CN109882993A - 过滤网积尘检测装置、方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过滤网积尘检测装置、方法及空调器，过滤网积尘检测装置包括：检测器、电容‑电压/电流转换模块和指示模块；其中，所述检测器包括两个极板，其分别位于过滤网的两侧；所述电容‑电压/电流转换模块与所述检测器连接，用于将所述检测器的电容量转换成电压和/或电流信号；所述指示模块与所述电容‑电压/电流转换模块连接，用于将所述电容‑电压/电流转换模块得到的电压和/或电流信号转换成指示信号。本发明检测精度高、出错率低。

Description

过滤网积尘检测装置、方法及空调器

技术领域

本发明涉及空气调节器领域，特别涉及一种过滤网积尘检测装置、方法及空调器。

背景技术

房间空调器使用一段时间后，由于空气中存在灰尘，室内机进风口的过滤网避免不了积尘现象。过滤网积尘后，室内机风量变小，使用效果、能效比、可靠性均有不同程度的下降，因此空调器使用一段时间后用户需要取下过滤网进行清洗。由于空调器室内机悬挂于墙壁上，或者立在室内，用户难以观察其过滤网的积尘情况，因此大多数用户不会主动拆下过滤网进行清洗，常常等待空调器的使用效果大幅下降之后才会查看。

申请号为CN201510208632.1的一项发明专利，公开了一种利用风压检测过滤网积尘的技术方案。但由于过滤网的风压容易受到空调器风速的设置、风机的差异、导风板的位置等因素所影响，因此该技术方案的检测精度很难保证。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种过滤网积尘检测装置，通过检测电容量的变化，实现过滤网积尘的检测功能，且不会轻易受到过滤网积尘检测装置周围环境的影响，检测精度高、出错率低。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种过滤网积尘检测装置，包括：检测器、电容-电压/电流转换模块和指示模块；其中，

检测器包括两个极板，其分别位于过滤网的两侧；

电容-电压/电流转换模块与检测器连接，用于将检测器的电容量转换成电压和/或电流信号；

指示模块与电容-电压/电流转换模块连接，用于将电容-电压/电流转换模块得到的电压和/或电流信号转换成指示信号。

进一步地，电容-电压/电流转换模块包括电容-频率转换模块和频率-电压/电流转换模块；电容-频率转换模块与检测器连接，用于将检测器的电容量转换成频率；频率-电压/电流转换模块与电容-频率转换模块连接，用于将电容-频率转换模块得到的频率转换成电压和/或电流信号；其中，电容-频率转换模块利用LC振荡电路原理，实现电容-频率换算。

进一步地，指示模块为显示板、指示灯或者报警器。

进一步地，两个极板由导电材料制成，可以是两块金属板。

进一步地，极板上设置有一个或者多个孔，用于避免极板遮挡导致极板之间的灰尘比其他位置的少，提高检测精度。

进一步地，极板的面积占整个积尘检测范围总面积的15％以内，最小面积不小于100mm²，通过缩小极板面积，削弱极板遮挡灰尘的影响，提高检测精度。

进一步地，检测器为一个或者多个。

相对于现有技术，本发明所述的过滤网积尘检测装置具有以下优势：

(1)本发明不会轻易受到过滤网积尘检测装置周围环境的影响，检测精度高、出错率低。

(2)本发明可以根据需要设置一个或者多个检测器，结构简单，应用灵活。

本发明的另一目的在于提出一种过滤网积尘检测方法，检测精度高。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种采用上述的过滤网积尘检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、获得检测器的两个极板之间的电容量；

S2、将步骤S1得到的电容量转换成电压和/或电流信号；

S3、将步骤S2得到的电压和/或电流信号与设置的至少一个电压和/或电流阈值进行比较，根据比较结果输出相应指示信号。

进一步地，还包括以下步骤：

在步骤S3中，电压阈值为1个或多个，和/或电流阈值为1个或多个，根据比较结果输出相应的指示信号。

所述检测方法与上述过滤网积尘检测装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种空调器，可以对空调器的过滤网的积尘情况实现精确检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种空调器，包括上述的过滤网积尘检测装置。

