CN109069680A - 带有rfid读取器的室内空气净化器 - Google Patents

带有rfid读取器的室内空气净化器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种室内空气净化器，其包括外壳(9)、空气过滤器(100)、RFID读取器(143)、RFID标签(120)和无线通信单元(142)。方法是如何操作室内空气净化器。

Description

带有RFID读取器的室内空气净化器
背景技术
室内空气净化器经常用于净化例如，在房屋的室、公寓、公寓住宅、办公室等中的环境空气(例如，从环境空气中移除至少一些细粒子)。
发明内容
宽泛概括地说，本文公开了一种包括RFID读取器和无线通信单元的室内空气净化器，以及使用这样的室内空气净化器的方法。从下面的详细描述，这些方面和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应当将该宽泛概括解释为限制可要求保护的主题，不论此类主题是在最初提交的申请的权利要求书中展示还是在修订的权利要求书中展示，或者另外是在申请过程中展示。
附图说明
图1是如本文所公开的示例性室内空气净化器的前侧透视图。
图2是示例性室内空气净化器的前侧透视局部分解图，其中前盖板被省略以示出示例性空气过滤器组件。
图3是示例性室内空气净化器的前侧透视局部分解图，其中前盖板被省略，并且其中以分解图示出了空气过滤器组件。
图4是如本文所公开的示例性一次性空气过滤器的前侧透视图。
图5是如本文所公开的示例性室内空气净化器的前侧透视图，其中前盖板、空气过滤器组件和其他内部部件被省略以示出室内空气净化器的电动马达驱动的风扇。
图6是例示室内空气净化器的示例性部件的框图。
在各个图中的相似参考标号指示相似元件。一些元件可以相同或相等的倍数存在；在此类情况下，可仅通过参考标号来指定一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指示，否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制，并且被选择用于例示本发明的不同实施方案的目的。特别地，除非如此指示，否则仅以例示性术语描绘各种部件的尺寸，并且不应当从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。如本文所用，术语“前”是指包括进气口的室内空气净化器的主侧面；“后”是指室内空气净化器的相对侧。然而，纯粹为了便于描述使用这些术语，并且这些术语关于室内空气净化器如何在室内定位或取向没有限制性含义。类似地，“底”或“下”端是指在室内空气净化器的正常操作中最低的且可被构造成用于搁置在地板或其他水平表面上的室内空气净化器的端部。然而，注意到在一些实例中，室内空气净化器可例如附接到墙壁而不是例如搁置在地板上，该术语同样不是限制性的。相对于通过一次性空气过滤器的气流方向限定术语“上游”和“下游”。
具体实施方式
在图1中以前侧透视图示出的是示例性室内空气净化器1。室内空气净化器1包括外壳9，外壳9限定进气口6、出气口7和两者间的气流路径。外壳9也可建立室内空气净化器的“前”侧2、“后”侧3，以及顶4和底5。经常，外壳9可由一个或多个模制的聚合物零件构成，一个或多个模制的聚合物零件组装在一起以形成限定穿过其的气流路径以及为诸如马达、控制单元等的部件提供空间的中空内部。然而，一般来讲，外壳9及其零件可由任何合适的材料制成。进气口6可设置在任何合适的位置；经常，进气口6可便利地位于室内空气净化器的主侧面上。在至少一些实施方案中，可借着室内空气净化器1的可移除盖板8(例如，前盖板)中的一个或多个通孔提供进气口6。可移除盖板8(如图2的视图中)以允许进入空气过滤器接纳器11，至少一个一次性空气过滤器100可装配在空气过滤器接纳器11中。(在一些实施方案中，空气过滤器100可通过室内空气净化器的顶、底或横向侧中的狭槽可插入接纳器11中。)室内空气净化器1包括至少一个风扇12，至少一个风扇12促使(例如，牵引)空气通过一次性空气过滤器的过滤介质，并且通过出气口7排出过滤的空气。例如，可通过外壳9中的任何合适数量的通孔提供出气口7。在例示的实施方案中，出气口7位于室内空气净化器的顶(上)端；然而，出气口7可处于任何合适的位置。
室内空气净化器1被构造成用于将至少一个一次性空气过滤器100接纳在其空气过滤器接纳器11中。在至少一些实施方案中，一次性空气过滤器100可作为空气过滤器组件50的一部分装配到室内空气净化器1中，除了至少一个一次性空气过滤器100之外，组件可包括预滤器60(如图3举例说明的)。如果存在，预滤器60可包括面向传入气流的上游面61和面向一次性过滤器100的上游面101(并且可经常与上游面101至少部分地接触)的下游面62。
一次性空气过滤器100(和预滤器60，如果存在)可经常呈现大致矩形形状(大致矩形形状包括正方形形状)。一次性过滤器100可包括上游面101和下游面102，并且可包括由周边框架103围绕的过滤介质107，如图3和图4中的示例性实施方案所示的。在各种实施方案中，过滤介质107可打褶(例如，如图3和4中的)，以便呈现出易于识别的皱褶108；或者，过滤介质107可为无褶的。周边框架103可经常包括限定框架过滤器的末端边缘的侧壁(例如，顶侧壁、底侧壁、左侧壁和右侧壁)104。框架103还可经常包括凸缘105，凸缘105从侧壁104朝向过滤介质的中心延伸短距离，并且可存在于过滤器100的下游面102和/或上游面101上。上游和下游框架凸缘可大致彼此平行(例如，在U形或“通道”框架的情况下)；或者，一组凸缘可成角度，以便形成所谓的“夹紧”框架。框架103可由任何合适的材料(例如，被折叠以提供各种侧壁和凸缘的纸板或硬纸板)制成。在一些实施方案中，框架103可由注射模制塑料材料制成。在一些实施方案中，过滤器100的至少下游面102可包括(在任何方向上)至少部分地横跨过滤介质107延伸的支撑构件(示例性支撑构件106是图3中可见的)。此类构件可提供附加支撑，特别是在过滤介质的下游侧上；以及(特别是对于褶状过滤介质)，此类构件可响应于在室内空气净化器的操作期间的空气压力，有助于使过滤介质的任何变形最小化。在一些实施方案中，此类构件可为纸板条，纸板条可在其末端端部处连接到框架103。在其他实施方案中，此类构件可为(例如，在Sundet的美国专利8419817中描述的一般类型的)粘合剂线段。如果过滤介质打褶，则任何此类粘合剂线可在过滤介质打褶之前或之后沉积。
