CN110022960A - 用于确定空气净化设备中的颗粒过滤器的污染状态的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以用于确定用于空气净化设备(1)的颗粒过滤器(10)的污染状态的设备和方法,其具有较低的额外成本下的增加的准确度。该设备包括薄层电阻输入(43),用于获得指示或允许确定颗粒过滤器(10)的电薄层电阻的薄层电阻信息(21);湿度输入(44),用于获得指示过滤器的环境的相对湿度的湿度信息(31);以及处理器(45),用于在由所获得的湿度信息指示的以及在获得电薄层电阻的时刻给出的相对湿度(31)下,将由所获得的薄层电阻信息(21)指示的或从所获得的薄层电阻信息(21)确定的电薄层电阻与清洁颗粒过滤器的参考薄层电阻进行比较,以及基于比较产生用于空气净化设备的控制的控制信号(41)和/或指示颗粒过滤器(10)的污染状态的状态信息(42)。
Description
技术领域
本发明涉及用于确定空气净化设备中的颗粒过滤器的污染状态的设备和方法。此外,本发明涉及空气净化设备。
背景技术
除了与室外空气通风外,便携式室内空气净化器越来越多地被用于至少部分净化室内空气的污染颗粒和(有气味的)气体。空气净化器受到生活在特大城市中的人们的欢迎,那里的室外空气可能受到严重污染。较高的室外空气污染水平使室外空气不适合通过通风进行室内空气净化。
空气净化器的任务之一是高效地去除室内吸烟导致的空气中的颗粒、气体(VOC、臭氧、NO2)和气味。吸烟是室内空气污染的一个特别严重的来源。空气净化器通常配备有用于从空气中捕获(烟)颗粒的褶皱纤维颗粒过滤器,以及用于从空气中吸附VOC及它们的相关气味的活性炭(AC)过滤器。为了保护AC过滤器免受沉积颗粒的污染,通常的做法是将AC过滤器定位在颗粒过滤器的下游。这也使得AC过滤器能够立即捕获通过来自所捕获的烟焦油颗粒的VOC释放而从颗粒过滤器释放的气体和气味。对于设计良好的纤维过滤器,对于空气传播的烟颗粒实现令人满意的过滤效率是没有问题的。然而,由于成本和空间限制,通过对于气体和气味的AC过滤器通常不会获得相同的效率水平。当上游颗粒过滤器变得逐渐被烟焦油加载时,它可能成为严重的气味污染源,通过下游的AC过滤器不能充分地处理它。
在通风单元和工业过滤单元中,颗粒过滤器寿命的终点通常通过监控由于积聚的灰尘引起的跨过滤器的压降的增加来检测。与此相反,室内空气净化器中颗粒过滤器寿命的终点通常与气味排放有关,而不是与压降增加有关,特别是当来自烹饪和/或燃烧(油炸、吸烟、熏香等)的颗粒的过滤被考虑时。
JP2010-125414A1公开了一种空气过滤装置,其在穿过空气过滤器的空气的速率由于堵塞而严重降低之前检测用于更换空气过滤器的适当时间。空气过滤装置包括:被安装在气体通道中的用于过滤气体的空气过滤器、其S极侧被插入空气过滤器中的第一磁体、被定位在距离第一磁体预定距离处的N极侧被插入空气过滤器中的第二磁体、用于检测第一磁体和第二磁体之间的电阻值的电阻值检测装置和用于当两个磁体之间的电阻值低于预定值时确定空气过滤器被堵塞在电阻值之间确定空气滤波器被堵塞的堵塞确定装置。当所过滤的颗粒包括铁颗粒时,磁体的存在对于过滤器堵塞的及时确定是相关的且有利的。然而,这仅在工业设置中遇到,并且不适用于确定室内空气净化器中的颗粒过滤器的寿命,其中来自所过滤的颗粒的气味排放比过滤器堵塞更重要。
WO2016/181210A2公开了一种用于家用电器(特别是用于干燥/洗涤-干燥机器)的智能过滤器构造,用于从液体或气体流体中分离固体颗粒,智能过滤器构造包括纬线和经线型的合成单丝精密织物材料,它与电容传感器整体相关联,该电容传感器适于实时测量穿过织物材料的气流中的水分值,从而优化家用电器的操作循环。
WO2015/042960A1公开了用于检测HVAC系统的过滤器中的灰尘的累积的方法和系统。在一个示例中,提供了一种电容传感器系统。电容传感器系统包括第一导电网、第二导电网、设置在第一导电网和第二导电网之间的第一过滤介质,以及配置为测量由第一导电网、第二导电网和第一过滤介质形成的第一电容传感器的电容的电路。
US2002/059912A1公开了一种用于机动车辆的内燃机的进气系统,其包括第一进气口以及第二进气口,第一进气口被布置在机动车辆中有利于进气的点处,第二进气口被布置在一个不受道路喷雾和溅水的点处。两个进气口终止于与内燃机连通的公共管线。在第一进气口,湿度传感器被布置。当水进入第一进气口时,该湿度传感器发出致动螺线管以移动可枢转的阀的信号。在第一切换位置中,可枢转的阀关闭第二进气口,使得没有空气从第二进气口到达管线。在第二位置(以虚线示出)中,可枢转的阀关闭第一进气口,使得空气仅通过第二进气口到达管线。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的用于确定用于空气净化设备的颗粒过滤器的污染状态的装置和方法,具有以较低的额外成本而增加的准确度。
本发明的另一个目的是提供相应的空气净化设备。
在本发明的第一方面中,提出了一种用于确定用于空气净化设备的颗粒过滤器的污染状态的设备,包括:
