CN111604167A - 一种静电空气消毒装置及其故障判断方法 - Google Patents

一种静电空气消毒装置及其故障判断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种静电空气消毒装置及其故障判断方法，包括外壳、荷电模块、吸附模块以及风机，气体依次通过荷电模块及吸附模块实现净化与消毒。荷电模块包括荷电支架、放电组件及第一电源升压模块，放电组件包括放电针以及金属圆环；吸附模块包括第二电源升压模块、吸附块及其上的若干呈阵列布置的微通气孔、电极，微生物与颗粒物经过该电场后被吸附至通气孔的内壁上；故障判断方法，首先对电源升压模块与设置的阈值进行判断，再对荷电模块、吸附模块已设定的阈值进行判断，最后得到故障的发生位置；解决采用高压电而带来的爬电及放电打火等现象，同时在接入低压电时无需考虑正负极，安装方便，无触电危险；提高维修效率，增加了整机的安全性。

Description

一种静电空气消毒装置及其故障判断方法
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，尤其是一种静电空气消毒装置及其故障判断方法。
背景技术
由于环境污染日益加剧，越来越多的人在家里安装静电空气消毒机，其工作原理主要通过静电击穿及吸附功能对空气进行消毒及除尘，目前静电空气消毒机通常采用高压直接供电，而其供电的接触片周围会聚集微生物与颗粒物且均具有导电性，容易出现爬电现象，若接触片接触不好，容易产生放电打火现象，同时供电的接触片分正负极，净化模块正负极反装时容易造成净化模块的损坏，同时高压泄漏容易发生触电安全事故，高压输送时对线路绝缘要求很高，老化等因素容易造成漏电等安全问题；静电空气消毒机在运行过程中没有预警，无法判断其各个部件是否正常运行，大多数情况都是在消毒机不运行、按键无响应、运行时噪声大时才了解到设备故障，在运行中可能会因为高压静电场电压不足，导致净化效率、杀菌效率降低，达不到效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低压供电、提高消毒效率且能够对故障部位进行判断的静电空气消毒装置及其故障判断方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种静电空气消毒装置，包括外壳、设置于外壳内用于给微生物与颗粒物充电的荷电模块、用于吸附微生物与颗粒物的吸附模块以及驱动气体流动的风机，带有微生物与颗粒物的气体依次通过荷电模块及吸附模块实现净化与消毒，所述的荷电模块包括荷电支架、若干设置于荷电支架上的放电组件及第一电源升压模块，所述的放电组件均匀分布在荷电支架上，所述的放电组件包括设置于荷电支架上的放电针以及与放电针配合的金属圆环，在所述的放电针与金属圆环之间形成电场，微生物与颗粒物经过电场后带电；所述的吸附模块包括吸附块、第二电源升压模块、设置于吸附块上的若干呈阵列布置的微通气孔、设置于微通气孔两侧的电极，两侧所述的电极分别为正极与负极，在所述的正极与负极之间形成电场，带电的微生物与颗粒物经过该电场后被吸附至微通气孔的内壁上；所述的第一电源升压模块与第二电源升压模块将接入的低压电转化为高压电相应供给荷电模块以及吸附模块。
进一步具体的，在所述的荷电支架上设置一绝缘板，在所述的绝缘板上开设若干阵列排布的通风孔，所述的金属圆环设置于通风孔处，所述的通风孔的数量与金属圆环的数量一致；所述的放电针位于金属圆环的中心位置；所述的金属圆环相对于放电针靠近设置于外壳上的进风口处。
进一步具体的，在所述的绝缘板靠近放电针针尖的一面上开设有环形凹槽，所述的金属圆环设置于环形凹槽内。
进一步具体的，在所述的绝缘板上设置电极支架，所述的金属圆环镶嵌于电极支架上。
进一步具体的，在所述的金属圆环靠近进风口的一侧设置复合初效过滤网。
进一步具体的，所述的第一电源升压模块与第二电源升压模块结构相同，均包括电极互换电路、用于滤波的滤波电路、用于将低压电升为高压电的升压电路以及用于输出并稳定高压的倍压整流电路。