一次性空气过滤器100的过滤介质107(无论是否打褶)可包括能够过滤移动空气的任何构造中的几乎任何材料。此类介质可包括但不限于纤维材料(例如，非织造纤维网、玻璃纤维网等)、加载有过滤介质和/或吸附剂材料的蜂窝结构等。在特定的实施方案中，过滤介质可包括至少一个层，该至少一个层包括可带电以形成驻极体材料的至少一些材料。在特定的实施方案中，过滤介质可为多层介质，多层介质包括了包括驻极体材料的至少一个层，以及包括吸附剂材料的至少一个层。在一些实施方案中，过滤介质107可包括能够HEPA过滤的至少一个层。
如果将对过滤介质107的至少一个层进行充电，则这可通过任何合适的方法完成，任何合适的方法例如，如在Angadjivand的美国专利No.5496507中教导的或如在塞巴斯蒂安(Sebastian)的美国专利公开No.2009/0293279中教导的通过使用水将电荷施加到非织造纤维网。也可通过如Klaase的美国专利No.4588537中所述的电晕充电，或如Brown的美国专利No.4798850中所述的使用机械方法以将电荷施加到纤维来产生非织造驻极体料片。可使用此类方法的任何组合。在各种实施方案中，过滤介质107可呈现出小于约50％、40％、30％、20％、10％或5％的％渗透(使用邻苯二甲酸二辛酯作为挑战用材料，并且使用Fox的美国专利No.7947142中描述的方法测试)。
如果过滤介质107的至少一个层将呈现出吸附剂官能度，则为任何便利物理形式的任何合适的吸附剂可包括在这样的层中。在特定的实施方案中，这样的吸附剂能够捕获甲醛。在一些实施方案中，吸附剂包括至少一些活性炭。如果需要，可处理活性炭以增强其捕获甲醛的能力。合适的处理可例如提供带有至少一些胺官能度和/或至少一些锰酸盐官能度和/或至少一些碘化物官能度的活性炭。可为合适的处理的活性炭的具体实施例包括已经用例如高锰酸钾、尿素、尿素/磷酸和/或碘化钾处理的那些。可为可能适合于例如移除甲醛的其他吸附剂包括例如处理的沸石和处理的活性氧化铝。如果需要，可包括此类材料例如，连同处理的活性炭。在特定的实施方案中，吸附剂可包括Wendland的名称为用于醛的聚合物吸附剂(Polymeric Sorbents for Aldehydes)的美国临时专利申请No.62/269613中描述的材料，该专利申请全文以引用方式并入本文。
一种或多种吸附剂可以任何可用的形式提供；例如，作为可为例如粉末、小珠、薄片、晶须、颗粒剂或附聚物的粒子。吸附剂粒子大小可根据需要变化。吸附剂粒子可以任何期望的方式并入过滤介质107层中或上。例如，在各种实施方案中，吸附剂粒子可与过滤介质107层的纤维物理缠结，可以粘合方式结合到此类纤维，或者可使用两种机制的某些组合。
预滤器60(如果存在)可为任何合适的设计，由任何合适的材料制成。在一些实施方案中，预滤器60可充当捕获大粒子的污垢、毛发等等但是允许细粒子穿过其例如以由一次性过滤器100的过滤介质107捕获的粗预滤器。在一些实施方案中，预滤器60可为模制塑料物品(例如，由热塑性聚合物(诸如可注射模制树脂)制成)。如果预滤器60包括周边框架，则周边框架可与构成预滤器的其余部分的模制材料整体形成；或者，可使用单独的框架，并且单独的框架可具有附接到其上以形成预滤器的例如任何合适的结网、稀松布等等。
在一些实施方案中，预滤器60可为可重复使用和可洗的(而不是一次性使用的一次性物品)。在此类实施方案中，预滤器60可与一次性过滤器100分开供应，而不是连同一次性过滤器一起供应(例如，永久地附接到一次性过滤器)。在一些实施方案中，当预滤器60装配在室内空气净化器1中时(例如，作为包括一次性空气过滤器100的过滤器组件50的一部分)，预滤器60可被夹在室内空气净化器的一次性过滤器100和盖板8之间。在其他实施方案中，室内空气净化器1的盖板8本身可被构造成(例如，通过选择其中的通孔的数量和大小)用作预滤器。在一些实施方案中，当一次性过滤器100和预滤器60装配在室内空气净化器1中时，预滤器60的下游面62可抵靠一次性过滤器100的上游面101(例如，下游面62可通过由盖板8施加的力压靠在其上)。在其他实施方案中，预滤器60可以某些方式(例如，借着设置在预滤器的框架上和一次性过滤器的框架上的互补附接特征部)暂时附接到一次性过滤器100。在其他实施方案中，预滤器60在装配时可附接到室内空气净化器1本身(例如，预滤器60可附接到与室内空气净化器1的过滤器接纳器11位于一起的附接点)。
在一些实施方案中，可在室内空气净化器1中使用多于一个一次性空气过滤器100。例如，两个(或更多个)此类一次性空气过滤器100可放置在空气过滤器接纳器11内，使得一个过滤器位于另一个过滤器的下游。以具体实施例的方式，上游一次性空气过滤器可被构造成用于捕获细粒子，并且下游空气过滤器可被构造成用于捕获一种或多种气体/蒸气，例如，甲醛、一氧化碳等。可将两个此类过滤器分别装配在空气过滤器接纳器11中；或者两个此类过滤器可在装配到空气过滤器接纳器11中之前组装到过滤器组件50中(并且例如彼此附接到过滤器组件50)。在任一种情况下，如果需要，也可使用任选的预滤器60。如果使用两个(或更多个)此类一次性空气过滤器，则空气过滤器中的任一个或两个可包括如下所述的RFID标签。
