CN110023687A - 用于空气处理装置的控制设备和操作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于操作空气处理装置(10)的方法和控制设备(100),控制设备(100)包括:输入装置(102),被设置为从感测单元(130)接收指示颗粒浓度的测量数据;基线处理模块(104),被设置为从所接收的测量数据中导出颗粒浓度指示信息;获取模块(106),被设置为获取指示空气质量的增强信息;空气质量指数增强模块(108),被设置为基于颗粒浓度指示信息和增强信息确定增强的空气质量指数;以及操作控制模块(110),被设置为基于增强的空气质量指数来操作空气处理装置。本公开还涉及对应的计算机程序。

Description

用于空气处理装置的控制设备和操作方法
技术领域
本公开涉及空气处理装置并涉及相应的控制设备。本公开还涉及操作空气处理装置的方法以及涉及对应的计算机程序。
在一些具体实施例中,本发明涉及被设置用于建筑物中的环境空气的处理的家用电器,以便改善当前居民的健康。更具体地,本公开涉及空气处理装置(特别是空气净化装置)的改进,以及提高净化性能的相关操作方法的改进。
在更一般的语境下,本公开涉及家庭自动化和建筑物自动化的改进,主要关注空气净化,特别是室内空气净化。
此外,在一些具体实施例中,本公开涉及用于处理装置的操作方法和设备,该处理装置处理过敏原和可能引起过敏患者的健康问题和不适的其他污染物。
背景技术
WO2010/102510A1公开了一种空气质量监测系统,可以包括被配置为检测室内环境内或边界处的机构的操作的至少一个传感器。该机构可以在与室内环境相关联的空气净化器的外部。该系统可以包括用于存储关于由至少一个传感器观察到的室内环境的数据的持续性存储器。控制器可以与至少一个传感器通信地耦合,并且被配置为:将数据聚集成与该环境相关联的空气质量分布图;基于来自至少一个传感器的信号和空气质量分布图,确定机构的操作将引起室内环境内的空气质量测量值不符合一个或多个空气质量标准的可能性;并且基于该可能性,选择性地提供机构的操作将引起室内环境内的空气质量的测量不符合一个或多个空气质量标准的指示。
US 6,494,940 B1公开了一种空气净化器,包括支撑空气进口、空气出口和连接所述空气进口和所述空气出口的空气流动通道的壳体,支撑在所述壳体内的鼓风机组件,用于迫使空气经所述空气流动通道从所述空气进口流向所述空气出口,设置在所述空气流动通道中并靠近所述空气出口的处理光源,设置在所述空气流动通道中的过滤器装置,以及靠近所述空气出口由所述壳体支撑的出口格栅,所述出口格栅对空气是可渗透的。
WO2014/207629 A1公开了一种空气净化器和用于控制空气净化器的控制器,控制器包括适于获得空气传播有害物的预测的第一获取模块,适于根据所述空气传播有害物的预测来确定空气净化器的操作方案的确定模块,以及适于与空气净化器通信并将所述操作方案传送到空气净化器的净化器接口。
空气处理设备可以用在住宅区域中,也可以用在工作区域,包括办公室、车间、商店等。空气净化设备是一种用于从房间内的环境空气中去除小颗粒和气态污染物的设备。这些设备通常被认为对过敏患者和哮喘患者是有益的。它们也可能有助于减少或消除二手烟草的烟雾,例如,以及类似的小颗粒污染物。可以设想其他应用领域。
这些装置可被视为改善建筑物室内空气质量的家用电器。空气净化设备可以利用例如一组过滤器来清洁室内空气。此外,可以提供空气质量传感器。可以提供通风单元,其产生通过电器的空气流动。关于净化程序,除了过滤之外,可以使用其他技术,例如UV辐照器、热力学灭菌器、臭氧发生器、电离器等。
室内空气净化是人类健康的重要课题,因为如今人们通常将80%以上的时间花在住宅、办公室和汽车上。
在过敏原患者中,相对低水平的空气传播过敏原可以触发过敏反应。空气传播过敏原可以发源于室外源(例如花粉、霉菌等)和/或室内源(例如,尘螨、动物毛发、皮肤鳞屑、霉菌等)。此外,除了存在于空气中之外,过敏原沉降在家中的表面上,并且一些过敏原(来自尘螨)发源于诸如床、地板、沙发的居住环境表面上。
存在对能够减少过敏原影响的空气净化器和空气处理装置的需求,这可能涉及环境空气中的过敏原水平的减少。准确的过敏原传感器目前还无法获得。然而,用户仍然需要关于过敏原水平的反馈和能够智能地反应以控制过敏原水平并减少过敏原反应的可能性的净化器。
此外,已经观察到,有时操作空气处理装置的经历是难处理和复杂的。例如,用于空气处理装置的操作的主要控制值是环境空气中的当前颗粒物(PM)浓度。但是,对没有经验的用户,PM浓度(例如,PM2.5浓度)的本质和重要性有时是难以理解的。结果,存在由于操作者差错而导致空气处理装置无法实现期望的净化性能的风险。
因此,在空气处理设备及其操作方法仍有改善空间。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于空气处理装置的增强控制的控制设备,以及一种被设置为以智能方式被控制的空气处理装置。优选地,由相应的控制设备控制的空气处理装置显示出改善的过敏原去除性能,并且因此能够改善过敏原患者的健康。