-薄层电阻输入,被配置为获得指示或允许确定颗粒过滤器的电薄层电阻的薄层电阻信息;
-湿度输入,被配置为获得指示过滤器环境的相对湿度的湿度信息;和
-处理器,被配置为:在由所获得的湿度信息指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的相对湿度下,将由所获得的薄层电阻信息指示的或从所获得的薄层电阻信息确定的电薄层电阻与清洁颗粒过滤器的参考薄层电阻进行比较,以及基于所述比较,产生用于空气净化设备的控制的控制信号和/或指示颗粒过滤器的污染状态的状态信息。
在本发明的另一方面,提出了一种空气净化设备,包括:
-颗粒过滤器;
-薄层电阻测量单元,被配置为测量颗粒过滤器的电薄层电阻以及产生指示或允许确定所测量的电薄层电阻的薄层电阻信息;
-湿度测量单元,被配置为测量过滤器环境的相对湿度以及产生指示所测量的相对湿度的湿度信息;以及
-如本文所公开的用于基于所产生的薄层电阻信息和所生成的湿度信息来确定颗粒过滤器的污染状态的设备。
在本发明的又一些方面,提供了一种相应的方法和一种计算机程序,该计算机程序包括程序代码装置,用于当所述计算机程序在计算机上被执行时,引起计算机执行本文所公开的方法的步骤;还包括存储计算机程序产品在其中的非暂时性计算机可读记录介质,当计算机程序产品通过处理器被执行时,引起本文所公开的方法将被执行。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解,要求保护的设备、方法、计算机程序和介质具有与要求保护的系统(特别是与从属权利要求中限定的和本文所公开的)类似和/或相同的优选实施例。
本发明基于这样的想法:获得用于颗粒过滤器的信息,例如状态指示器,该信息依赖于在一定时间内的过滤器的薄层电阻的测量。经由关于清洁的过滤器的薄层电阻值的薄层电阻测量,过滤器中的烟焦油的量和时间可以被监控。在过滤器中(例如在由疏水纤维材料组成的过滤器中)的相对亲水的烟焦油的沉积,引起过滤器的薄层电阻水平的烟雾相关的下降。借助适当的关于气味感知的作为所沉积的烟焦油量和时间的函数的校准数据,薄层电阻的知识允许确定颗粒过滤器的寿命,在该寿命中来自过滤器的气味排放水平仍然是可接受的。
此外,过滤器状态的知识允许例如通过控制通过过滤器的气流速率来延长过滤器寿命。减少的气流速率减少了来自所沉积的烟焦油的挥发性有机化合物(VOC)排放速率,并增加了过滤器的效率以从空气中去除排放的VOC/气味。当烟焦油老化时,来自过滤后的烟颗粒的VOC释放速率逐渐减小。
这也允许一种模式,例如,在夜间或当没有人在空气净化设备的房间中时,其中空气净化设备以减少的空气流动被操作,以从颗粒过滤器解吸VOC,其随后由活性炭吸收。只有在需要时,才能根据检测到的薄层电阻变化自动选择此模式。
因此,根据本发明,过滤器中有限量的烟焦油的存在的知识可以被提供,例如,通过过滤器状态指示器。关于其被(老化的)烟焦油的加载水平的过滤器状态的知识可被用于反馈目的,用于延长颗粒过滤器寿命,以及用于在过滤器的气味排放变得不可接受时发送过滤器寿命的终点的信号。
该信息可附加地被使用在例如专业解决方案中的服务模型,其中估计过滤器的剩余操作寿命(在它产生不可接受的气味之前)是重要的。这允许优化的维护方案。
此外,本发明允许在通过直接烟雾和气味产生引起的不适的情况下,优化净化器操作。当正在吸烟时,空气净化器可以在也产生气味的同时而被操作,并且当没有吸烟时,可以选择不同的操作模式,防止或减少气味产生。
根据优选实施例,所述处理器被配置为通过所述比较产生比较值,并且仅在所述比较值超过预定污染阈值时,才产生状态信息和/或控制信号。因此,如果未超过污染阈值,则不采取任何行动。阈值可以被预先获得,例如,通过测试或模拟,并被设置在设备中,例如由制造商或由消费者例如基于应用程序而设置。这样,设备可以被定制。
在另一个实施例中,所述处理器被配置为通过由所获得的薄层电阻信息指示的或由从所获得的薄层电阻信息确定的所述电薄层电阻与所述参考薄层电阻之间的比率或差值来产生所述比较值。这提供了确定比较值以及污染阈值是否被超过的一种简单但高效的方法。
所述处理器还可以被配置为:基于由所获得的湿度信息指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的所述相对湿度,使用预定污染阈值。因此,存在可用于不同相对湿度的各种阈值,并且基于实际给出的湿度,相应的阈值作为参考而被选择。这进一步改善污染状态的确定的准确性。
所述处理器还可以被配置为根据所述比较值超过预定污染阈值的程度,生成不同的状态信息和/或不同的控制信号。因此,该程度可以控制状态信息的内容,例如,警告的警告级别或推荐给用户的动作的种类,和/或响应于控制信号执行的控制的种类。
在另一个实施例中,所述处理器被配置为根据所述比较值超过预定污染阈值的程度产生控制信号,该控制信号用于控制用于产生通过颗粒过滤器的气流的风扇,特别是如果预定污染阈值被逐渐超过,则用于控制风扇逐渐减少气流;或者如果预定污染阈值被超过,则用于控制风扇减少气流。随着过滤器的污染程度的增加,这减少了不期望的气味的排放。