至少一个一次性空气过滤器100将包括至少一个RFID(射频识别)标签120，如图3所指示的且如在图4的视图中可见的。在一些实施方案中，RFID标签120可安装到空气过滤器100的周边框架103的任何部分。例如，RFID标签120可安装到框架的侧壁的内主表面，或安装到框架的上游或下游凸缘的外主表面或内(即，可见的或不可见的)主表面。在一些实施方案中，RFID标签120安装到(例如，附接到(例如，以粘合方式附接到))一次性空气过滤器100的周边框架103的侧壁104的主外表面。(在图中，104'的命名法用于识别RFID标签附接到的特定侧壁104。)RFID标签120可为任何合适的RFID标签。在很多实施方案中，RFID标签120可为无源标签，意味着RFID标签120不包括任何种类的电源，并且只由通过RFID读取器冲击在其上的电磁能量供电。在一些实施方案中，RFID标签120可为传统的RFID标签(例如，在高频、中频或低频下操作的)，传统的RFID标签的范围不受特别限制。在特定的实施方案中，RFID标签120可为所谓的近场通信(NFC)标签，近场通信(NFC)标签将被技术人员辨识为仅在几(例如，十或更小)厘米范围内(例如，在13.56MHz下)操作的特定类型的RFID标签。在一些实施方案中，RFID标签120是(仅)可读标签；在其他实施方案中，RFID标签120可为可读/可写标签，如本文稍后详细讨论的。在一些实施方案中，RFID标签120可便利地供应有粘合剂背衬，使得RFID标签120可快速且容易地装配到过滤器100的框架的侧壁104'的表面(例如，如图4所示的主外表面111)上。
在一些实施方案中，一次性空气过滤器100可包括至少一个弹性材料条109，至少一个弹性材料条109位于RFID标签120安装于其上的特定侧壁104'的最长尺寸的至少一部分上，并沿该至少一部分延伸。在特定的实施方案中，类似的条109位于框架103的一个或多个其他侧壁(例如，左侧壁、右侧壁、顶侧壁或底侧壁)的至少一部分上，并沿该至少一部分延伸(如图4中的示例性实施方案中所示)。应当了解，在将一次性过滤器100插入到室内空气净化器1的空气过滤器接纳器11中的行为期间，该弹性材料的存在可保护RFID标签120不被移去、或刮擦或以其他方式损坏。此外(特别是如果弹性材料条109存在于至少两个相背对的侧壁上，或者存在于框架103的所有四个侧壁上)，这些条可改善过滤器100可装配在接纳器11中的贴合性，并且可使装配的过滤器周边周围的任何漏气最小化。
此类弹性材料条可具有任何合适的组成和形式。特别便利的布置可使用带粘合剂背衬的泡沫条，带粘合剂背衬的泡沫条可以粘合方式附接到过滤器框架的侧壁的表面。泡沫可为提供期望的回弹力和缓冲的任何合适的组合物和结构(例如，开孔、闭孔等)。该条的弹性材料的厚度可为任何期望的值；然而，如果弹性材料呈现出显著大于RFID标签的厚度的厚度，则可为特别有用的，以便最有效地保护RFID标签免受损坏。在各种实施方案中，弹性材料的(未压缩的)厚度可比RFID标签的厚度大约2、4、6、8、10、12、14或20倍。
在各种实施方案中，弹性材料条可沿着条附接到的侧壁的长度的至少约50％、60％、70％、80％、90％或95％延伸。(虽然较短长度的弹性材料仍然可帮助保护RFID标签，只要较短长度的弹性材料适当地定位成靠近RFID标签，但是当弹性材料条沿着每个侧壁的长度的大部分或所有延伸时，对例如使框架过滤器周边周围的漏气最小化的任何影响可为最明显的。)
在一些实施方案中，弹性材料条可具有临近侧壁的上游-下游范围(宽度)的沿着侧壁的上游-下游方向(例如，如图4中观察的主侧壁104'的左-右方向)的宽度。换句话讲，在此类实施方案中，弹性材料条可占据侧壁的上游-下游范围的大部分或所有。在此类情况下，弹性材料条可直接施用在RFID标签的顶上，使得RFID标签被夹在弹性材料条和框架的侧壁之间。只要弹性材料条不会不当妨碍RFID信号穿过其的传输，这样的布置可为令人满意的。在其他布置中，弹性材料条可仅占据侧壁的上游-下游范围的一部分。在此类情况下，RFID标签可与弹性材料条相邻(而不是由材料条覆盖)，如图4中的示例性实施方案所示。诸如该布置的布置可有利地允许RFID标签为可见的，并且可援助用户在将空气过滤器装配到室内空气净化器的接纳器中时对空气过滤器进行正确地取向。
室内空气净化器1包括风扇12(在图2和图3的视图中部分可见)。在图5的视图中，已经省略了各种部件，使得电动马达14和风扇12的叶轮13是可见的。叶轮13可为任何合适的类型，例如，如图5所示的鼠笼式叶轮。电动马达14可为任何合适的类型，例如，室内空气净化器中经常使用的类型的直流(DC)或交流(AC)马达。如众所周知的，马达14可包括转子、定子、绕组等中的一个或多个。马达14将经常(例如，借着电源线)由外部源供电；然而，在一些实施方案中，室内空气净化器1可包括内部电源(例如，可充电电池)。
室内空气净化器1将包括如图6的框图中表示的主控制单元140。主控制单元140可包括印刷电路板等等，连同需要的任何辅助电气部件中一个或多个。主控制单元140与风扇12操作地连接(例如，使得风扇12可接通和断开，并且如果需要可以不同的风扇速度操作)，并且也与各种控制装置和开关、监测器、显示器和/或指示器等操作地连接，各种控制装置和开关、监测器、显示器和/或指示器等设置在外壳9上或外壳9内，并且允许用户直接操作室内空气净化器1(例如，将室内空气净化器1接通或断开，以使风扇加速或减速等)。主控制单元140也将(例如，通过硬线或光纤连接)与无线通信单元142操作地连接，这允许主控制单元与外部设备通信。此类布置可允许借着在外部设备和室内空气净化器的主控制单元之间来回发送的信号远程操作室内空气净化器(并且监测其操作状况)，而不是借着位于室内空气净化器本身的控制装置直接操作室内空气净化器。