优选地,控制设备被设置为自主地操作空气处理装置,这将涉及依赖于当前控制水平的智能操作。
优选地,控制设备被提供有(或被耦合到)基本上被设计用于颗粒浓度相关的测量的感测装备,其中控制设备优选地增强和/或补充检测的颗粒浓度信息。优选地,控制设备适于减少环境空气中的过敏原水平,尽管在没有被配备有和/或被耦合到显示过敏原传感器的情况下。
存在针对能够以成本有益的方式制造的、以及同时提供包括改善的特点和新颖的操作模式的增强性能的增强空气处理装置的一定需求。优选地,空气处理装置被设置为可以以按需(自动模式操作)的方式操作的智能设备,能够实现节能操作并确保期望的空气质量水平。
本公开的第一方面中,提供了用于操作空气处理装置的控制设备,控制设备包括:
输入装置,被设置为从感测单元接收指示颗粒浓度的测量数据,
基线处理模块,被设置为根据所接收的测量数据导出颗粒浓度指示信息,
获取模块,被设置为获得指示空气质量的增强信息,
空气质量指数增强模块,被设置为基于颗粒浓度指示信息和增强信息,确定增强的空气质量指数,以及
操作控制模块,被设置为基于增强的空气质量指数操作空气处理装置。
本发方面是基于这样的见解:尽管没有被配备有显示过敏原传感器,但是当处理引起污染的过敏原时,控制处理装置仍然可以以更高效的方式被操作。
已经观察到:当环境空气中的过敏原被处理时,颗粒浓度测量的预测准确性和有效性是有限的。因此,在总颗粒浓度在标准阈值(例如,颗粒物浓度的一定范围或水平)之下的情况下,也可能存在增加的过敏原风险水平。由于通常一定比例的颗粒物质可能是致敏的,因此当前的颗粒物浓度水平有时不能决定过敏原负荷。
根据本公开,具有相当地有限的感测能力的空气处理装置可以提供附加的操作模式和功能。为空气处理装置提供附加的能力和特征极大地改善了可控性和整体空气处理性能,尤其是空气净化性能。
作为结果,装置可以以过敏原模式而被操作。操作模式可以包括自动模式操作,该自动操作模式检测和对潜在的过敏原风险进行反应,以及自动激活空气流通过装置,以显著减少过敏原暴露。
通常,增强信息可以涉及覆盖短时间或中期范围的基于事件的信息到跨越相当地长时间范围的长期信息。此外,增强信息可以涉及信号的突然变化和缓慢变化。
获取模块可以尤其被设置为处理颗粒测量值以便从其导出增强信息。这可以涉及:获取模块还被设置为处理被反映在基线空气质量指数中的颗粒浓度信号。此外,获取模块可以被设置为检测需要调整当前操作模式的事件。在另外的示例性实施例中,获取模块可以被设置为监控并记录可操作的数据。基于操作记录,增强信息可以被处理。
根据上述方面,空气处理装置可以由操作控制模块根据增强的空气质量指数而操作。增强空气质量指数基于非增强空气质量指数,该非增强空气质量指数主要基于颗粒浓度而被建立。通过施加增强和/或补充信息,空气质量指数可以被修改以便更佳地指示过敏原水平。作为示例,操作空气处理装置可以包括通风量和/或通风机速度/风扇速度的控制。
增强的空气质量指数还可以被称为补充或强化的空气质量指数。通常,在本文所讨论的至少一些实施例中,增强的空气质量指数包括关于空气传播的过敏原的评估风险的信息。
在控制设备的示例性实施例中,颗粒浓度指示信息涉及颗粒物信息和超细颗粒信息中的至少一个,其中颗粒浓度指示信息定义空气质量指数的基线,并且其中增强信息被使用以调整空气质量指数。
如本文所使用的,超细颗粒(UFP)是纳米级(例如,尺寸小于100nm)尺寸的颗粒物。此外,颗粒物(PM)是涉及悬浮在环境大气中的微观物质的更通用的术语。颗粒物和超细颗粒的来源通常可以是天然的或人造的。
根据本公开的示例性实施例,在一个尺度或表示下,不同的测量和/或不同的处理信号被组合在增强的空气质量指数中。这涉及到增强的空气质量指数不一定必须涉及定量信息,而是涉及定性信息。这极大地改善了针对用户的操作的简便性。
在另一示例性实施例中,增强信息是短期或中期事件的指示。这可以包括在常规测量和控制方式中经常被忽视的所谓的微事件。已经观察到:额外的短期或中期事件经常是污染水平中并且进而过敏原水平中的突然增加的指示。
通常,以便于为空气处理装置的操作提供相对稳定的控制程序,常规空气质量指数所基于的信号是平均信号。为此,移动平均值可以被施加。然而,已经检测到:移动平均值使指示信息平滑或甚至潜在地过滤掉指示信息,特别是以短期或中期规模发生的微事件。
在另一示例性实施例中,增强信息包括以下项中的至少一个:
颗粒浓度的瞬时变化,
空气处理装置的操作记录,以及
空气处理装置的实际操作性能。
需要注意的是,上述列表不一定是排他性的。此外,可以使用两种或多种影响特征的组合。
颗粒浓度的瞬时变化可以包括突然的颗粒浓度增加。该事件可以例如是打开窗户、真空清洁、摇动床上用品以及包括环境空气中过敏原突然增加的类似事件的指示。