进一步具体的，所述的电极互换电路由并联设置的第一路与第二路组成，在所述的第一路上设置第一二极管以及第二二极管，在所述的第二路上设置第三二极管与第四二极管，在所述的第一二极管与第二二极管之间设置第一电源接口，在所述的第三二极管与第四二极管之间设置第二电源接口。
一种上述的静电空气消毒装置的故障判断方法，在所述的荷电模块内安装第一电压传感器，在所述的吸附模块内安装第二电压传感器，在所述的第一电源升压模块内安装第三电压传感器，在所述的第二电源升压模块内安装第四电压传感器，在所述的静电空气消毒装置内设置故障计数器及报警计数器，在该静电空气消毒装置内置处理器，处理器与第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第四电压传感器、故障计数器及报警计数器连接；
S1、第一电源升压模块或第二电源升压模块故障判断，设置第一电源电压阈值A1与第二电源电压阈值A2，采集第一电源升压模块或第二电源升压模块内的电压A，当A≤A2时，此时故障计数器计数，当故障计数器连续累加超过设定次数时，则第一电源升压模块或第二电源升压模块故障；当A2＜A＜A1时，此时报警计数器计数，当报警计数器连续累加超过设定次数时，为第一电源升压模块或第二电源升压模块报警；当A≥A1时，第一电源升压模块或第二电源升压模块正常工作，之后进入步骤S2与步骤S3；
S2、荷电模块故障判断，设置第一荷电电压阈值V1，采集荷电模块内的电压V，当V≥V1时，荷电模块正常工作；当V＜V1时，此时故障计数器计数，当在设定的单位时间内故障计数器累加超过设定次数时，则说明荷电模块故障；
S3、吸附模块故障判断，设置第一吸附电压阈值H1，采集吸附模块内的电压H，当H≥H1时，吸附模块正常工作；当H＜H1时，此时故障计数器计数，当在设定的单位时间内故障计数器累加超过设定次数时，则说明吸附模块故障。
进一步具体的，所述的外壳包括前后两个门板，在两个所述的门板上均设置一门限开关，当任意一个门限开关断开时，此时报警计数器计数，当在设定的单位时间内故障计数器连续累加超过设定次数时，则说明门板被打开操作，此时需要断电。
进一步具体的，在所述的静电空气消毒装置的入口设置颗粒物传感器，设置第一颗粒物浓度阈值U1与第二颗粒物浓度阈值U2，采集入口处的颗粒物浓度值U，当U≤U2，调节风机至低档位；当U2＜U＜U1，调节风机至中档位；当U≥U1，调节风机至高档位。
本发明的有益效果是：通过电源升压模块将输入的低压电变为高压电后供给荷电模块及吸附模块，接触片只需接入低压电即可，能够解决因为直接采用高压电而带来的爬电及放电打火等现象，同时在接入低压电时无需考虑正负极，安装方便，无触电危险；同时采集各个模块的电压并进行判断，可以准确的检测出故障所位于的部位，同时及时报警或切断电源等，减少维修时间，提高了维修效率，增加了整机的安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明荷电模块与吸附模块的组装结构示意图；
图3是本发明荷电模块的结构示意图；
图4是图3中A部位的放大结构示意图；
图5是本发明金属圆环固定的一种实施例；
图6是本发明吸附模块的结构示意图；
图7是本发明吸附模块中正极与负极的接线示意图；
图8与图9是本发明电源升压模块的电路图；
图10是本发明电源升压模块故障判断的逻辑图；
图11是本发明荷电模块故障判断的逻辑图；
图12是本发明吸附模块故障判断的逻辑图；
图13是本发明由门限开关得到维修状态判断的逻辑图；
图14是本发明室内颗粒物浓度判断控制风机的逻辑图。