这样的外部设备可为能够从无线通信单元142接收信号(并且能够将信号和指令传输到无线通信单元142)的任何合适的设备。在特定的实施方案中，外部设备是便携式设备，诸如智能电话、平板计算机或膝上型计算机。此类实施方案具体地排除外部设备是被构造成用于和装配为非便携式的任何设备(例如，专用台式计算机、终端、大型机、服务器等)。无线通信单元142可为任何合适的类型。在各种实施方案中，无线通信单元142可经由近程UHF无线电波(例如，经由在从2.4GHz至2.485GHz的ISM频带中操作的众所周知的蓝牙协议)、通过经过Wi-Fi网络(无论是例如借着一个或多个本地路由器本地地、借着一个或多个网络接入点和/或互联网路由器或服务器经由互联网，还是通过这些的任何组合)通信、通过经过蜂窝电话网络通信、通过红外通信或通过这些的任何组合直接或间接地与外部设备通信。主控制单元140也将与RFID读取器143操作地连接(该连接可通过硬线或光纤连接便利地提供，但可为无线连接)，如本文稍后另外详细讨论的。
在一些实施方案中，主控制单元140也与一个或多个传感器141操作地连接。此类传感器可例如定量或半定量地感测或检测任何项目、参数或感兴趣的分析物。在一些实施方案中，传感器141可为粒子检测器；在具体实施方案中，传感器141可被构造成用于检测具有2.5μm或更小的直径的细粒子(该大小的粒子经常被称为PM2.5粒子)。此类粒子(不管大小如何)可为例如固体粒子、灰尘、气溶胶等。在一些实施方案中，粒子传感器可为例如借着一个或多个激光束操作的光学传感器。然而，一般来讲，精细传感器可为能够通过任何合适的机构感测空气中的颗粒、灰尘等等的任何传感器。可能合适的细粒子传感器的一个实施例是从Shinyei科技(日本神户)(Shinyei Technology(Kobe，Japan))得到的型号为PPD4NS的产品。在一些实施方案中，传感器141可为通过任何合适的机构操作的挥发性有机化学(VOC)检测器。
不管被感测的特定物品如何，在至少一些实施方案中，一个或多个传感器141定位在一次性过滤器100的上游(例如，过滤器组件50的上游)，以便监测上游空气而不是监测已经穿过一次性过滤器100的过滤介质107的下游空气。此类定位允许传感器随时间推移跟踪环境大气中(多个)期望物品的水平。于是，(多个)传感器141可定位在过滤器接纳器11内，在过滤器100上游的位置中。另选地，一个或多个传感器141可定位在外壳9的外表面上(但是一个或多个传感器141可例如通过允许环境空气到达传感器但保护传感器免受撞击损坏并免受液体的飞溅的百叶窗、导流板、罩等覆盖)。只要允许(多个)传感器以期望的方式监测环境大气，任何布置将满足要求。
如提到的，室内空气净化器1包括至少一个RFID读取器143，至少一个RFID读取器143与主控制单元140操作地连接。RFID读取器143被构造成用于从一次性过滤器100的RFID标签120读取信息(并且任选地，将信息写入到RFID标签120)。应当了解，将一前一后地选择室内空气净化器的RFID读取器143的类型和特性以及前面提及的RFID标签120的类型和特性。例如，如果RFID标签120是NFC标签，则RFID读取器143将是NFC读取器；如果RFID标签120是可读/可写标签，则除了从标签120读取信息之外，RFID读取器143应该能够将信息写入到标签120上。
在例如其中RFID读取器143和标签120是带有相对长程能力的传统RFID设备的一些实施方案中，当一次性过滤器100装配在室内空气净化器1中时，读取器143和标签120彼此紧密物理邻近可不是重要的。然而，在其他实施方案中，RFID读取器143和标签120可为相对有限范围的设备。例如，如先前提到的，RFID读取器143和标签120可为所谓的近场通信设备，技术人员将近场通信设备视为在非常有限(例如，10厘米或更小)的范围内执行的特定类型的RFID通信。于是，在至少一些实施方案中，RFID读取器143可位于室内空气净化器1的过滤器接纳器11内的位置中，当过滤器100装配在净化器1中时，一次性过滤器100的RFID标签120将非常紧密邻近地放置在该位置(在各种实施方案中，在最接近点处的8cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm或1cm内)。
在图3中描绘了该类型的示例性布置，其中RFID读取器143定位在过滤器接纳器11的内侧壁15上，使得当过滤器100恰当地装配在接纳器11中时，过滤器100的RFID标签120(在图3的视图中RFID标签120不是直接可见的，但是在图4的视图中RFID标签120是可见的)将非常紧密地邻近读取器143放置(例如，在读取器143的约2cm内)。过滤器100和/或室内空气净化器1的一些部分可包括任何合适类别的标记、图表或指令，以引导用户在将过滤器100插入接纳器11中时恰当地对过滤器100进行取向，使得RFID标签120恰当地定位。在一些实施方案中，过滤器100可包括当过滤器100恰当装配时与接纳器11的互补对准特征部配合的一个或多个对准特征部(例如，框架的凹口或成角度的拐角、腔或棘爪结构等)。
在一些实施方案中，RFID读取器143可安装在限定过滤器接纳器11的外壳9的内向壁上，使得在RFID读取器143的操作中，在RFID读取器143和RFID标签120之间的空间中除了空气外什么都不存在(或可能地，上述弹性材料条的一部分)。在其他实施方案中，RFID读取器143可定位在限定过滤器接纳器11的壁的后面，使得RFID读取通过壁本身发生。这可不会无法接受地影响执行RFID读取的能力，例如，只要壁足够薄，由例如模制塑料而不是金属制成等。