空气处理装置的操作记录或操作历史可以例如包括诸如自上次净化以来经过的时间和/或设备的特定操作模式。例如,在相当简单的示例中,如果已经检测到环境空气尚未被净化或仅在相对低的设置下净化一定时间周期,则可以得出结论,空气传播的过敏原的风险增加。
此外,实际操作性能可以例如包括实际效率水平。例如,空气处理装置的高性能设定没有导致室内空气的颗粒浓度的预期减少可以被检测。如果是这种情况,可以得出结论:现在的颗粒浓度是真高,和/或存在不利的影响。不利的影响可以例如包括堵塞的过滤器、打开的窗户或装置的不良放置(例如,入口和/或出口相对靠近墙壁和/或家具)、颗粒产生和/或旋流活动的存在等。
根据所检测的增强信息,操作控制模块可以施加某些适当的操作模式,在空气处理装置的控制仅仅基于非增强空气质量指数的情况下,该模式将不被使用。
在另一示例性实施例中,空气质量指数是离散的、定性的指数,包括可以采取有限数量的离散值的信号。例如,十二个离散值/状态的有限范围可以被定义。例如,根据颗粒浓度,离散值中的每个值可以覆盖其中的一定范围。当非经常事件被检测到时,空气质量指数的相应的修改可以随之进行。
因此,空气质量指数的基线以及相应的基础离散指数信号可以通过附加信息而被增强和调整。
此外,在又一示例性实施例中,有限数量的主要空气质量状态被分配给增强的空气质量指数信号的值。作为示例,类似于交通灯系统的颜色系统可以被使用以指示相对低/中/高污染物水平的有限数量的主要状态。
已经检测到:空气处理装置的很多用户,特别是无经验的家庭用户,被精细交错的、基本上模拟或接近模拟的信号困扰和/或不能应对此类信号。此外,如根据本公开的主要方面,空气质量指数不是仅基于颗粒浓度信息,还基于增强信息。空气质量指数信号的简化表示和处理甚至更好地反映指数信号潜在地无量纲的定性特征但非定量特征。
根据另一示例性实施例,设备还包括输出单元,被设置为指示空气质量指数的当前水平和当前主要空气质量状态中的至少一个。输出单元可以涉及或可以被设置为与显示器和类似设备耦合。此外,控制设备可以被可操作地与远程设备耦合,诸如手持终端设备、移动电话、平板电脑等。因此,远程显示器还可以被使用以指示空气质量指数的当前水平或当前主要状态。输出和输入可以使用同一个界面。
根据又一示例性实施例,空气质量指数增强模块被设置为基于增强信息调整空气质量指数,其中该调整涉及将偏移量施加到颗粒浓度指示信号。结果是,例如,在对某些短期或中期事件的反应中,伪浓度可以被施加以便相应地控制空气处理装置。因此,甚至更大的颗粒浓度可以被模拟以便促使操作控制模块以期望的操作模式操作空气处理装置。
通常,绝对和/或相对偏移量可以被施加到当前检测的颗粒浓度测量。结果是,特别事件和/或进一步的非标准条件可以被反映在增强颗粒浓度指示信号中,该增强颗粒浓度指示信号涉及基线和相应的增强份额。
在又一示例性实施例中,在空气质量指数的调整之后,所施加的偏移量逐渐减少。最终,主要基于检测到的颗粒浓度的原始空气质量指数水平被还原。利用该测量,特定事件的暂时(受时间限制的)影响可以被反映在由此得到的增强空气质量指数中。
通常,当事件被检测到并且存在空气质量指数的相应调整,那么潜在的进一步事件的具体处理可以被定义。以这种方式,基本上属于同一事件或属于相关事件组的发生可以被考虑到并且被处理。
在又一示例性实施例中,基于增强信息,空气质量指数由空气质量指数增强模块通过施加修改的人造颗粒浓度水平而被改变,从而将指示短期或中期空气质量影响因素的增强信息考虑在内。
因此,基于基本上多维的信息,单个、易于处理但相当明显的信号可以被建立,空气处理装置可以基于该信号而被操作。
在示例性实施例中,颗粒浓度指示信息被处理,涉及基于第一平均窗对颗粒浓度信号求平均,基于第二平均窗对颗粒浓度信号求平均,其中第一平均窗小于第二平均窗,以及计算第一平均信号和第二平均信号之间的比值,从而产生形成基础的信号,所述基础用于检测触发基线空气质量指数的修改的事件。因此,基于同一个颗粒浓度信号,两个平均信号被同时形成。已经发现,增加的过敏风险的潜在指示在所得比例中被轻微突出和加重,这简化了增强的空气质量指数的计算。可以设想类似的信号条件测量。
在控制设备的又一示例性实施例中,输入装置与至少一个空气质量传感器耦合。在一些实施例中,传感器被设置为颗粒物(PM)传感器和/或颗粒浓度传感器。不言而喻,属于相同或不同类型的传感器的传感器的集合也可以被使用。
优选地,在至少一些实施例中,控制设备不与具体过敏原传感器耦合,但被设置为为空气处理装置提供改善的过敏原去除性能。
在空气处理装置的又一示例性实施例中,空气质量传感器被设置为颗粒物(PM)传感器,颗粒物(PM)传感器被设置检测颗粒物指示特性以及将特征颗粒值发信号给控制单元,基于特征颗粒值,第二空气质量值被计算,其中控制单元被设置为处理颗粒物值。
在室内空气处理装置中,通常环境空气中的PM的存在、组分和/或浓度可以是用于空气净化程序的重要的变量。例如,所谓的PM2.5浓度可以被检测并被使用激活、停用和控制空气处理模块。因此,用于第一空气质量特性的空气质量传感器可以被布置为PM2.5浓度传感器。如本文所用,PM2.5应指具有小于2.5微米尺寸的颗粒。
