CN109814471A - 一种空气净化器的智能自检控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气净化器的智能自检控制系统，包括具有单片机的中央处理单元，与中央处理单元连接的空气采样单元，空气采样单元包括二位三通换向阀，所述二位三通换向阀具有由所述中央处理单元控制而切换的第一采样通道和第二采样通道，以及与空气净化器风道出口连通的第三采样通道，所述第一采样通道与净化前的室内空气连通，所述第二采样通道与净化后的空气连通，所述第三采样通道内设置有空气质量传感器，所述空气质量传感器与所述中央处理单元连接，控制系统还包括接收所述中央处理单元的信号并实时显示的显示单元。中央处理单元根据接收到的空气质量检测信息，进行逻辑判断和运算，可判断空气净化器过滤装置是否失效，并在失效时报警。

Description

一种空气净化器的智能自检控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于空气净化及空气质量监测的空气净化器，尤其是一种空气净化器的智能自检控制系统。

背景技术

随着工业社会的发展，现在的废气排放越来越多，空气质量越来越差，含有大量的尘埃及有害化合物，严重影响人们的身体健康 ；而另一方面，由于人们生活水平提高，对室内环境质量意识不断提高，室内环境净化产品种类和净化技术发展很快。

如授权公告号为 CN201638043U 的中国专利，公开了一种空气净化器的智能自检控制系统，包 括风扇调速控制模块、消毒灭菌控制模块、单片机芯片、LCD、空气质量传感器，单片机芯片 根据控制质量传感器检测到的信号，向风扇调速控制模块、消毒灭菌控制模块输出控制信 号，自动控制风扇的运行速度和低温等离子体消毒灭菌模块的开启，并在LCD 上实时显示 出当前的空气质量，实现系统的自动控制。

也有如授权公告号为 CN201765479U 中国专利公开了一种便携式室内环境监控装 置，由室内空气检测装置和室内空气净化装置构成，能实时监测室内环境中有害气体浓度 是否超标，并在气体浓度超标时给出报警并自动启动室内空气净化装置。

上述的空气净化装置，只是检测当前室内的空气质量，不能多方位采集空气进行对比监测，比较显示空气净化器净化前后空气质量指标的数据，判断空气净化的效果 ；不能 实时定量显示室内净化的各项空气质量指标的变化，也不能在净化工作一段时间后，与开 机最初的空气质量数据进行对比，不能给用户直观的空气净化效果显示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能比较净化前和净化后空气质量，直观显示净化效果的空气净化器的智能自检控制系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 ：一种空气净化器的智能自检控制系统，包括 具有单片机的中央处理单元，与所述中央处理单元连接的空气采样单元，其特征在于，所述 空气采样单元包括二位三通换向阀，所述二位三通换向阀具有由所述中央处理单元控制而 切换的第一采样通道和第二采样通道，以及与空气净化器风道出口连通的第三采样通道， 所述第一采样通道与净化前的室内空气连通，所述第二采样通道与净化后的空气连通，所 述第三采样通道内设置有空气质量传感器，所述空气质量传感器与所述中央处理单元连 接，控制系统还包括接收所述中央处理单元的信号并实时显示的显示单元 ；控制系统还包 括检测室内空气质量的外围传感单元和功率调节单元，所述外围传感单元连接到所述中央 处理单元，所述功率调节单元包括中的电机和能控制电机工作与否及转动速度的变频器， 所述变频器连接到所述中央处理单元。

所述空气质量传感器包括甲醛气体浓度传感器和可燃气体浓度传感器，检测流经第三采样通道的空气质量，并将信号传递到中央处理单元，比较判断后在显示单元上实时显示。

所述外围传感单元至少包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、灰尘浓度传感器中的一个。

还包括与所述中央处理单元连接的输入单元，由此可以输入各指标的比较基准数据，并进行模式、功率等的设定。

所述中央处理单元、显示单元和输入单元集成为一体，可以进行自动或手动的设定。

优选的，所述输入单元为键盘或触摸屏。

还包括与所述中央处理单元连接的报警单元，所述报警单元包括用于声音报警的报警器和 / 或用于光报警的发光二极管，当空气净化器失效或室内空气超标时可提醒使用者注意。

与现有技术相比，本发明的优点在于 ：中央处理单元根据接收到的空气质量检测 信息，进行逻辑判断和运算，控制功率调节单元，使净化器按最理想工况进行工作，并发出 指令给显示单元及报警单元实现 ：1) 适时定量对比显示工作中净化前后的空气质量数据 ；2) 该系统初始开机监测数据一直留存，可在工作中定时将初始数据与当前数据进行净化效 果对比显示，给使用者直观的体验 ；3) 可判断空气净化器过滤装置是否失效，并在失效时 报警。