如果使用两个一次性空气过滤器100(每个佩带RFID标签120)，则室内空气净化器1可设置有两个RFID读取器143。或者，可使用能够询问例如在单独的一次性空气过滤器上的两个(或更多个)RFID标签的单个RFID读取器。
室内空气净化器经常使用可在相当高的电压(例如，在300V的范围内)下操作的马达(例如，DC马达)。此类马达可生成显著的电磁场(EMF)，并且如此可产生可妨碍RFID读取的RF(射频)信号。于是，在至少一些实施方案中，RFID读取器143距室内空气净化器1的马达14远程定位。在该上下文中，远程定位被定义意味着RFID读取器143没有任何部分位于马达14的任何电磁活性部件的10cm内。在该上下文中，电磁活性表示诸如例如转子、定子和绕组的部件，但不包括例如外壳、护罩、垫圈等。在另外的实施方案中，RFID读取器143定位在距马达14的至少约15cm、20cm或25cm处。在另外的实施方案中(并且不论RFID读取器143和马达14之间的距离)，可将一个或多个EMF罩定位在RFID读取器143和马达14之间(即，插置在其间以便阻挡两者间的任何视线路径)，以便保护RFID读取器免受由于马达14而造成的电磁干扰。此类EMF罩对于技术人员来说将是熟悉的；可使用任何合适的EMF罩，例如，一个或多个金属层、一个或多个金属化聚合物薄膜层等。
当装配到室内空气净化器1的外壳9的过滤器接纳器11中时，一次性过滤器100(例如，作为包括预滤器60的过滤器组件50的一部分)定位成使得当风扇12接通时，流过外壳中的气流路径的大部分(例如，基本上所有)空气流过一次性过滤器的过滤介质107，用于从流动的空气移除至少一些细粒子、灰尘和/或其他污染物。当过滤器100装配到室内空气净化器1的接纳器11中时，室内空气净化器1的RFID读取器143将询问过滤器100的RFID标签120，并且将从其读取信息。该信息可包括例如关于(例如，由过滤器的制造商)预加载到RFID标签上的过滤器的以下信息中的任一个或所有：型号；制造日期；期满日期；过滤器类型、大小等；过滤器的寿命等级；过滤器的批号和/或序列号；以及，认证信息。此类认证信息(无论是以认证码的形式，还是以任何其他形式)可帮助用户确保一次性空气过滤器与室内空气过滤器兼容，并且特别地确保一次性空气过滤器不是伪造产品。
在一些实施方案中(例如，其中RFID标签是仅可读标签)，预加载的信息可为由RFID标签携带的唯一信息。然而，如果RFID标签是可读/可写标签(并且除了从RFID标签读取信息之外，室内空气净化器的RFID读取器能够写入到RFID标签)，则可在室内空气净化器的操作期间将附加信息写入到RFID标签上。例如，可由主控制单元获得一次性过滤器100的估计剩余寿命，如本文稍后详细讨论的。在一些实施方案中，可将该估计剩余寿命显示例如在室内空气净化器的显示面板上。在一些实施方案中，该估计剩余寿命可(借着无线通信单元142)无线地传达到诸如智能电话的外部设备。并且，在一些实施方案中，该估计寿命可写入到一次性过滤器本身的RFID标签上。在各种实施方案中，可进行这些中的任一个或所有的任何组合。
应当了解，将一次性过滤器的估计剩余寿命写入到过滤器本身的RFID标签上可比保持该信息驻留在室内空气净化器的主控制单元中具有优点。例如，在其中在室内空气净化器中使用两个一次性空气过滤器(例如，一个主要用于粒子，一个主要用于气体/蒸气)的先前提及的实施方案中，可有必要暂时移除第一过滤器(例如，上游过滤器)，以便访问和移除第二过滤器(例如，下游过滤器)。(例如，如果第二过滤器的使用寿命不与第一过滤器的使用寿命一样大，则这可完成。)使第一过滤器的估计剩余寿命驻留在第一过滤器的RFID标签上可确保保留该信息，使得第一过滤器在放回到室内空气净化器中时被正确识别为重新装配的过滤器(带有比新过滤器将出现的更短的剩余寿命)，而不是新装配的过滤器。
还有，大型建筑物可在不同的室中具有多个室内空气净化器。维持每个过滤器的估计剩余寿命驻留在过滤器本身上意味着可从一个室内空气净化器移除过滤器并将该过滤器装配到不同的室内空气净化器中，不同的室内空气净化器可询问过滤器的RFID标签以查明该过滤器的估计剩余寿命。换句话讲，不论空气过滤器是否在不同的室内空气净化器之间移动，不论空气过滤器是否从相同室内空气净化器移除且稍后被重新装配到相同室内空气净化器中等，都可监测和跟踪空气过滤器的估计剩余寿命。
可使用提供足够可靠的估计的任何方法获得(计算)一次性空气过滤器的估计剩余寿命。在一种简单的方法中，估计剩余寿命可仅考虑累积运行时间(室内空气净化器已经与装配在其中的过滤器处于动力操作的总时间长度)。在另外的方法中，可监测室内空气净化器被操作的风扇速度(风扇速度可在例如高、中和低设定之间变化)，并且该信息可与运行时间组合以基于处理的空气总体积达到估计剩余寿命。在另外的方法中，在室内空气净化器处于动力操作的时间期间，可(例如，通过如先前提及的细粒子传感器141)监测环境空气中的细粒子的浓度。该信息可与累积运行时间信息和/或与风扇速度信息组合。以该方式，可获得不仅考虑处理的空气总体积也考虑存在于处理空气中的细粒子的浓度的过滤器的剩余寿命的估计。这可允许估计剩余过滤器寿命基于已经发生的过滤介质加载有细粒子的估计。
可通过任何充分预测的算法从累积运行时间、在该运行时间内的平均风扇速度以及在该运行时间期间空气中的细粒子的平均浓度中导出(例如，由主控制单元计算)估计剩余过滤器寿命。在一些实施方案中，算法可为复杂算法，意味着该算法不使用运行时间、风扇速度和粒子浓度的简单加法函数或简单乘法函数。
不管在室内空气净化器的操作期间是否将任何信息写入到RFID标签上，从RFID标签读取的至少一些信息将在室内空气净化器的操作期间借着前面提及的无线通信单元从室内空气净化器传达到外部设备。在一些实施方案中，传达到外部设备的信息可为来自空气过滤器的RFID标签的“原样”信息。换句话讲，此类信息可以此类信息存储在RFID标签上的非常类似或甚至相同的形式传达到外部设备。此类“原样”信息可为例如预加载的信息，诸如型号、制造日期、认证信息等。在其他实施方案中，传达到外部设备的信息可在传达到外部设备之前(例如，通过主控制单元)稍微或甚至实质上进行处理或修改。此类处理或修改的信息仍然满足从RFID标签读取的信息被传达到外部设备的标准。并且，当然，可将由主控制单元计算的信息(例如，过滤器的估计剩余寿命)传达到外部设备。