在更明确的非限制性实施例中,术语PM2.5指的是通过尺寸选择性进口的颗粒,其在2.5μm(微米)空气动力学直径下具有50%效率截止。出于定义目的,而不是限制范围,参考ISO7708:1995“Air quality-Particle size fraction definitions for health-related sampling”。
此外,在另一些示例性实施例中,PM10浓度可以是感兴趣的值。如本文所用,PM10应指通过尺寸选择性进口的颗粒,其在10μm(微米)空气动力学直径下具有50%效率截止。
在本公开的另一方面,提出了空气处理装置,被设置为与根据本文所讨论的至少一个实施例的控制设备耦合。在备选中,包括根据本文所讨论的至少一个实施例的控制设备的空气处理装置被提出。因此,控制设备可以被布置为与空气处理装置耦合的单独的控制器盒。在备选中,控制设备可以被布置为集成控制设备。
在更具体的语境下,提出了空气处理装置,包括:
-用于进口空气的进口,
-用于出口空气的出口,
-空气处理模块,被设置在进口和出口之间,所述空气处理模块包括通风单元和空气处理单元,该通风单元被布置成产生从进口到出口的空气流,空气处理单元被设置成对空气流施加净化处理,
-控制单元,被设置为控制空气处理模块,和
-传感器单元,可操作地与控制单元耦合,其中传感器单元包括至少一个空气质量传感器,
其中控制设备根据本文所讨论的至少一个实施例设置。
在本公开的另一方面中,提出了操作空气处理装置的方法,该方法包括以下步骤:
检测颗粒浓度和导出颗粒浓度指示信息,
获得指示空气质量的增强信息,基于颗粒浓度指示信息和增强信息,确定增强的空气质量指数,和
基于增强的空气质量指数操作空气处理装置。
在示例性实施例中,操作空气处理装置的步骤包括基于增强的空气质量指数设置空气处理装置的操作模式。
在本方法的另一示例性实施例中,颗粒浓度指示信息涉及颗粒物信息和超细颗粒信息中的至少一个,其中颗粒浓度指示信息定义了空气质量指数的基线,其中增强信息被使用以调整空气质量指数,并且其中增强信息涉及以下项中的至少一项:
颗粒浓度的暂时变化,
空气处理装置的操作记录,以及
空气处理装置的实际操作性能。
在该方法的又一示例性实施例中,基线空气质量指数基于颗粒浓度指示信息而被计算,其中空气质量指数基于增强信息而被调整,并且其中该调整涉及将偏移量施加到颗粒浓度指示信号。
在本公开的另一方面中,提出了计算机程序,包括程序代码装置,当所述计算机程序在计算设备上被执行时,引起计算设备执行根据本文所讨论的至少一个实施例的方法的步骤。
在本公开的又一方面中,提出了计算机程序,包括程序代码装置,当所述计算机程序在计算设备上被执行时,引起计算设备执行根据本文所描述的至少一个实施例的方法的步骤。
在本公开的又一方面中,提出了一种计算机可读存储介质,包括指令,当由计算机执行时,所述指令使计算机执行根据本文所描述的至少一个实施例的方法的步骤。
如这里所用,术语“计算设备”可以代表多种处理设备。换句话说,具有相当大计算能力的移动设备也可称为计算设备,即使它们提供的处理能力资源少于标准“计算机”。不言而喻,这种“计算设备”可以是空气处理设备和/或系统的一部分。此外,术语“计算设备”还可以指代可以涉及或利用云环境中提供的计算能力的分布式计算装置。术语“计算设备”还可以涉及通常能够处理数据的控制设备。
在示例性实施例中,计算机程序至少部分地在移动计算装置上执行,尤其是移动电话、移动计算机和/或平板电脑。优选地,移动计算设备被设置成与空气处理设备和远程服务(诸如服务器)可操作地耦合。
在从属权利要求中限定了本公开的优选实施例。应当理解,所要求保护的方法和要求保护的计算机程序可以具有与要求保护的设备/系统类似的优选实施例,并且如从属设备权利要求中所限定。
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清楚并得以阐明。在以下附图中
图1是被设置为空气净化装置的空气处理装置的立体图;
图2示出了图1的设备处于部分分解状态的另一立体图;
图3示出了图1和图2的装置的透视后部顶视图,其中被设置为顶部格栅的出口覆盖件从装置的壳体的顶端被部分地移除;
图4示出了根据图1至图3的设置的装置的内部部件的简化示意框图;
图5示出了用于空气处理装置的控制设备的示例性布局的简化示意性框表示;
图6示出了用于增强的空气质量指数的计算的算法的简化框图;
图7是具有不同平均窗宽度的示例性室内PM2.5信号的图表;
图8示出了颗粒浓度指示信号的瞬时性特征的图表,其中图8中的信号基于图7中示出的信号;
图9是图8的图表的进一步示出,其中用于微事件的检测的阈值被示出;
图10示出了用于空气处理装置的所得的操作程序的简化图表,该图表涉及基线空气质量信号与经修改的增强的空气质量信号的比较;以及
图11示出了示意性框图,示例性地示出了根据本公开的操作方法的实施例的若干步骤和方面。
具体实施方式