在又一个实施例中,所述处理器被配置为生成状态信息,该状态信息指示颗粒滤波器的估计寿命、颗粒滤波器污染的估计程度以及与颗粒过滤器的使用和/或替换相关的推荐中的一个或多个。因此,用户或制造商可以设置信息的种类。此外,该信息的所有或一些方面可以被产生并发布或被提供用于例如通过用户菜单而被发布。
所公开的空气净化设备包括颗粒过滤器、用于测量颗粒过滤器的电气薄层电阻的以及用于产生指示或允许确定所测量的电薄层电阻的薄层电阻测量单元、用于测量过滤器环境的相对湿度以及用于产生指示所测量的相对湿度的湿度信息的湿度测量单元以及如上所述的用于基于产生的薄层电阻信息和产生的湿度信息确定颗粒过滤器的污染状态的设备。这种空气净化设备可以是固定或移动设备。
在一个实施例中,空气净化设备还可包括电极结构,其被布置在颗粒过滤器的表面上、或被布置在颗粒过滤器的面向进入气流的表面上的附加过滤器贴片上。这使得颗粒过滤器的电薄层电阻能够以低成本的方式进行良好测量。因此,电极结构可包括两个交叉指状电极,其允许准确的测量。
此外,在一个实施例中,所述薄层电阻测量单元可包括用于向第一电极施加电压的电压源和用于测量被连接到第二电极的负载电阻两端的电压的电压测量单元,其中处理器被配置根据所施加的电压、所测量的电压、负载电阻和两个交叉指状电极的尺寸参数确定薄层电阻信息。这使得能够以简单且成本有效的方式测量电气薄层电阻。
虽然通常可以使用各种类型的颗粒过滤器,但在优选实施例中,所述颗粒过滤器包括疏水纤维过滤材料。
空气净化设备还可包括用于产生通过颗粒过滤器的气流的风扇,其中所述设备的处理器被配置为产生用于控制所述风扇的控制信号。以这种方式,可以根据过滤器的污染状态动态地控制通过过滤器的气流。
附图说明
参考下文描述的实施例,本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得以阐明。在以下附图中
图1示出了根据本发明的空气净化设备的实施例的示意图,
图2示出了根据本发明的用于确定颗粒过滤器的污染状态的设备的实施例的示意图,
图3示出了根据本发明的颗粒过滤器的实施例和薄层电阻测量单元的实施例的俯视图,以及
图4示出了清洁和污染的过滤器的电薄层电阻的测量值随湿度的变化图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的空气净化设备1的实施例的示意图。它包括颗粒过滤器10、薄层电阻测量单元20、湿度测量单元30和设备40,设备40用于基于所产生的薄层电阻信息和所产生的湿度信息来确定颗粒过滤器10的污染状态。可选地,空气净化设备还包括用于产生通过颗粒过滤器10的气流的风扇50。
颗粒过滤器10可以是纤维状颗粒过滤器,并且可以由疏水纤维过滤材料制成。薄层电阻测量单元20被配置为测量颗粒过滤器10的电薄层电阻(其通常是标称厚度均匀的薄膜的电阻的度量)并且产生薄层电阻信息21,该薄层电阻信息指示或允许确定所测量的电薄层电阻。薄层电阻及其测量在本领域中通常是已知的,薄层电阻是标称厚度均匀的薄膜电阻的度量。湿度测量单元30被配置为测量过滤器的环境的相对湿度,所述过滤器的环境例如是表示过滤器周围或邻近过滤器的区域(例如,相距某一最大距离,诸如小于100cm,优选小于50cm,更优选小于25cm)的过滤器的直接环境,并且湿度测量单元30被配置为产生指示所测量的相对湿度的湿度信息31。
设备40特别地被配置成用于产生:用于空气净化设备1(例如控制空气净化设备1的可选的风扇50)的控制的控制信号41,和/或指示颗粒过滤器10的污染状态的状态信息42。设备40的一个实施例在图2中被描述。设备40包括:用于获得(即接收或获取)薄层电阻信息21的薄层电阻输入43,用于获得(即接收或获取)湿度信息31的湿度输入44,以及处理器45。处理器45被配置为:在由所获得的湿度信息31指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的相对湿度下,将由所获得的薄层电阻信息21指示的、或从所获得的薄层电阻信息21确定的电薄层电阻与清洁的颗粒过滤器的参考薄层电阻22进行比较,并且基于所述比较产生用于空气净化设备的控制的控制信号41、和/或指示颗粒过滤器的污染状态的状态信息42,其中状态信息42可以例如显示或以其他方式被发出以由用户接收。
设备40可以用硬件和/或软件实现,例如,作为相应的可编程的微处理器或计算机。
图3示出了根据本发明的颗粒过滤器10的实施例和薄层电阻测量单元20的实施例的俯视图。颗粒过滤器10包括过滤材料11(例如,疏水纤维过滤材料),用于从穿过过滤材料11的空气中捕获颗粒(特别是烟颗粒和烹饪气溶胶)。此外,电极结构12被布置在颗粒过滤器10的表面13上,或被布置在另外的过滤器贴片(未示出)、例如单独的疏水纤维过滤器贴片上,所述过滤器贴片被布置在颗粒过滤器11的面向进入气流的表面13上。