在一些实施方案中，一次性空气过滤器100可包括(例如，除RFID标签120之外)至少一个光学可询问的自动识别和数据捕获(AIDC)标号。这样的标号可携带任何合适的信息，并且可采取例如普通产品代码(UPC)条形码或快速响应(QR)代码(有时称为矩阵代码或2-D条形码)的形式，如对于普通技工来说将是熟悉的。如果存在这样的光学可询问代码，则可例如由装配在外部设备中的读取器读取该光学可询问代码，并且从其获取的信息可通过众所周知的方法和设备传达到室内空气净化器。
示例性实施方案列表
实施方案1是一种室内空气净化器，包括：外壳，外壳限定进气口、出气口和穿过其的气流路径，其中外壳包括空气过滤器接纳器，空气过滤器接纳器被构造成用于接纳至少一个一次性空气过滤器，使得一次性空气过滤器的过滤介质处于气流路径中；电动马达，电动马达安装在外壳内并包括与其连接的风扇，风扇定位在气流路径中并被构造成用于促进空气穿过一次性空气过滤器的过滤介质；至少一个RFID读取器，至少一个RFID读取器被定位和构造成用于读取附接到至少一个一次性空气过滤器的RFID标签，并且将从RFID标签读取的信息传达到室内空气净化器的主控制单元；以及，无线通信单元，无线通信单元允许室内空气净化器的主控制单元将由RFID读取器从RFID标签读取的信息传达到外部设备。
实施方案2是根据实施方案1所述的室内空气净化器，其中RFID读取器位于距室内空气净化器的电动马达的远程处，使得RFID读取器距电动马达至少10cm。实施方案3是根据实施方案1至2中任一项所述的室内空气净化器，其中RFID读取器通过位于RFID读取器和电动马达之间的至少一个EMF罩，与室内空气净化器的电动马达电磁屏蔽。
实施方案4是根据实施方案1至3中任一项所述的室内空气净化器，还包括以可移除方式装配在外壳的空气过滤器接纳器中的至少一个一次性空气过滤器。实施方案5是根据实施方案4所述的室内空气净化器，其中一次性空气过滤器是框架空气过滤器，框架空气过滤器包括安装在一次性空气过滤器的框架上的至少一个RFID标签。实施方案6是根据实施方案5所述的室内空气净化器，其中室内空气净化器的RFID读取器是RFID读取器/写入器，并且其中RFID标签是存储关于一次性空气过滤器的预加载信息的可读标签，使得预加载信息可由室内空气净化器的RFID读取器/写入器读取；并且，其中RFID标签是可写标签，可写标签被构造成用于借着RFID读取器/写入器从室内空气净化器的主控制单元接收和存储信息。
实施方案7是根据实施方案5至6中任一项所述的室内空气净化器，其中RFID标签安装在一次性空气过滤器的框架的侧壁的主外表面上。实施方案8是根据实施方案7所述的室内空气净化器，其中RFID标签以粘合方式附接到一次性空气过滤器的框架的侧壁的主外表面。
实施方案9是根据实施方案5至8中任一项所述的室内空气净化器，其中框架一次性空气过滤器还包括弹性材料条，弹性材料条附接到RFID安装于其上的侧壁的主外表面，其中条沿着RFID标签安装于其上的侧壁的细长长度的至少约80％延伸，并且其中与RFID标签突出的相比，该条的材料远离侧壁的主外表面向外另外突出至少约四倍。实施方案10是根据实施方案9所述的室内空气净化器，其中侧壁的主外表面呈现出上游-下游范围，其中RFID标签占据侧壁的主外表面的上游-下游范围的一部分，并且其中接近RFID标签的弹性材料条的一部分占据没有被RFID标签占据的侧壁的主外表面的上游-下游范围的一部分中的至少一部分。
实施方案11是根据实施方案4至10中任一项所述的室内空气净化器，其中一次性空气过滤器是装配在外壳的空气过滤器接纳器中的空气过滤器组件的一部分，空气过滤器组件包括位于一次性空气过滤器上游的预滤器。实施方案12是根据实施方案11所述的室内空气净化器，其中预滤器不永久地附接到一次性空气过滤器，并且是可重复使用和可洗的。
实施方案13是根据实施方案4至12中任一项所述的室内空气净化器，其中每个包括安装在一次性空气过滤器的框架上的至少一个RFID标签的第一一次性空气过滤器和第二一次性空气过滤器装配在外壳的空气过滤器接纳器中，其中第二一次性空气过滤器装配在第一一次性空气过滤器的下游。实施方案14是根据实施方案5至13中任一项所述的室内空气净化器，其中RFID标签是无源无动力RFID标签。
实施方案15是根据实施方案1至14中任一项所述的室内空气净化器，其中室内空气净化器还包括至少一个细粒子传感器，当一次性空气过滤器装配在空气过滤器接纳器中时，至少一个细粒子传感器位于一次性空气过滤器的上游。
实施方案16是一种可远程监测的室内空气净化器系统，包括：室内空气净化器，室内空气净化器包括，外壳，外壳限定进气口、出气口和穿过其的气流路径，其中外壳包括空气过滤器接纳器，空气过滤器接纳器被构造成用于接纳至少一个一次性空气过滤器，使得一次性空气过滤器的过滤介质处于气流路径中，电动马达，电动马达安装在外壳内并包括与其连接的风扇，风扇定位在气流路径中并被构造成用于促进空气穿过一次性空气过滤器的过滤介质，至少一个RFID读取器，至少一个RFID读取器被定位和构造成用于读取附接到至少一个一次性空气过滤器的RFID标签，并且将从RFID标签读取的信息传达到室内空气净化器的主控制单元，以及，无线通信单元，无线通信单元允许室内空气净化器的主控制单元将由RFID读取器从RFID标签读取的信息传达到便携式外部设备；以及便携式外部设备，便携式外部设备被构造成用于接收由室内空气净化器的无线通信单元传达的信息，使得可借着便携式外部设备监测室内空气净化器的操作。