图中：1、外壳；2、荷电模块；3、吸附模块；4、风机；5、复合初效过滤网；21、荷电支架；22、放电针；23、金属圆环；24、绝缘板；25、通风孔；26、第一电源升压模块；27、环形架；28、连接件；29、环形凹槽；31、吸附块；32、微通气孔；33、第二电源升压模块；7、电极互换电路；8、滤波电路；9、升压电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1与图2所示一种静电空气消毒装置，包括外壳1、设置于外壳1内用于给微生物与颗粒物充电的荷电模块2、用于吸附微生物与颗粒物的吸附模块3以及驱动气体流动的风机4，荷电模块2内部形成充电区的电场，吸附模块3内部形成吸附区的电场，带有微生物与颗粒物的气体通过充电区的电场后带电，进入吸附区的电场受该处电场的作用，带电的微生物与颗粒物被吸附至吸附区的内壁上实现净化与消毒。
如图3与图4所示荷电模块2包括荷电支架21、若干设置于荷电支架21上的放电组件及第一电源升压模块26，第一电源升压模块26将外部输入的低压交流电或低压直流电转换为高压直流电供给荷电模块2；所述的放电组件均匀分布在荷电支架21上，所述的放电组件包括设置于荷电支架21上的放电针22以及与放电针22配合的金属圆环23，在所述的放电针22与金属圆环23之间形成电场，微生物与颗粒物经过电场后带电；同时，在荷电支架21上设置一绝缘板24，并在该绝缘板24上开设阵列排布的通风孔25，保证进入的气体只能从这些通风孔25进入，将金属圆环23镶嵌在通风孔25处，在绝缘板24上围绕通风孔25的位置设置一环形凹槽，金属圆环23嵌在环形凹槽内，同时需要保证环形凹槽设置在靠近放电针22针尖的一侧；进一步，如图5所示也可以在绝缘板24上设置电极支架，电极支架由若干与通气孔25大小相同的环形架27以及环形架27之间的连接件28组成，环形凹槽29设置于环形架27上；通风孔25的数量与金属圆环23、放电针22的数量保持一致，保证进入的气体都能够通过电场对微生物与颗粒物进行充电操作，为了保证电场的均匀性，放电针22位于金属圆环23的中心位置且金属圆环23靠近进风口的位置；在所述的绝缘板24靠近进风口的一侧设置复合初效过滤网5，用于过滤掉空气中大颗粒的微生物与颗粒物，防止大颗粒微生物与颗粒物粘附在放电针22针尖上影响放电效果，同时防止后续吸附模块3上的微通气孔32发生堵塞。
如图6与图7所示吸附模块3包括吸附块31、第二电源升压模块33、设置于吸附块31上的若干呈阵列布置的微通气孔32、设置于微通气孔32两侧的电极，两侧所述的电极分别为正极与负极，在所述的正极与负极之间形成电场，带电的微生物与颗粒物经过该电场后被吸附至微通气孔32的内壁上；第二电源升压模块33将外部输入的低压直流电或者低压交流电转变为高压直流电供给吸附模块3；微通气孔32的电极分为上侧与下侧，分别为不同的电极，其电极的排布以两个上下相邻的微通气孔32为例进行说明，第一个微通气孔的上侧为正极，则第一个微通气孔的下侧为负极，此时第二个微通气孔的上侧已经为负极，则第二个微通气孔的下侧为正极，以此类推，相邻的两个微通气孔32之间为一个电极；进一步，为了方便对微通气孔32进行清洗，在微通气孔32的表面涂附一层纳米涂层，微生物与颗粒物吸附在纳米涂层上通过高压清水可进行快速冲洗，不会粘附在内壁上，清洗方便，无化学洗涤剂清洗损伤，延长使用寿命。
第一电源升压模块26与第二电源升压模块33结构一致，如图8所示第一电源升压模块26与第二电源升压模块33均包括用于电极互换电路7、用于滤波的滤波电路8、用于将低压电升为高压电的升压电路9以及用于输出并稳定高压的倍压整流电路(如图9所示)；电极互换电路7使得低压用电接口不分正负极，方便插接。
电极互换电路7由并联设置的第一路与第二路组成，在所述的第一路上设置第一二极管以及第二二极管，在所述的第二路上设置第三二极管与第四二极管，在所述的第一二极管与第二二极管之间设置第一电源接口，在所述的第三二极管与第四二极管之间设置第二电源接口。
基于上述结构，在所述的荷电模块2内安装第一电压传感器，在所述的吸附模块3内安装第二电压传感器，在所述的第一电源升压模块26内安装第三电压传感器，在所述的第二电源升压模块33内安装第四电压传感器，在所述的静电空气消毒装置内设置故障计数器及报警计数器，在该静电空气消毒装置内置处理器，处理器与第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第四电压传感器、故障计数器及报警计数器连接，通过处理器可以实现对静电空气消毒装置中出现故障进行判断，由于荷电模块2由第一电源升压模块26提供电压，吸附模块3由第二电源升压模块33提供电压，故在对荷电模块2与吸附模块3的故障判断之前，需要对第一电源升压模块26及第二电源升压模块33是否出现故障进行判断。