该实施例的电极结构12包括两组交叉指状电极121、122。电极组121、122仅需要覆盖过滤器表面13的一(小)部分。薄层电阻测量单元20包括电压源22,以向一个电极组121提供(DC)电压Vs。由此在电极组121、122之间产生的电流Is,从由测量单元23测量的将第二组电极122连接到地电位的负载电阻RL的两端的电压Vmeas而得到。这里,Vmeas=Is×RL。过滤器10(或在实施例中承载电极结构的附加滤波器贴片)的薄层电阻是从所测得的电压Vmeas根据下式而得到的。
据此,N是电极组中的电极分支的数量(在该示例性实施例中N=3),L是电极分支的长度,并且d是相邻电极之间的间隔。在一个实施例中,相邻电极之间的场强Es=Vs/d优选地被保持在Es≤0.1kV/mm以避免电晕放电。通过增加RL,L和/或N关于Vmeas的测量灵敏度可以被增加。
如上所述,过滤器10的薄层电阻可以由设备40的处理器45,或通过被提供在薄层测量单元20内或与薄层测量单元20分开的单独的计算单元根据不同参数而被计算。
使用图3所示的装置,针对清洁的过滤器和污染的过滤器在不同相对湿度(RH)下的电薄层电阻的测量值已经在图4所描绘的图中被获得。污染的过滤器是与被用于在其被一定量的香烟烟气加载之后的电薄层电阻的测量的过滤器相同的或相同种类的过滤器。值和随着湿度RH的增加而降低,这是由于在较高RH水平下由于烟焦油增加的水分吸附,这降低了薄层电阻。值得注意的是,真正疏水的清洁过滤器应具有几乎不取决于直至RH=95%的RH的曲线。由于仅是烟焦油的水合作用,这将放大中的变化。
在图4中,在具有1m2过滤面积的全尺寸过滤器中400根香烟的烟雾的沉积在RH=40%及以上的RH范围内使减少约一个数量级。在RH≤40%时,变得相对较少地依赖于过滤器中的烟雾的量。利用清洁空气冲洗含烟过滤器至少几个小时后,被观察到来自沉积的烟焦油的VOC释放而缓慢增加。增加与来自过滤器的气味排放逐渐减少同时发生
基于以上数据和观察,用于评估过滤器状态的示例性度量f(RH,t)可以被定义为
对于清洁的过滤器而言,f(RH,t)=0。因子f(RH,t)随着过滤器中烟焦油量的增加而增加,但当过滤器利用清洁空气被冲洗长时间后再次降低。从暴露于烟雾的过滤器的气味感知实验,可以建立最大值fmax(RH),在该最大值fmax(RH)处达到过滤器寿命的终点。此外,判断过滤器的气味排放是不可接受的,应更换过滤器。此外,最大空气过滤时间tmax可以被估计,在该最大空气过滤时间之后认为过滤器已经被使用到其更换的无论如何都被推荐的程度,而不管过滤器中的烟焦油累积如何。例如,当颗粒去除清洁空气输送率(CADR)比新过滤器的CADR小两倍时。
关于所测量的RH和f(RH,t)的信息作为输入被设备40接收,设备40可以是空气净化器控制器的一部分或被配置为空气净化器控制器。作为响应,设备40可以根据上面解释的方案发出过滤器状态消息和/或调整通过过滤器的气流速率。当颗粒过滤器10排放有限量的气味时,流速降低增强了定位在颗粒过滤器下游的AC过滤器的气味去除效率,这将使从空气净化器排放的气味减少到几乎为零。
在一个实施例中,可以使用算法,利用该算法,设备40控制通过过滤器10的气流和/或发布状态消息。首先,该算法依赖于关于RH知的测量值的输入。其次,它依赖于来自独立校准实验的数据,诸如tmax,fmax(RH)和作为f(RH,t)的函数的感知的气味强度。温和的气味排放与值f(RH,t)≤χ(RH)fmax(RH)相关联,而适度的气味排放与f(RH,t)>χ(RH)fmax(RH)相关联,其中χ(RH)是预先建立的分数。只要0≤f(RH,t)≤fmin(RH),滤波器就被认为是(几乎)干净的滤波器。可以从独立的校准实验确定不同RH水平下的fmin(RH)值。通常,。
示例性算法可以如下所示:
如果f(RH,t)≤fmin(RH)
状态信息:“清洁的过滤器”
气流速率:无限制;
如果fmin(RH)≤f(RH,t)≤χ(RH)fmax(RH)且t<tmax
状态信息:“轻度污染的过滤器”
气流速率:无限制;
如果fmin(RH)≤f(RH,t)≤χ(RH)fmax(RH)且t≥tmax
状态信息:“过滤器更换被推荐”
气流速率:无限制;
如果χ(RH)fmax(RH)≤f(RH,t)≤fmax(RH)且t<tmax
状态信息:“中等污染的过滤器”
气流速率:从最大气流速率适度降低气流速率;
如果χ(RH)fmax(RH)≤f(RH,t)≤fmax(RH)且t≥tmax
状态信息:“过滤器更换被推荐”
气流速率:从最大气流速率显著降低气流速率;
如果f(RH,t)>fmax(RH)
状态消息:“过滤器更换被推荐”
气流速率:从最大气流速率显著降低气流速率。
因此,在一个实施例中,根据比较值超过预定污染阈值的程度,来产生状态信息和/或用于控制用于产生通过颗粒过滤器的气流风扇的控制信号。因此,比较值来自于:在由所获得的湿度信息指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的相对湿度31下,由所获得的薄层电阻信息21指示的、或由所获得的薄层电阻信息21确定的电薄层电阻与参考薄层电阻的比较。例如,控制信号可以被产生而使得:如果预定污染阈值被以逐渐增加的程度而被逐渐超过,则风扇正在逐渐减少气流。或者,如果超过预定污染阈值,可以简单地例如逐步地或在单个步骤中减少气流。