图1示出了由附图标记10表示的空气处理装置的立体图。装置10被布置为空气净化装置。图2示出了装置10的对应的部分分解图,其中图1和图2的视图使用类似的视图方向但使用不同的比例。
装置10包括主壳体或总壳体12。至少根据图1和图2所示的实施例的壳体12包括近似矩形或方形的基部区域并向上延伸。总体上,装置10的壳体12限定了基本上长方体的形状。不言而喻,可以存在至少略微弯曲(凸起或凹入地弯曲)的壁。此外,可以存在倒圆和/或倒棱的边缘。
装置10还包括空气质量传感器14,还参见图3的透视后部俯视图。空气质量传感器14被布置成检测空气性质。空气质量传感器14能够监测进口空气和/或出口空气。根据某些实施例,空气质量传感器14被布置为感测颗粒物(PM)浓度的PM传感器。
装置10还包括用户界面16,其可包括适当的控制装置、按键、开关、指示器、LED、显示器等。
根据结合图1和图2所示的示例性实施例的布置,装置10包括两个相对的横向进口,这些进口由被布置成格栅的进口覆盖件18所覆盖。此外,装置10包括位于其顶侧的出口覆盖件20,其中出口覆盖件20被布置为格栅。出口覆盖件20也可以称为顶部格栅或出口格栅。
空气净化装置10包括空气处理模块22,其可以被布置为空气净化模块。空气处理模块22包括被分配给空气处理单元30的过滤器26、28。如图2所示,第一类型的过滤器26和第二类型的过滤器28可以存在于空气处理单元30中。例如,过滤器26可以布置为预过滤器。进一步地,过滤器28可以布置为精细过滤器。过滤器26、28被布置成过滤通过进口覆盖件18进入装置10的进口空气流。因此,进口空气流是基本上横向的流。此外,出口空气流是基本上向上的流。从流体的角度看,空气处理单元30被置于装置10的进口和出口之间。
不言而喻,可能存在空气处理单元的不同的操作原理,这些原理可能涉及例如热力学灭菌、紫外线辐射、光催化氧化、高效微粒捕获(HEPA)过滤、离子发生器净化器、臭氧发生器及其组合。
装置10还包括通风单元,该通风单元在图2中用附图标记24表示。根据图2的示例性实施例,通风单元24布置在壳体12的内部,位于两个相对的进口过滤器26和28单元之间。
图3示出了图1和图2的装置的透视后部俯视图。壳体12的布置有空气质量传感器14的至少一个空气质量传感器的一侧与壳体12的布置有用户控制装置16的一侧相对。然而,该示例性布置不应被解释为限制意义。
进一步参考图4,其示出了空气处理装置10的部件的说明性框图,该空气处理装置10可以根据图1、图2和图3中所示的实施例来设置。
如上所述,装置10包括空气处理模块22,该空气处理模块22设置有处理单元30,处理单元30实现了包括过滤器26、28的过滤器配置。例如,可以将两个对置的过滤器26、28组设置在装置10的壳体12的相应的横向端处。
在壳体12的中央部分中,布置有通风单元24。通风单元24包括通风机34,该通风机34由马达36提供动力。通风机34的操作由图4中的弯曲箭头36表示。举例来说,通风机34可以被布置为离心通风机。因此,通风机34可以被布置成轴向吸入进口空气并沿径向吹出加压的出口空气。根据图4的装置,通风机34被布置成向上吹出加压空气。
进口气流42经过空气处理模块22的气流进口40并进入通风机34。进口气流42经过相应的过滤器26、28。
优选地,进口气流42包括在通风机34的相对轴向两侧处的两个进口气流组成部分,所述轴向两侧与两个对置的过滤器26、28组关联,如图2和图4所示。
在通风机34的出口侧,出口气流48从通风机34径向地通过空气处理模块22的气流出口46朝向顶部格栅(出口覆盖件20)逸出。出口气流42通过内部覆盖件32(也参见图3)。
因此,环境潜在污染或弄脏的空气从装置的横向侧进入装置10,其中经净化的空气通过顶侧从装置10逸出。
装置10还包括控制设备52,其在图4中由相应的控制图框表示。此外,还提供了包含至少一个传感器14的传感器单元52。在某些实施例中,装置10还包括通信接口56,特别是无线通信接口。通过通信接口56,装置10可以与远程装置、远程传感器单元、远程服务器、和/或包括智能电话、移动计算机、平板装置等的移动计算装置进行通信。不言而喻,远程控件和/或智能家居控制终端可以经由通信接口56与装置10可通信地耦合。
图5示出了用于操作空气处理装置的控制设备100的示例性简化布局。控制设备100可以在空气处理装置10中实现,或被耦合到空气处理装置10,如在上面结合图1至图4进一步描述的。
通常,控制设备100可以在硬件和/或软件中实现。可以设想组合的硬件和软件实现。控制设备100可以被提供为分布系统或集成系统。通常,控制设备可以结合在空气处理装置10的顶层控制中。此外,在备选实施例中,控制设备的至少一些模块可以由远程设备表示。