实施方案17是一种可远程监测的室内空气净化器系统，包括根据实施方案1至15中任一项所述的室内空气净化器，并且其包括：外壳，外壳限定进气口、出气口和穿过其的气流路径，其中外壳包括空气过滤器接纳器，空气过滤器接纳器被构造成用于接纳至少一个一次性空气过滤器，使得一次性空气过滤器的过滤介质处于气流路径中，电动马达，电动马达安装在外壳内并包括与其连接的风扇，风扇定位在气流路径中并被构造成用于促进空气穿过一次性空气过滤器的过滤介质，至少一个RFID读取器，至少一个RFID读取器被定位和构造成用于读取附接到至少一个一次性空气过滤器的RFID标签，并且将从RFID标签读取的信息传达到室内空气净化器的主控制单元，以及，无线通信单元，无线通信单元允许室内空气净化器的主控制单元将由RFID读取器从RFID标签读取的信息传达到便携式外部设备；以及便携式外部设备，便携式外部设备被构造成用于接收由室内空气净化器的无线通信单元传达的信息，使得可借着便携式外部设备监测室内空气净化器的操作。
实施方案18是根据实施方案16至17中任一项所述的可远程监测的室内空气净化器系统，其中便携式外部设备被构造成用于将信息传输到室内空气净化器的无线通信单元，使得可借着便携式外部设备远程控制室内空气净化器的操作。实施方案19是根据实施方案16至18中任一项所述的可远程监测的室内空气净化器系统，还包括以可移除方式装配在室内空气净化器的外壳的空气过滤器接纳器中的至少一个一次性空气过滤器。
实施方案20是一种操作室内空气净化器的方法，该方法包括：从装配在室内空气净化器内的一次性空气过滤器的RFID标签读取信息；在室内空气净化器操作以净化室内空气的时间间隔内，收集指示由室内空气净化器净化的空气中细粒子的平均浓度的第一数据集；在该时间间隔内，收集指示室内空气净化器的电动马达驱动的风扇操作的平均速度的第二数据集；收集指示时间间隔的长度的第三数据集；将第一数据集、第二数据集和第三数据集组合成第四组合数据集，并且使用第四数据集获得一次性空气过滤器的剩余的使用寿命的估计；以及，将一次性空气过滤器的使用寿命的估计连同从一次性空气过滤器的RFID标签读取的信息中的至少一些无线传达到外部设备。
实施方案21是一种操作室内空气净化器的方法，该方法包括：从装配在根据实施方案1至15中任一项所述的室内空气净化器内的一次性空气过滤器的RFID标签读取信息；在室内空气净化器操作以净化室内空气的时间间隔内，收集指示由室内空气净化器净化的空气中细粒子的平均浓度的第一数据集；在该时间间隔内，收集指示室内空气净化器的电动马达驱动的风扇操作的平均速度的第二数据集；收集指示时间间隔的长度的第三数据集；将第一数据集、第二数据集和第三数据集组合成第四组合数据集，并且使用第四数据集获得一次性空气过滤器的剩余的使用寿命的估计；以及，将一次性空气过滤器的使用寿命的估计连同从一次性空气过滤器的RFID标签读取的信息中的至少一些无线传达到外部设备。
实施方案22是根据实施方案20至21中任一项所述的方法，其中通过选自由在从2.4GHz到2.485GHz频带内操作的近程UFH无线电波、Wi-Fi、蜂窝和红外通信组成的组的方法执行无线传达。实施方案23是根据实施方案20至22中任一项所述的方法，其中RFID读取器是RFID读取器/写入器，并且RFID标签是RFID可读/可写标签，并且其中方法还包括至少将一次性空气过滤器的使用寿命的估计写入RFID标签中。
对于本领域的技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体示例性元件、结构、特征、细节、构造等可在许多实施方案中修改和/或组合。本发明人预期所有此类变型和组合均在所构思发明的界定内，而不仅仅是被选择充当示例性例示的那些代表性设计。如此，本发明的范围不应限于本文所述的具体例示性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为另选方案的任何元件可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。以开放式语言(例如，包括和由其衍生)引用到本说明书中的任何元件或元件的组合被认为是以封闭式语言(例如，由……组成和由其衍生)并且以部分封闭式语言(例如，实质上由……组成和由其衍生)附加地引用。就所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾来说，将以所写的本说明书为准。

Claims (21)

1.一种室内空气净化器，包括：
外壳，所述外壳限定进气口、出气口和穿过其的气流路径，
其中所述外壳包括空气过滤器接纳器，所述空气过滤器接纳器被构造成用于接纳至少一个一次性空气过滤器，使得所述一次性空气过滤器的过滤介质处于所述气流路径中；
电动马达，所述电动马达安装在所述外壳内并包括与其连接的风扇，所述风扇定位在所述气流路径中并被构造成用于促进空气穿过所述一次性空气过滤器的所述过滤介质；
至少一个RFID读取器，所述至少一个RFID读取器被定位和构造成用于读取附接到所述至少一个一次性空气过滤器的RFID标签，并且将从所述RFID标签读取的信息传达到所述室内空气净化器的主控制单元；
以及，
无线通信单元，所述无线通信单元允许所述室内空气净化器的所述主控制单元将由所述RFID读取器从所述RFID标签读取的信息传达到外部设备。
2.根据权利要求1所述的室内空气净化器，其中所述RFID读取器位于距所述室内空气净化器的所述电动马达的远程处，使得所述RFID读取器距所述电动马达至少10cm。
3.根据权利要求1所述的室内空气净化器，其中所述RFID读取器通过位于所述RFID读取器和所述电动马达之间的至少一个EMF罩，与所述室内空气净化器的所述电动马达电磁屏蔽。