进一步地，检测器的其中一个极板以空调器的蒸发器代替。

相对于现有技术，本发明所述的空调器具有以下优势：

(1)本发明不会受到空调器风速的设置、风机的差异、导风板的位置等因素的影响，检测精度高、出错率低。

(2)本发明可以根据需要设置一个或者多个检测器，结构简单，应用灵活。

(3)本发明利用蒸发器代替一个极板，可以简化检测装置，减少耗材，同时可以检测蒸发器的脏堵情况，增加了检测装置的使用价值。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例过滤网积尘检测装置的结构示意图。

图2为本发明实施例过滤网积尘检测装置的又一结构示意图。

图3为本发明实施例空调器主视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为蒸发器代替一个极板的空调器的剖视图。

附图标记说明：

1-检测器；

11-极板；

2-电容-电压/电流转换模块；

21-电容-频率转换模块；

22-频率-电压/电流转换模块；

3-指示模块；

10-过滤网；

20-蒸发器；

30-风机；

40-外壳；

50-空气进口；

60-空气出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，在本发明的实施例中，提供了一种过滤网积尘检测装置，包括：检测器1、电容-电压/电流转换模块2和指示模块3。

检测器1包括两个极板11，其分别位于过滤网的两侧。电容-电压/电流转换模块2与检测器1连接，用于将检测器1的电容量转换成电压和/或电流信号；指示模块3与电容-电压/电流转换模块2连接，用于将电容-电压/电流转换模块2得到的电压和/或电流信号转换成指示信号。

检测器1的两个极板11以过滤网为中间面对称平行设置为优选的实施方式。

电容-电压/电流转换模块2通过电控硬件实现，其可以集成在检测器1上，也可以集成在电控上，也可以单独作为一个元件。其中，作为一种具体的实施方式，如图2所示，电容-电压/电流转换模块2包括电容-频率转换模块21和频率-电压/电流转换模块22。电容-频率转换模块21与检测器1连接，用于将检测器1的电容量转换成频率；频率-电压/电流转换模块22与电容-频率转换模块21连接，用于将电容-频率转换模块21得到的频率转换成电压和/或电流信号。指示模块3与频率-电压/电流转换模块22连接，用于将频率-电压/电流转换模块22得到的电压和/或电流信号转换成指示信号。

例如电容-频率转换模块21利用LC振荡电路原理将检测器1的电容量转换成频率；指示模块3获得的指示信号为用户易识别的信号，例如文字、灯光、声音等，即指示模块3可以为显示板、指示灯或者报警器。在指示模块3内设置有电压阈值和/或电流阈值，将频率-电压/电流转换模块22得到的电压和/或电流信号与阈值进行比较，根据比较结果输出指示信号。具体地，当频率-电压/电流转换模块22得到的电压和/或电流小于设置的阈值时，显示板不提示空调积灰，或者文字提示过滤网清洁，或者指示灯不亮，或者指示灯发出特定颜色的光，或者报警器无声音；当频率-电压/电流转换模块22得到的电压和/或电流大于等于设置的阈值时，显示板文字提示空调积灰，过滤网待清洗，或者指示灯亮起，或者由特定颜色的光变为另一颜色的光，或者报警器发出声音等。

另外，为了体现过滤网的积灰程度，可以设置多个电压阈值和/或电流阈值，随着过滤网的积灰量逐渐增大，显示板文字提示过滤网积灰量，预报过滤网洁净度，或者指示灯可以通过改变发出的光的颜色或者光的亮度进行指示，或者报警器通过改变发出的声音的类型或者音量进行指示，改变声音的类型，比如由原来的“嘟嘟……”变为“嘀嘀……”。

具体地，例如，设置一个电压阈值和/或一个电流阈值，当频率-电压/电流转换模块22得到的电压和/或电流小于设置的阈值时，指示灯不亮；当频率-电压/电流转换模块22得到的电压和/或电流大于等于设置的阈值时，指示灯亮起。

设置一个电压阈值和/或两个电流阈值(电流阈值一、电流阈值二)，当电压小于设置的阈值时，指示灯不亮，当电压大于等于设置的阈值时，指示灯亮起；当电流小于电流阈值一时，报警器无声音，当电流大于等于电流阈值一小于电流阈值二时，报警器发出“嘟嘟……”的声音，当电流大于等于电流阈值二时，报警器发出“嘀嘀……”的声音。