该判断方法为：
S1、第一电源升压模块26故障判断(如图10所示)；
在处理器内部设置第一电源电压阈值A1与第二电源电压阈值A2，其中A2＜A1，通过第三电压传感器采集第一电源升压模块26内的电压A，将电压A输入至处理器内，电压A与A1、A2进行对比判断。
当A≤A2时，此时故障计数器计数增加1次，判断故障计数器累加后是否超过900次，若是，则说明第一电源升压模块26故障，若否，则第三电压传感器采集电压继续下一次的判断，在下一次判断中，当A＞A2时，故障计数器清零；
当A2＜A＜A1时，此时报警计数器计数增加1次，判断报警计数器累加后是否超过500次，若是，则第一电源升压模块26进行报警，若否，则第三电压传感器采集电压继续下一次的判断，在下一次判断中，当A≤A2或者A≥A1时，报警计数器清零；
当A≥A1时，第一电源升压模块26正常工作，此时排除第一电源升压模块26故障之后进入步骤S2与步骤S3，对荷电模块2与吸附模块3的故障进行判断。
在以步骤S1为基础，可以通过第四电压传感器的采集以及相应的判断对第二电源升压模块33的故障进行判断。
S2、荷电模块2故障判断(如图11所示)；
在处理器内部设置第一荷电电压阈值V1，通过第一电压传感器采集荷电模块2内的电压V，将电压V输入至处理器内，电压V与V1进行对比判断。
当V≥V1时，荷电模块正常工作；
当V＜V1时，首先判断定时器是否开启，若否，则开始以单位时间(30s)开始计时，此时故障计数器计数增加1次，若是，则故障计数器累加1次；之后判断是否达到单位时间(30s)，若是，则进入步骤S21，若否，则继续采集电压进行判断。
S21、判断故障计数器内累加的数值是否超过700次，若是，则说明荷电模块2发生故障，若否，则说明没有故障，此时故障计数器清零。
S3、吸附模块3故障判断(如图12所示)；
在处理器内部设置第一吸附电压阈值H1，通过第二电压传感器采集吸附模3块内的电压H，将电压H输入至处理器内，电压H与H1进行对比判断。
当H≥H1时，吸附模块3正常工作；
当H＜H1时，首先判断定时器是否开启，若否，则开始以单位时间(30s)开始计时，此时故障计数器计数增加1次，若是，则故障计数器累加1次；之后判断是否达到单位时间(30s)，若是，则进入步骤S31，若否，则继续采集电压进行判断。
S31、判断故障计数器内累加的数值是否超过700次，若是，则说吸附模块3发生故障，若否，则说明没有故障，此时故障计数器清零。
在进行清洗拆卸中，为了保证安全，外壳1包括前后两个门板，在两个所述的门板上均设置一门限开关，门限开关有两种表现形式，第一种全部导通，第二种任意一个断开或者两个均断开。
如图13所示当在相邻的两次门限开关信号采集过程中，若出现任一门限开关断开时，首先判断定时器是否开启，若否，则开始以单位时间(30s)开始计时，此时故障计数器计数增加1次，若是，则故障计数器累加1次；之后判断是否达到单位时间(30s)，若是，则进入对次数的判断，若否，则继续采集门限开关的状态进行判断。
对次数的判断，判断故障计数器内累加的数值是否超过280次，若是，则说明门板被打开正在检修，处理器控制装置断电，若否则说明没有故障，此时故障计数器清零。
进一步为了提高室内净化的效率，在所述的静电空气消毒装置的入口设置颗粒物传感器，在处理器内设置第一颗粒物浓度阈值U1与第二颗粒物浓度阈值U2，通过颗粒物传感器采集入口处的颗粒物浓度值U，将U与U1、U2进行对比。
如图14所示当U≤U2，说明室内的空气较好，此时调节风机4至低档位；当U2＜U＜U1，说明室内空气相对较差，此时调节风机4至中档位；当U≥U1，说明室内空气为最差，此时调节风机4至高档位，加快气体流速。