附图说明

图 1 为本发明的空气净化器的智能自检控制系统的框图 ；

图 2 为本发明的空气采样单元的框图 ；

图 3 为本发明的控制系统工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图 1，一种空气净化器的智能自检控制系统，包括具有单片机的中央处理单元 1，与中央 处理单元 1 连接的功率调节单元 2、显示单元 3、空气采样单元 4、报警单元 5、外围传感单元 6 以及输入单元 7。

功率调节单元 2，包括空气净化器中的电机和能控制电机工作与否及转动速度的 变频器，变频器连接到中央处理单元 1。

显示单元 3，在本发明中，采用 LCD 显示屏，与中央处理单元 1 连接，接收中央处理 单元 1 的信号进行实时显示。

空气采样单元 4，参见图 2，包括具有三个采样通道的二位三通换向阀 41，三个采 样通道分别为第一采样通道411、第二采样通道412以及第三采样通道413。其中，第一采样 通道 411 与净化前的室内空气连通，第二采样通道 412 与净化后的空气连通，第三采样通道 413 与空气净化器风道出口连通。第三采样通道 413 内设置有空气质量传感器，如甲醛气体 浓度传感器 42、可燃气体浓度传感器 43 等，将检测到的空气质量信号传递到中央处理单元 1 进行比较判断，该通道内的空气流动的动力，由其出口处设在空气净化器风机后气流高速 流动形成的负压产生。

甲醛气体浓度传感器 42 为电化学传感器，利用传感器气敏材料的电学参量随气体浓度的变化而改变来检测甲醛气体浓度。可燃气体浓度传感器 43 利用气敏材料(SnO2) 特性，当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增 加而增大，来检测易燃气体浓度。可由空气采样单元 4 的第一采样通道 411 及第三采样通 道 413 输入已知标准浓度气体，通过中央处理单元 1 对甲醛气体浓度传感器42 和可燃气体 浓度传感器 43 的空气质量信号进行修正校准，以消除系统误差。

报警单元 5 包括用于声音报警的报警器和 / 或用于光报警的发光二极管，报警器 和发光二极管均与中央处理单元 1 连接。

外围传感单元 6，用于检测室内空气质量信息，至少包括温度传感器 61、湿度传感 器 62、光敏传感器 63、灰尘浓度传感器 64 中的一个。其中，灰尘浓度传感器 64 采用光学粒 子计数原理，根据单位时间内通过发射和接收区的灰尘对发射和接收的阻挡判断灰尘量。

输入单元7为键盘或触摸屏，操作者通过输入单元7，向中央处理单元1发出指令。显示单元 3、输入单元 7 及中央处理单元 1 可集成为一体，并在其上可进行自动 / 手动的模 式设定、空气净化器风机的转速设定、报警单元 5 的关闭等。

中央处理单元1，接收外围传感单元6和输入单元7的信号，进行逻辑判断和运算，并根据结果控制其他各单元进行适当的动作或显示、报警。如，根据光敏传感器 63 的光照强度信号来判断是否处于夜间模式，在夜间模式下，中央处理单元 1 会自动切换至较低的活动级别，空气净化器上的空气质量指示灯等将熄灭 ( 电源开 / 关指示灯除外 )，风机速度 和噪音级别将降低，能耗将降到最小。如果空气洁净，空气净化器将停止运转。如果空气质 量恶化，空气净化器将以较低的级别活动，且空气质量指示灯仍保持熄灭状态。如果室内光 线变亮并保持 5 分钟以上，则中央处理单元 1 将恢复正常操作。中央处理单元 1和其他单 元之间采用光电隔离，提高系统的可靠性和稳定性。

一种空气净化器的智能自检控制系统的工作过程如下 ：

1) 通电后，对装置各单元进行自检，并对外围传感单元 6 各传感器、及甲醛气体浓度传感器 42 和可燃气体浓度传感器 43 进行通电预热，中央控制系统 1 控制空气采样单元 4 通道，通过自动切换二位三通换向阀 41 来实现从空气净化器过滤单元前采集未经处理过 的室内空气 ；同时启动空气净化器风机按较低转速进行工作 ；