通常,这样的比较值(可以是上述函数)可以被用于仅在所述比较值超过预定污染阈值时产生状态信息和/或控制信号,该预定污染阈值可以由制造商为每个型号的颗粒过滤器或空气净化设备设定。由此,比较值是这样产生的,即,通过形成由所获得的薄层电阻信息指示的或由所获得的薄层电阻信息确定的所述电薄层电阻与所述参考薄层电阻之间的比率或差值。
对于不同的相对湿度值,还可以存在多个预定污染阈值的表格,并且可以基于实际给定的湿度值从表格确定正确的污染阈值。代替表格,公式或函数可以被定义,以基于实际给定的湿度值设置污染阈值。
利用本发明,可以获得高过滤效率、来自过滤器的最小化气味排放和最大化过滤器寿命的需求之间的平衡。该信息还可以被附加地用于例如专业解决方案中的服务模型,其中估计过滤器的剩余寿命(在它产生不可接受的气味之前)是重要的,并且该信息允许优化的维护方案。
此外,本发明允许在通过直接烟雾和气味产生引起的不适的情况下,优化净化器操作。当吸烟发生时,空气净化器可以在也产生气味(直接烟雾的不适是更大的)的同时而被操作。当没有吸烟发生时,可以选择不同的操作模式,防止或减少来自于颗粒过滤器中烟焦油排放的气味产生。
本发明可被应用在由于从空气中吸收污染物而由过滤器本身产生气味的所有情况中,即也可用于源自烧香、烹饪或(深)油炸的空气污染物。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明,但是这样的图示和描述被认为是说明性或示例性的而非限制性的;本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。
在权利要求中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。
计算机程序可以被存储/分布在合适的非暂时性介质上,诸如光学存储介质或与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的固态介质,但也可以以其他形式分布,诸如通过互联网或其他有线或无线电信系统。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制保护范围。
Claims (14)
1.一种用于确定空气净化设备中的颗粒过滤器的污染状态的设备,所述设备包括:
薄层电阻输入(43),被配置为获得薄层电阻信息(21),所述薄层电阻信息指示或允许确定所述颗粒过滤器(10)的电薄层电阻;
湿度输入(44),被配置为获得湿度信息(31),所述湿度信息指示所述过滤器的环境的相对湿度;以及
处理器(45),被配置为:在由所获得的湿度信息指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的所述相对湿度(31)下,将由所获得的薄层电阻信息(21)指示的或从所获得的薄层电阻信息(21)确定的所述电薄层电阻与清洁的颗粒过滤器的参考薄层电阻进行比较,以及基于所述比较产生用于所述空气净化设备的控制的控制信号(41)、和/或指示所述颗粒过滤器(10)的污染状态的状态信息(42)。
2.如权利要求1所述的设备,
其中所述处理器(45)被配置为:通过所述比较来产生比较值,并且仅在所述比较值超过预定污染阈值时产生状态信息和/或控制信号。
3.如权利要求2所述的设备,
其中所述处理器(45)被配置为:通过在由所获得的薄层电阻信息指示的或由所获得的薄层电阻信息确定的所述电薄层电阻与所述参考薄层电阻之间形成比率或差值来产生所述比较值。
4.如权利要求2所述的设备,
其中所述处理器(45)被配置为:基于由所获得的湿度信息指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的所述相对湿度使用预定污染阈值。
5.如权利要求2所述的设备,
其中所述处理器(45)被配置为:依赖于所述比较值超过所述预定污染阈值的程度,产生不同的状态信息和/或不同的控制信号。
6.如权利要求1所述的设备,
其中所述处理器(45)被配置为:依赖于所述比较值超过所述预定污染阈值的程度产生控制信号,所述控制信号用于控制用于产生通过所述颗粒过滤器的气流的风扇,特别是如果所述预定污染阈值被逐渐超过,则用于控制所述风扇逐渐减少所述气流,或者如果所述预定污染阈值被超过,则减少所述气流。
7.如权利要求1所述的设备,
其中所述处理器(45)被配置为:产生指示所述颗粒过滤器的估计寿命、所述颗粒过滤器的污染的估计程度、和与所述颗粒过滤器的使用和/或替换相关的推荐中的一者或多者的状态信息。
8.一种空气净化设备,包括:
颗粒过滤器(10);
薄层电阻测量单元(20),被配置为:测量所述颗粒过滤器(10)的电薄层电阻,并且产生薄层电阻信息(21),所述薄层电阻信息(21)指示或允许确定所测量的电薄层电阻;
湿度测量单元(30),被配置为:测量所述过滤器的环境的相对湿度,并且产生指示所测量的相对湿度的湿度信息(31);以及