设置两个电压阈值(电压阈值一、电压阈值二)和/或一个电流阈值，当电压小于电压阈值一时，指示灯不亮，当电压大于等于电压阈值一小于电压阈值二时，指示灯发出红色光，当电压大于等于电压阈值二时，指示灯发出黄色光。

需要说明的是，电压阈值和/或电流阈值的个数可以根据实际需要自由组合设置，指示信号的表现形式也可以是自由设置的，对此不做限定。

下面详细介绍过滤网积尘检测装置的工作原理。

在检测器1中，根据物理学原理，两个极板之间的电容量约为：

其中，C为电容量，ε₀为真空介电常数，约为8.854×10^-12F/m，ε_r为相对介电系数，空气的相对介电系数约为1，S为极板的有效面积，d为两个极板之间的距离。

由于灰尘的成分包含水分、碳粉、少量金属等，当过滤网积尘时，两个极板之间存在灰尘，将导致相对介电系数ε_r增大数倍，其电容量也随之增大数倍。

由于极板的电容量很小(pF级别)，因此很难直接转换成电压或电流信号，在本发明的实施例中，先通过LC振荡电路原理将电容的变化转换成频率的变化，再转换成电压(或电流)信号，最后通过指示模块3转换成灯光或声音等用户可识别的信号。

根据电路原理，LC电路的振荡频率为：

上式中，L为电感量。

根据上式当检测器1的电容量C增大N倍时，振荡频率将降低倍。假如C＝1pF，L＝10mH，则f约1.6MHz；当电容C增大4倍时，f降低2倍，变成0.8MHz。

优选地，检测器1的两个极板11为两块金属板。在某一具体实施例中，两个极板上设置有一个或者多个小孔，以避免极板遮挡导致极板间的灰尘比其他位置的少，可以提高检测精度。对于小孔，不作特别限定，小孔在极板上可以任意分布，小孔的形状也可以是任意的，优选地，采用圆形孔，多个圆形孔在极板上均匀分布，这样有利于加工。

除了可以在极板上开孔外，为了使灰尘能够进入到两个极板之间，可以在安装极板时，使极板与水平面之间具有一夹角，优选地，该夹角大于30°。

还可以通过缩小极板的面积，来避免极板遮挡导致极板间的灰尘比其他位置的少，具体地，极板的面积建议占整个积尘检测范围总面积的15％以内，最小面积不小于100mm²，通过缩小极板面积，削弱极板遮挡灰尘的影响，提高检测精度。当设置有多个检测器1时，这多个检测器1分布在整个的积尘检测范围内，如果极板11的面积较大，多个极板对检测精度的累积影响就会较大，极板11的面积优选为100-150mm²之间。或者，极板11的面积占过滤网总面积的15％以内。

以上介绍了三种提高检测精度的方式，需要说明的是，只要采用其中一种方式就可以达到预想效果，当然，如果联合采用任意两种方式或者三种方式一并采用，提高检测精度的效果会更好。

另外，根据需要，可以设置一个或者多个检测器1。

通过上述结构，本发明实现了过滤网积尘的检测功能，且不会轻易受到过滤网积尘检测装置周围环境的影响，检测精度高、出错率低。

在本发明的实施例中，还提供了一种过滤网积尘检测方法，采用上述过滤网积尘检测装置，其包括以下步骤：

S1、获得检测器1的两个极板之间的电容量；

S2、将步骤S1得到的电容量转换成电压和/或电流信号；

S3、将步骤S2得到的电压和/或电流信号与设置的至少一个电压和/或电流阈值进行比较，根据比较结果输出相应指示信号。

进一步地，步骤S2包括：

S21、将步骤S1得到的电容量转换成频率；

S22、将步骤S21得到的频率转换成电压和/或电流信号。

如图2-4所示，在本发明的实施例中，还提供了一种空调器，其室内机包括：过滤网10、蒸发器20、风机30、外壳40、空气进口50、空气出口60以及上述的过滤网积尘检测装置。

外壳40为形成外廓的框体，具有顶面、底面和四个侧面，蒸发器20、风机30置于框体内，空气进口50、空气出口60分别位于外壳40的侧面上，过滤网10位于外壳40的空间中并位于空气进口50侧，检测器1安装在空调器室内机中，其两个极板位于过滤网10的两侧，并相对设置。