根据如图5所示出的示例性布局,控制设备100包括能够作为输入操作的界面102。此外,界面102能够作为输出、或组合的输入/输出界面操作。经由界面102,颗粒浓度测量值可以被聚集并供给到基线处理模块104。为此,控制设备100可以与传感器单元103可操作地耦合,传感器单元103可以包括至少一个空气质量传感器132、134、136。如在图5中所指示的,还可以提供传感器132、134、136的集合。传感器132、134、136可以被布置为相同类型的分布式传感器或不同类型的传感器。
通常,传感器单元130可以与被包含在装置10中的传感器单元52相对应,例如,参考图4。此外,图5中示出的控制设备100可以对应于在上面结合图4进一步描述的控制设备52,或可以形成控制设备52的一部分。
基线处理模块104被设置成计算主要基于检测到的颗粒浓度测量值的空气质量信号。
此外,提供了被设置为获得所谓的增强信息的获取模块106,增强信息直接地或间接地指示空气质量。获取模块106聚集可以被用于强化或增强空气质量指数的信息。获取模块106的主要目标是提供信息,该信息直接或间接地指示增加的过敏症风险。
获取模块106可以被设置为处理颗粒测量值,以便从中导出增强信息。因此,获取模块106还可以被设置为处理从传感器单元130供应的数据。这可以包括:获取模块106被设置为进一步处理颗粒浓度信号。
此外,控制设备100包括空气质量指数增强模块108,该模块被设置为基于颗粒浓度测量值和所述增强信息来计算增强空气质量指数。因此,在相应的事件已经由获取模块106检测到的情况下,由基线处理模块104提供的非增强空气质量指数可以被修改。经处理的增强空气质量指数通常指示总颗粒浓度水平,但也指示朝向引起过敏的污染物等发展的其他特征和事件。
作为结果,控制设备100的操作控制模块110可以基于由空气质量指数增强模块108计算出的增强空气质量指数来操作空气处理装置10。因此,可以得出例如这样的结论,即:过敏原的增加的水平是存在的或至少可能会存在。作为对这种情形的反应,空气处理装置10可以以具体的过敏原模式被操作。
控制设备100还可以包括或可以被耦合到输出单元120,输出单元被设置为显示当前空气质量指数值,特别是增强的空气质量水平,这也可以包括覆盖一定数量水平的主要空气质量状态。为此,输出单元120可以被提供有显示器122、光源、和/或类似的可视化指示器。
此外,控制设备100可以与空气处理装置的通风单元的马达140(马达140在图5中由虚线示出)可操作地耦合。因此,根据设置操作模式,可以产生所述装置的一定通风机速度或通过量,以便以负载依赖的方式操作该装置。
在下文中,将解释和进一步详细说明本公开的示例性方面和实施例。如上面进一步讨论的,建议为空气处理装置的用户提供基于若干测量值和/或相关观察的所谓的空气质量指数。更具体地,已经观察到,特别是对于过敏患者,环境空气中的单纯颗粒浓度水平不是用于空气处理装置操作的最重要的控制值。已经进一步观察到,至少对于这些顾客而言,当为该装置建立适当的操作模式时,过敏相关的事件应该具有更高的权重。
然而,由于特定的过敏原传感器目前不能以合理的价格且足够的准确度获得,因此已经提出以间接方式获得关于引起过敏的污染物的信息。
此外,已经观察到,主要基于检测到的PM2.5值来操作空气处理装置对于非熟练用户而言通常是有问题的。因此,已经提出了更简化和更易理解的空气质量指数。
在许多可获得的空气处理装置中,空气质量传感器不能选择性地检测过敏原。过敏原可以包括,例如,花粉过敏原、室内尘螨过敏原等。一般来说,室内灰尘极有可能含有过敏原,并且因此,当灰尘被旋转和扰动时,存在空气中过敏原增加的风险。
因此提出检测所谓的微事件,可以例如包括空气中的颗粒的突然增加,其可以指示先前沉降的灰尘的相应扰动,并因此指示空气中过敏原的增加风险。目标是以具体的过敏原模式操作空气处理装置,以便至少在一定程度上保护用户免受过敏原的影响。因此,建议建立一个空气质量指数,该指数将基线信号以及附加的空气中过敏原的潜在风险等考虑在内。
室内过敏原风险基本上可以由两个事件表示。第一,涉及高颗粒物水平,特别是PM2.5水平。第二,涉及微事件的检测,其可以引起对基线水平的偏移量。
因此,可以提供对空气中过敏原或一般高污染的可能性的更好估计。在任一种情况下,空气处理装置可以被操作以增加通风机/风扇速度,以便最终降低污染物和空气传播的过敏原的风险。
此外,提出了提供可视的空气质量指数信号,其可以包括相应的颜色或其他易于理解的状态指示。在下表中,提供了主要状态(涉及颜色代码)、空气质量水平和定义其基线的对应的颗粒物浓度的示例性列表:
AQI代表空气质量指数。在下表中,相应的空气质量的主要状态被分配给所得的在标准操作模式下的风扇速度:
风扇速度(或通过量、清洁能力等)从E增加到D到C到B。在引起增强空气质量指数的附加效果(检测到的微事件等)的情况下,应用基本上相同的做法,因为AQI水平以及被分配的主要级别被相应地更新/修改了。
如上面已经进一步指出的,微事件对空气质量水平具有进一步的影响。在本语境中,参考图6,其示出了用于建立增强的空气质量指数的算法的简化框图。方框150定义了可由传感器152检测的当前颗粒浓度。作为示例,传感器152是颗粒物(PM2.5)传感器。如箭头154所示,由传感器152检测到的颗粒物值可被用于导出空气质量指数。