2) 预热约一分钟后，各传感器输出信号稳定，甲醛气体浓度传感器 42 和可燃气体浓度传感器 43 及外围传感单元 6 各传感器的温湿度及灰尘浓度、甲醛气体浓度、可燃气体 浓度等信号传递给中央处理单元1，中央处理单元1经A/D转换后将最初空气质量监测数据 显示在显示单元 3 的液晶屏上 ；并通过运算与设定值对比，判断哪些指标超标、那些指标合 格、哪些指标不合格，并针对身体造成危害的指标显示“危险”( 也可同时对危险指标进行声 光报警 )，对达标的数据显示“合格”，不合格的指标显示“不合格”；

3) 根据运算对比得出室内空气质量等级判定并输出指令，调整风机净化功率大 小，以调节空气净化器的功率大小，实现在空气质量较差时，功率自动升高 ；在空气质量好时，功率自动降低，直至停止工作，达到一个节能效果 ；

4) 运行数分钟后，中央控制系统 1 控制空气采样单元 4，通过自动切换二位三通换向阀 41 实现从空气净化器过滤单元后采集经过净化处理的空气，并将监测到的经过净化处理的空气质量信息在显示单元 3 的 LCD 显示屏上显示，并与切换前采集的未经处理过的室内空气质量信息对比，判断空气净化器过滤装置是否失效，并在达到极限设定值时，启动 报警单元 5 报警，提示使用者更换过滤单元 ；

5) 监测完成对比数据后，进入自动运行模式，中央处理单元 1 控制空气采样单元4，自动切换二位三通换向阀 41 实现从空气净化器过滤单元前采集未经过净化处理的室内 空气，进行正常的采样，并将其数据实时显示在显示单元 3 的 LCD 显示屏上，并控制功率调 节单元 2 调节空气净化器的功率 ；

6) 中央处理单元 1 接收光敏传感器 63 的光照强度信号，来判断是否处于夜间模式，如果为是，则切换到夜间工作模式，如果为否，则进一步判断是否接收到输入单元 7 的手动指令，如接收到，则切换到手动工作模式，如未接收到，则继续维持在自动工作模式。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种空气净化器的智能自检控制系统，包括具有单片机的中央处理单元 (1)，与所述中央处理 单元 (1) 连接的空气采样单元 (4)，其特征在于，所述空气采样单元 (4) 包括二位三通换向 阀(41)，所述二位三通换向阀(41)具有由所述中央处理单元(1)控制而切换的第一采样通 道 (411) 和第二采样通道 (412)，以及与空气净化器风道出口连通的第三采样通道 (413)， 所述第一采样通道 (411) 与净化前的室内空气连通，所述第二采样通道 (412) 与净化后的 空气连通，所述第三采样通道 (413) 内设置有空气质量传感器，所述空气质量传感器与所 述中央处理单元 (1) 连接，控制系统还包括接收所述中央处理单元 (1) 的信号并实时显示 的显示单元 (3) ；控制系统还包括检测室内空气质量的外围传感单元 (6) 和功率调节单元 (2)，所述外围传感单元(6)连接到所述中央处理单元(1)，所述功率调节单元(2)包括电机 和能控制电机工作与否及转动速度的变频器，所述变频器连接到所述中央处理单元 (1)。

2.如权利要求 1 所述的空气净化器的智能自检控制系统，其特征在于，所述空气质量传感器包括 甲醛气体浓度传感器 (42) 和可燃气体浓度传感器 (43)；

所述外围传感单元 (6) 至 少包括温度传感器 (61)、湿度传感器 (62)、光敏传感器(63)、灰尘浓度传感器 (64) 中的一个。

3.如权利要求1或2所述的空气净化器的智能自检控制系统，其特征在于，还包括与所述中央处理 单元 (1) 连接的输入单元 (7)；所述输入单元(7)为键盘或 触摸屏；

所述中央处理单元 (1)、显 示单元 (3) 和输入单元 (7) 集成为一体。

4.如权利要求1或2所述的空气净化器的智能自检控制系统，其特征在于，还包括与所述中央处理单元(1) 连接的报警单元 (5)，所述报警单元 (5) 包括用于声音报警的报警器和/或用于光报警的发光二极管。