4.根据权利要求1所述的室内空气净化器，还包括以可移除方式装配在所述外壳的所述空气过滤器接纳器中的至少一个一次性空气过滤器。
5.根据权利要求4所述的室内空气净化器，其中所述一次性空气过滤器是框架空气过滤器，所述框架空气过滤器包括安装在所述一次性空气过滤器的框架上的至少一个RFID标签。
6.根据权利要求5所述的室内空气净化器，其中所述室内空气净化器的所述RFID读取器是RFID读取器/写入器，并且其中所述RFID标签是存储关于所述一次性空气过滤器的预加载信息的可读标签，使得所述预加载信息可由所述室内空气净化器的所述RFID读取器/写入器读取；并且，其中所述RFID标签是可写标签，所述可写标签被构造成用于借着所述RFID读取器/写入器从所述室内空气净化器的主控制单元接收和存储信息。
7.根据权利要求5所述的室内空气净化器，其中所述RFID标签安装在所述一次性空气过滤器的框架的侧壁的主外表面上。
8.根据权利要求7所述的室内空气净化器，其中所述RFID标签以粘合方式附接到所述一次性空气过滤器的所述框架的所述侧壁的主外表面。
9.根据权利要求5所述的室内空气净化器，其中框架一次性空气过滤器还包括弹性材料条，所述弹性材料条附接到所述RFID安装于其上的所述侧壁的所述主外表面，其中所述条沿着所述RFID标签安装于其上的所述侧壁的细长长度的至少约80％延伸，并且其中与所述RFID标签突出的相比，所述条材料远离所述侧壁的所述主外表面向外另外突出至少约四倍。
10.根据权利要求9所述的室内空气净化器，其中所述侧壁的所述主外表面呈现出上游-下游范围，其中所述RFID标签占据所述侧壁的所述主外表面的所述上游-下游范围的一部分，并且其中接近所述RFID标签的所述弹性材料条的一部分占据没有被所述RFID标签占据的所述侧壁的所述主外表面的所述上游-下游范围的一部分中的至少一部分。
11.根据权利要求4所述的室内空气净化器，其中所述一次性空气过滤器是装配在所述外壳的所述空气过滤器接纳器中的空气过滤器组件的一部分，所述空气过滤器组件包括位于所述一次性空气过滤器上游的预滤器。
12.根据权利要求11所述的室内空气净化器，其中所述预滤器不永久地附接到所述一次性空气过滤器，并且是可重复使用和可洗的。
13.根据权利要求4所述的室内空气净化器，其中每个包括安装在所述一次性空气过滤器的框架上的至少一个RFID标签的第一一次性空气过滤器和第二一次性空气过滤器装配在所述外壳的所述空气过滤器接纳器中，其中所述第二一次性空气过滤器装配在所述第一一次性空气过滤器的下游。
14.根据权利要求5所述的室内空气净化器，其中所述RFID标签是无源无动力RFID标签。
15.根据权利要求1所述的室内空气净化器，其中所述室内空气净化器还包括至少一个细粒子传感器，当所述一次性空气过滤器装配在所述空气过滤器接纳器中时，所述至少一个细粒子传感器位于所述一次性空气过滤器的上游。
16.一种可远程监测的室内空气净化器系统，包括：
室内空气净化器，所述室内空气净化器包括，
外壳，所述外壳限定进气口、出气口和穿过其的气流路径，
其中所述外壳包括空气过滤器接纳器，所述空气过滤器接纳器被构造成用于接纳至少一个一次性空气过滤器，使得所述一次性空气过滤器的过滤介质处于所述气流路径中，
电动马达，所述电动马达安装在所述外壳内并包括与其连接的风扇，所述风扇定位在所述气流路径中并被构造成用于促进空气穿过所述一次性空气过滤器的所述过滤介质；
至少一个RFID读取器，所述至少一个RFID读取器被定位和构造成用于读取附接到所述至少一个一次性空气过滤器的RFID标签，并且将从所述RFID标签读取的信息传达到所述室内空气净化器的主控制单元，以及，
无线通信单元，所述无线通信单元允许所述室内空气净化器的所述主控制单元将由所述RFID读取器从所述RFID标签读取的信息传达到便携式外部设备；
以及，
便携式外部设备，所述便携式外部设备被构造成用于接收由所述室内空气净化器的所述无线通信单元传达的信息，使得可借着所述便携式外部设备监测所述室内空气净化器的操作。
17.根据权利要求16所述的可远程监测的室内空气净化器系统，其中所述便携式外部设备被构造成用于将信息传输到所述室内空气净化器的所述无线通信单元，使得可借着所述便携式外部设备远程控制所述室内空气净化器的操作。
18.根据权利要求16所述的可远程监测的室内空气净化器系统，还包括以可移除方式装配在所述室内空气净化器的所述外壳的所述空气过滤器接纳器中的至少一个一次性空气过滤器。
19.一种操作室内空气净化器的方法，所述方法包括：
从装配在所述室内空气净化器内的一次性空气过滤器的RFID标签读取信息；
在所述室内空气净化器操作以净化室内空气的时间间隔内，收集指示由所述室内空气净化器净化的所述空气中细粒子的平均浓度的第一数据集；
在所述时间间隔内，收集指示所述室内空气净化器的电动马达驱动的风扇操作的平均速度的第二数据集；
收集指示所述时间间隔的长度的第三数据集；
将所述第一数据集、所述第二数据集和所述第三数据集组合成第四组合数据集，并且使用所述第四数据集获得所述一次性空气过滤器的剩余的使用寿命的估计；
以及，
将所述一次性空气过滤器的所述使用寿命的所述估计连同从所述一次性空气过滤器的所述RFID标签读取的所述信息中的至少一些无线传达到外部设备。
20.根据权利要求19所述的方法，其中通过选自由在从2.4GHz到2.485GHz频带内操作的近程UFH无线电波、Wi-Fi、蜂窝和红外通信组成的组的方法执行所述无线传达。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述RFID读取器是RFID读取器/写入器，并且所述RFID标签是RFID可读/可写标签，并且其中方法还包括至少将所述一次性空气过滤器的所述使用寿命的所述估计写入所述RFID标签中。
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