然而,备选信号分支由附图标记156指示。在所谓的微事件被检测到的情况下,惩罚值或偏移量可以被添加到由传感器152检测到的信号。微事件的检测在图6中由方框158指示。由传感器152提供的信号的修改的目的是使空气处理装置对潜在的引起过敏原的事件更灵敏。图6中的方框160计算并指示所得的空气质量指数,其可以是在应用惩罚值的情况下的增强指数。基于方框160中提供的指数,可以操作空气处理装置以减少污染物/过敏原的水平。
根据上述原理,使用伪颗粒物浓度来引起空气处理装置的更灵敏的行为。根据上表,空气质量指数的这种调整的示例如下所示:
PM2.5基线 AQI基线 PM2.5惩罚 新的AQI 主要状态变化
3 1 25 5 #1-->#2
12 3 25 7 #1-->#3
在该语境中应注意,增强的空气质量指数的计算和导出不影响原始基线空气质量指数的检测。因此,空气质量传感器(例如PM2.5传感器)的功能和操作不会受到损害。
下表示出了另一示例性实施例,其中针对在空气质量指数的调整之后的某些时间,存在具体的操作模式:
因此,在检测到微事件之后约5分钟的时间段中,建议微事件的不同处理。上述示例示出了获得稳定和可管理的空气质量指数的选项。
根据示例性实施例,建议整理检测到的颗粒物信号。在该语境中,参考图7和图8。
图7包含由相同颗粒物传感器感测的两个信号。第一线图180被呈现,特定的平均时间窗施加到该第一线图。此外,第二线图182被呈现,不同的时间平均窗施加到该第二线图。例如,线图180表示在32s(秒)范围内求平均的PM2.5信号。相比之下,线图182是在256s范围内求平均的PM2.5信号。
此外,应当注意,确定基线AQI所基于的用于PM2.5信号的平均周期可以与上面结合图7指示的周期不同。
为了说明的目的,图8示出了基本上基于图7中所示出的信号180、182的线图184。更明确地,图8中的信号184是基于图7中的信号180、182的比率或商:
在另一示例性实施例中,分子(分数的顶部)平均周期是30s,其中除数(分数的底部)平均周期是300s。通常,除数周期比分子周期长得多,例如,约8倍到12倍。
在该语境中进一步参考图9。图9基本上对应于图8,其中指示了阈值186和更高的阈值188。当信号184触及或超过阈值186时,附图标记190、192、194、196指示微事件。
阈值188是为了检测微事件而基本上过高的阈值的示例。与之相比,阈值186是恰当的选择,因为能够在足够可靠的水平下检测相关的微事件。
进一步参考图10,其示出了所得的空气质量指数信号200、202。在图7中,指示了图9中检测到的微事件190、192、194、196。信号200是非增强空气质量指数,其基本上表示主要基于例如由图6中的颗粒浓度/颗粒物传感器152检测到的测量值的基线信号。每当检测到微事件190、192、194、196时,可以将偏移量应用于信号200,从而产生用于增强空气质量指数202的增强信号。结果是,可以施加另一个主要空气质量状态,也指图10中的主要状态210、212、214。此外,表示相应的精细分级水平的所谓的室内过敏原指数值在图10中由附图标记220指示。
如图10中进一步所示,每当对微事件190、192、194、196的检测做出反应而对信号200施加偏移量时,偏移量随时间逐渐减少,以便最终使增强信号202返回到基线信号200。
进一步参考图11,其借助于示意性框图示出了操作空气处理装置的方法的示例性实施例的若干步骤。
该方法包括步骤S10,其涉及颗粒浓度的检测,特别是颗粒物(PM)浓度的检测,基于该检测,颗粒浓度指示信息可以被处理。基于颗粒浓度测量值,可以在步骤S12中建立基线空气质量指数。
在进一步的步骤S14中,可以获得增强信息,其直接或间接指示空气质量。优选地,增强信息至少潜在地指示由于环境空气中增加的过敏原水平而引起的过敏原风险。增强信息可被用于强化和/或增强在步骤S12中已经被处理的基线空气质量指数。
结果,在步骤S16中,可以确定/计算出增强的空气质量指数。增强的空气质量指数优选地基于真实颗粒浓度测量值(步骤S10)和在步骤S14中获得的增强信息,或从二者导出。
步骤S16可以包括若干子步骤S18、S20。在子步骤S18中,空气质量指数的调整或修改涉及对信号的偏移,其可被视为惩罚(伪)粒子浓度增加。因此,可以如此操作空气处理设备,即好像存在比传感器单元检测到的实际颗粒浓度更高的颗粒浓度。
此外,在另一子步骤S20中,在空气质量指数的调整之后的一段周期内,可以定义特殊模式操作。这可能涉及用于处理进一步潜在的过敏风险增加事件的特殊程序。以这种方式,可以避免信号异常值和/或过调量。此外,在子步骤S20中,可以逐渐减少施加到空气质量指数的偏移量。因此,一段时间之后,被调整的信号返回基线水平。
在进一步的步骤S22中,可以基于增强的空气质量指数来操作空气处理装置。因此,在明显中等的颗粒浓度被检测到、但同时潜在的过敏反应事件已经被检测到的情况下,可以如此操作该装置,即好像存在较高的颗粒浓度。