在空调器室内机中，空气由空气进口50进入外壳40中，经过蒸发器20时进行热量交换，由空气出口60流入室内，过滤网10上不断有灰尘累积，当过滤网10积尘时，金属板之间存在灰尘，导致金属板的电容量增大，从而导致频率降低。通过频率-电压(或电流)转换模块22，频率的变化转换成电压(或电流)的变化，最后通过指示模块3将电压(或电流)的变化转变成灯光或声音等用户易识别的信号。

过滤网10也可以位于空气出口60侧，过滤网10的数量也可以是多个。

如图5所示，过滤网10与蒸发器20之间的极板，可以取消，由蒸发器20本身代替，因为蒸发器20为金属材料制成，可以作为极板(免去另设极板)进行积尘检测。空调器在使用过程中，除了过滤网10上累积灰尘外，蒸发器20上也会累积灰尘，当蒸发器20作为极板进行积尘检测时，蒸发器20上面向过滤网10的一侧上的灰尘和过滤网10上的灰尘一样，均位于两个极板之间，此时过滤网积尘检测装置检测的是过滤网10和蒸发器20的积尘情况，也就是说，过滤网积尘检测装置具备同时检测过滤网10和蒸发器20两者的脏堵情况的能力。另外，当使用蒸发器20代替一个极板时，极板的有效面积S以金属板的面积为准。

需要补充的是，本发明附图采用壁挂式空调器辅助说明过滤网积尘装置的实施方式，但本发明应用不仅限于壁挂式空调器，其他可应用此装置的落地式空调器、座吊机、窗机、天花机等都属于本发明保护范围。

通过上述结构，本发明的空调器实现了过滤网积尘的检测功能，且不会受到空调器风速的设置、风机的差异、导风板的位置等因素的影响，检测精度高、出错率低。

至此，已经结合附图对本发明进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明过滤网积尘检测装置、方法及空调器有了清楚的认识。本发明通过检测极板之间的电容量变化，以用户易识别的信号展示给用户，可以精确检测过滤网的积尘情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过滤网积尘检测装置，其特征在于，包括：检测器(1)、电容-电压/电流转换模块(2)和指示模块(3)；其中，

所述检测器(1)包括两个极板，其分别位于过滤网的两侧；

所述电容-电压/电流转换模块(2)与所述检测器(1)连接，用于将所述检测器(1)的电容量转换成电压和/或电流信号；

所述指示模块(3)与所述电容-电压/电流转换模块(2)连接，用于将所述电容-电压/电流转换模块(2)得到的电压和/或电流信号转换成指示信号。

2.根据权利要求1所述的过滤网积尘检测装置，其特征在于，所述电容-电压/电流转换模块(2)包括电容-频率转换模块(21)和频率-电压/电流转换模块(22)；所述电容-频率转换模块与所述检测器(1)连接，用于将所述检测器(1)的电容量转换成频率；所述频率-电压/电流转换模块(22)与所述电容-频率转换模块(21)连接，用于将所述电容-频率转换模块(21)得到的频率转换成电压和/或电流信号。

3.根据权利要求1所述的过滤网积尘检测装置，其特征在于，所述指示模块(3)为显示板、指示灯或者报警器。

4.根据权利要求1所述的过滤网积尘检测装置，其特征在于，所述两个极板由导电材料制成，可以是两块金属板。

5.根据权利要求1所述的过滤网积尘检测装置，其特征在于，所述极板上设置有一个或者多个孔，用于避免所述极板遮挡导致所述极板之间的灰尘比其他位置的少，提高检测精度。

6.根据权利要求1所述的过滤网积尘检测装置，其特征在于，所述极板的面积小于等于整个积尘检测范围总面积的15％，且最小面积不小于100mm²。

7.根据权利要求1所述的过滤网积尘检测装置，其特征在于，所述检测器(1)为一个或者多个。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的过滤网积尘检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获得所述检测器(1)的两个极板之间的电容量；

S2、将步骤S1得到的电容量转换成电压和/或电流信号；

S3、将步骤S2得到的电压和/或电流信号与设置的至少一个电压和/或电流阈值进行比较，根据比较结果输出相应指示信号。

9.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的过滤网积尘检测装置。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述检测器(1)的其中一个极板以所述空调器的蒸发器代替。