统中的质量问题的数据，空气过滤系统特征预测包括预测所述一个或多个空气过滤系统的部件性能的预测模型。
2.如权利要求1所述的方法，其中用户设备是消费者设备或管理员设备中的至少一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述空气过滤分析还包括以下至少一个：使用分析、健康分析、人口分析或者媒体分析，
其中，使用分析包括消费者使用模式、产品使用研究、或使用合规性；
其中，健康分析包括环境健康或用户健康分析；
其中，人口分析包括人口学和心理学数据或推理的消费者度量；并且
其中，媒体分析包括社交媒体曝光、营销和/或社交媒体共享。
4.一种用于监测一个或多个空气过滤系统的运行性能和状态的系统，所述系统包括：
一个或多个空气过滤系统，被配置为使用一个或多个传感器捕获空气过滤数据，所述一个或多个空气过滤系统中的每一个被配置为通过使用至少一个主过滤器从空气中除去超细颗粒而将净化的空气提供到封闭空间中，所述一个或多个传感器包括压力传感器、湿度传感器、温度传感器、颗粒传感器、二氧化碳传感器、氧化物传感器、臭氧传感器、或一氧化氮传感器中的至少一者；以及
系统监测器的至少一个计算单元，经网络与所述一个或多个空气过滤系统通信，所述至少一个计算单元根据基于至少一个监测参数被关联的所述空气过滤数据生成空气过滤分析，所述至少一个监测参数包括以下中的至少一者：由所述一个或多个传感器捕获的数据类型、消费者的行为模式、所述一个或多个空气过滤系统的操作模式、要向其中提供净化的空气的封闭空间、或部署有所述一个或多个空气过滤系统的一个或多个区域；
空气过滤分析包括空气过滤系统电源监测、空气过滤系统风扇监测、空气过滤系统过滤器监测以及空气过滤系统内部压力监测的组合，其中空气过滤系统电源监测包括对电源水平或充电时间的监测，空气过滤系统风扇监测包括对风扇速度和使用的监测，空气过滤系统过滤器监测包括对过滤器寿命的监测，并且空气过滤系统内部压力监测包括对所述一个或多个空气过滤系统中的两点之间的压力差的监测；并且
基于所述空气过滤分析，输出并在用户设备上显示空气过滤系统运行性能和状态的报告，其中空气过滤系统运行性能和状态的报告至少包括运行和使用参数的概述，运行和使用参数包括空气过滤系统性能质量以及空气过滤系统特征预测，空气过滤系统性能质量包括识别和监测所述一个或多个空气过滤系统中的质量问题的数据，空气过滤系统特征预测包括预测所述一个或多个空气过滤系统的部件性能的预测模型。
5.如权利要求4所述的系统，还包括：
用户设备，经所述网络与所述至少一个计算单元通信，所述用户设备从所述至少一个计算单元接收所述空气过滤分析。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述空气过滤分析还包括以下至少一个：使用分析、健康分析、人口分析或者媒体分析，
其中，使用分析包括消费者使用模式、产品使用研究、或使用合规性；
其中，健康分析包括环境健康或用户健康分析；
其中，人口分析包括人口学和心理学数据或推理的消费者度量；并且
其中，媒体分析包括社交媒体曝光、营销和/或社交媒体共享。
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