如权利要求1所述的设备(40),所述设备用于基于所产生的薄层电阻信息(21)和所产生的湿度信息(31)来确定所述颗粒过滤器(10)的污染状态。
9.如权利要求8所述的空气净化设备,
还包括电极结构(12),所述电极结构被布置在所述颗粒过滤器(10)的表面(13)上、或被布置在所述颗粒过滤器的面向进入气流的表面上的附加过滤器贴片上,特别地所述电极结构(12)包括两个交叉指状电极(121、122)。
10.如权利要求9所述的空气净化设备,
其中所述薄层电阻测量单元(20)包括电压源(22)和电压测量单元(23),所述电压源用于向第一电极(121)施加电压(VS),所述电压测量单元用于测量被连接到所述第二电极(122)的负载电阻(RL)两端的电压(Vmeas),其中所述处理器(45)被配置为:根据所施加的电压、所测得的电压、所述负载电阻、和所述两个交叉指状电极(121、122)的尺寸参数来确定所述薄层电阻信息(31)。
11.如权利要求8所述的空气净化设备,
其中所述颗粒过滤器(10)包括疏水纤维过滤材料(11)。
12.如权利要求8所述的空气净化设备,
还包括用于产生通过所述颗粒过滤器(10)的气流的风扇(50),其中所述设备(40)的所述处理器(45)被配置为产生用于控制所述风扇的控制信号(41)。
13.一种用于确定空气净化设备中的颗粒过滤器的污染状态的方法,所述方法包括:
获得薄层电阻信息(21),所述薄层电阻信息指示或允许确定所述颗粒过滤器(10)的电薄层电阻;
获得湿度信息(31),所述湿度信息指示所述过滤器的环境的相对湿度;
在由所获得的湿度信息(31)指示的以及在获得所述电薄层电阻的时刻给出的相对湿度下,将由所获得的薄层电阻信息(21)指示的或由所获得的薄层电阻信息(21)确定的所述电薄层电阻与清洁的颗粒过滤器的参考薄层电阻进行比较;以及
基于所述比较产生用于所述空气净化设备的控制的控制信号(41)、和/或指示所述颗粒过滤器(10)的所述污染状态的状态信息(42)。
14.一种计算机程序,包括程序代码装置,用于当计算机程序在所述计算机上被执行时,引起所述计算机执行如权利要求13中所述的方法的步骤。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111336689A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-26 | 华帝股份有限公司 | 阻垢即报警的进水阀及应用其的燃气热水器和控制方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2285673Y (zh) * | 1996-08-09 | 1998-07-08 | 铁道部电气化工程局三处电气设备厂 | 一种真空滤油机 |
WO2002020668A2 (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Donaldson Company, Inc. | Polymer compositions, polymer microfibers, polymer nanofibers and applications including filter structure |
CN1408461A (zh) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | 株式会社荏原制作所 | 除气方法和除气过滤器 |
JP2009022882A (ja) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Daikin Ind Ltd | 空気調和機 |
CN101489684A (zh) * | 2006-07-19 | 2009-07-22 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 静电颗粒过滤器 |
CN101801495A (zh) * | 2007-06-26 | 2010-08-11 | 亨格斯特有限及两合公司 | 具有滤清器识别装置的燃油滤清器 |
CN103322623A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-09-25 | 关玉园 | 一种空气净化装置 |
WO2015042960A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Schneider Electric It Corporation | Method and system for detecting dust accumulation in a hvac filtering system |
CN104822999A (zh) * | 2012-11-27 | 2015-08-05 | 皇家飞利浦有限公司 | 空气净化装置 |