根据本公开的设备、系统和方法的实施例可以在被连接的空气净化器的语境下使用,以改善清洁不同类型的污染物(包括过敏原)的性能。此外,本公开的方面和特征还可以结合在空气质量传感器盒或可穿戴传感器中,以为空气处理装置提供更好的抗过敏原性能。
虽然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应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。
计算机程序可以存储/分布在合适的非暂时性介质上,例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质,但也可以以其他形式分布,例如通过因特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范围。

Claims (15)

1.一种用于操作空气处理装置(10)的控制设备(100),其特征在于,所述控制设备(100)包括:
输入装置(102),被设置为从感测单元(130)接收指示颗粒浓度的测量数据,
基线处理模块(104),被设置为从所接收的测量数据导出颗粒浓度指示信息,
获取模块(106),被设置为获取指示空气质量的增强信息,
空气质量指数增强模块(108),被设置为基于所述颗粒浓度指示信息和所述增强信息来确定增强的空气质量指数,以及
操作控制模块(110),被设置为基于所述增强的空气质量指数来操作所述空气处理装置。
2.如权利要求1所述的控制设备(100),其中所述颗粒浓度指示信息包括颗粒物信息和超细颗粒信息中的至少一种信息,其中所述颗粒浓度指示信息定义所述空气质量指数的基线,并且其中所述增强信息被用于调整所述空气质量指数。
3.如权利要求1所述的控制设备(100),其中所述增强信息指示短期事件或中期事件。
4.如权利要求1所述的控制设备(100),其中所述增强信息包括以下项中的至少一项:
-颗粒浓度的瞬时变化,
-所述空气处理装置的操作记录,以及
-所述空气处理装置的实际操作性能。
5.如权利要求1所述的控制设备(100),其中所述空气质量指数是定性指数,所述定性指数包括可以采取有限数量的离散值的信号。
6.如权利要求5所述的控制设备(100),其中有限数量的主要空气质量状态被分配给增强的空气质量指数信号的值。
7.如权利要求1所述的控制设备(100),其中基于所述颗粒浓度指示信息来计算基线空气质量指数,其中所述空气质量指数增强模块(108)被设置为基于所述增强信息来调整所述空气质量指数,并且其中所述调整包括将偏移量施加给颗粒浓度指示信号。
8.如权利要求7所述的控制设备(100),其中在所述空气质量指数的所述调整之后,所施加的偏移量逐渐减少。
9.如权利要求1所述的控制设备(100),其中所述增强信息指示短期事件或中期事件,并且其中在调整所述空气质量指数之后的限定时间段内,另一短期事件或中期事件的发生被不同地处理。
10.如权利要求1所述的控制设备(100),其中基于所述增强信息,所述空气质量指数被所述空气质量指数增强模块(108)通过施加经修改的人造颗粒浓度水平而改变,从而将指示短期或中期空气质量影响因素的增强信息考虑在内。
11.如权利要求1所述的控制设备(100),其中所述颗粒浓度指示信息被处理,包括:基于第一平均窗对颗粒浓度信号求平均,基于第二平均窗对所述颗粒浓度信号求平均,其中所述第一平均窗小于所述第二平均窗,以及计算第一平均信号和第二平均信号之间的比值,从而产生形成基础的信号,所述基础用于检测触发基线空气质量指数的修改的事件。
12.一种操作空气处理装置(10)的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
检测颗粒浓度并且导出颗粒浓度指示信息,
获取指示空气质量的增强信息,
基于所述颗粒浓度指示信息和所述增强信息来确定增强的空气质量指数,以及
基于所述增强的空气质量指数来操作所述空气处理装置。
13.如权利要求12所述的方法,其中所述颗粒浓度指示信息包括颗粒物信息和超细颗粒信息中的至少一种信息,其中所述颗粒浓度指示信息定义所述空气质量指数的基线,其中所述增强信息被用于调整所述空气质量指数,并且其中所述增强信息包括以下项中的至少一项:
-颗粒浓度的瞬时变化,
-所述空气处理装置的操作记录,以及
-所述空气处理装置的实际操作性能。
14.如权利要求12所述的方法,其中基于所述颗粒浓度指示信息来计算基线空气质量指数,其中所述空气质量指数基于所述增强信息被调整,并且其中所述调整包括将偏移量施加给颗粒浓度指示信号。
15.一种计算机程序,包括程序代码装置,当所述计算机程序在计算设备上被执行时,所述程序代码装置用于引起计算设备执行如权利要求12所述的方法的步骤。
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