CN106016555A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-10-12 | 佛山市聚成生化技术研发有限公司 | 一种智能控制的加湿器 |
WO2016181210A2 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | Saati S.P.A. | Intelligent filter construction for electrical appliances, in particular drying/washing-drying machines, method for making the construction, and method for detecting in real time a partial or total clogging of the construction and a value of residual moisture for optimizing the operating cycle of the appliance |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3132092B2 (ja) | 1990-11-16 | 2001-02-05 | 株式会社デンソー | ダストフイルタの目詰り検知装置 |
US6123751A (en) * | 1998-06-09 | 2000-09-26 | Donaldson Company, Inc. | Filter construction resistant to the passage of water soluble materials; and method |
DE10053148A1 (de) | 2000-10-26 | 2002-05-08 | Mann & Hummel Filter | Ansaugsystem |
WO2005093233A1 (de) | 2004-02-12 | 2005-10-06 | Daimlerchrysler Ag | Vorrichtung zur feststellung des zustands eines russpartikelfilters |
DE102005042406A1 (de) | 2005-09-06 | 2007-03-15 | Carl Freudenberg Kg | Filteranordnung |
US8679217B2 (en) | 2007-09-07 | 2014-03-25 | E I Du Pont De Nemours And Company | Pleated nanoweb structures |
EP2303619B1 (de) | 2008-05-08 | 2011-11-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Luftfilter mit feuchtsensor für eine fahrzeugklimaanlage sowie verfahren zu deren betrieb |
JP2010125414A (ja) | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | エアフィルタ装置 |
DE102009001538B4 (de) | 2009-03-13 | 2013-07-04 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zum Betreiben eines Partikelfilters sowie Partikelfilter |
DE102010016519B4 (de) | 2010-04-19 | 2014-07-10 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Filterlüfter |
JP2011252459A (ja) | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Nippon Soken Inc | パティキュレートフィルタの異常検出装置 |
CN104949213B (zh) * | 2014-03-28 | 2017-09-29 | Lg电子株式会社 | 空气净化器 |
CN107923295B (zh) * | 2015-08-27 | 2020-08-04 | 康明斯排放处理公司 | 具有设计的颗粒尺寸分割点的颗粒物质传感器 |
US20190262750A1 (en) * | 2016-10-18 | 2019-08-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Filter measurements |
-
2017
- 2017-11-23 US US16/349,308 patent/US11617979B2/en active Active
- 2017-11-23 WO PCT/EP2017/080136 patent/WO2018099789A1/en unknown
- 2017-11-23 CN CN201780073983.3A patent/CN110022960B/zh active Active
- 2017-11-23 EP EP17804868.2A patent/EP3548159A1/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2285673Y (zh) * | 1996-08-09 | 1998-07-08 | 铁道部电气化工程局三处电气设备厂 | 一种真空滤油机 |
WO2002020668A2 (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Donaldson Company, Inc. | Polymer compositions, polymer microfibers, polymer nanofibers and applications including filter structure |
CN1408461A (zh) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | 株式会社荏原制作所 | 除气方法和除气过滤器 |
CN101489684A (zh) * | 2006-07-19 | 2009-07-22 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 静电颗粒过滤器 |
CN101801495A (zh) * | 2007-06-26 | 2010-08-11 | 亨格斯特有限及两合公司 | 具有滤清器识别装置的燃油滤清器 |
JP2009022882A (ja) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Daikin Ind Ltd | 空気調和機 |
CN104822999A (zh) * | 2012-11-27 | 2015-08-05 | 皇家飞利浦有限公司 | 空气净化装置 |
CN103322623A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-09-25 | 关玉园 | 一种空气净化装置 |
WO2015042960A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Schneider Electric It Corporation | Method and system for detecting dust accumulation in a hvac filtering system |
WO2016181210A2 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | Saati S.P.A. | Intelligent filter construction for electrical appliances, in particular drying/washing-drying machines, method for making the construction, and method for detecting in real time a partial or total clogging of the construction and a value of residual moisture for optimizing the operating cycle of the appliance |
CN106016555A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-10-12 | 佛山市聚成生化技术研发有限公司 | 一种智能控制的加湿器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111336689A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-26 | 华帝股份有限公司 | 阻垢即报警的进水阀及应用其的燃气热水器和控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3548159A1 (en) | 2019-10-09 |
US11617979B2 (en) | 2023-04-04 |
CN110022960B (zh) | 2021-10-15 |
US20200179858A1 (en) | 2020-06-11 |
WO2018099789A1 (en) | 2018-06-07 |
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