综上，通过第一电源升压模块26与第二电源升压模块33将输入的低压电变为高压电后相应供给荷电模块2及吸附模块3，接触片只需接入低压电即可，能够解决因为直接采用高压电而带来的爬电及放电打火等现象；同时采集各个模块的电压并进行判断，可以准确的检测出故障所位于的部位，同时及时报警或切断电源等，减少维修时间，提高了维修效率，增加了整机的安全性；通过增加门限开关的功能及颗粒物浓度检测的功能，进一步提高整机的自动化、智能化的控制。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种静电空气消毒装置，包括外壳(1)、设置于外壳(1)内用于给微生物与颗粒物充电的荷电模块(2)、用于吸附微生物与颗粒物的吸附模块(3)以及驱动气体流动的风机(4)，带有微生物与颗粒物的气体依次通过荷电模块(2)及吸附模块(3)实现净化与消毒，其特征在于，所述的荷电模块(2)包括荷电支架(21)、若干设置于荷电支架(21)上的放电组件及第一电源升压模块(26)，所述的放电组件均匀分布在荷电支架(21)上，所述的放电组件包括设置于荷电支架(21)上的放电针(22)以及与放电针(21)配合的金属圆环(23)，在所述的放电针(22)与金属圆环(23)之间形成电场，微生物与颗粒物经过电场后带电；所述的吸附模块(3)包括吸附块(31)、第二电源升压模块(33)、设置于吸附块(31)上的若干呈阵列布置的微通气孔(32)、设置于微通气孔(32)两侧的电极，两侧所述的电极分别为正极与负极，在所述的正极与负极之间形成电场，带电的微生物与颗粒物经过该电场后被吸附至微通气孔(32)的内壁上；所述的第一电源升压模块(26)与第二电源升压模块(33)将接入的低压电转化为高压电相应供给荷电模块(2)以及吸附模块(3)。
2.根据权利要求1所述的静电空气消毒装置，其特征在于，在所述的荷电支架(21)上设置一绝缘板(24)，在所述的绝缘板(24)上开设若干阵列排布的通风孔(25)，所述的金属圆环(23)设置于通风孔(25)处，所述的通风孔(25)的数量与金属圆环(23)的数量一致；所述的放电针(22)位于金属圆环(23)的中心位置；所述的金属圆环(23)相对于放电针(22)靠近设置于外壳上的进风口处。
3.根据权利要求2所述的静电空气消毒装置，其特征在于，在所述的绝缘板(24)靠近放电针(22)针尖的一面上开设有环形凹槽，所述的金属圆环(23)设置于环形凹槽内。
4.根据权利要求2所述的静电空气消毒装置，其特征在于，在所述的绝缘板(24)上设置电极支架，所述的金属圆环(23)镶嵌于电极支架上。
5.根据权利要求1所述的静电空气消毒装置，其特征在于，在所述的金属圆环(23)靠近进风口的一侧设置复合初效过滤网(5)。
6.根据权利要求1所述的静电空气消毒装置，其特征在于，所述的第一电源升压模块(26)与第二电源升压模块(33)结构相同，均包括电极互换电路(7)、用于滤波的滤波电路(8)、用于将低压电升为高压电的升压电路(9)以及用于输出并稳定高压的倍压整流电路。
7.根据权利要求6所述的静电空气消毒装置，其特征在于，所述的电极互换电路(7)由并联设置的第一路与第二路组成，在所述的第一路上设置第一二极管以及第二二极管，在所述的第二路上设置第三二极管与第四二极管，在所述的第一二极管与第二二极管之间设置第一电源接口，在所述的第三二极管与第四二极管之间设置第二电源接口。
8.一种基于权利要求1所述的静电空气消毒装置的故障判断方法，其特征在于，在所述的荷电模块(2)内安装第一电压传感器，在所述的吸附模块(3)内安装第二电压传感器，在所述的第一电源升压模块(26)内安装第三电压传感器，在所述的第二电源升压模块(33)内安装第四电压传感器，在所述的静电空气消毒装置内设置故障计数器及报警计数器，在该静电空气消毒装置内置处理器，处理器与第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第四电压传感器、故障计数器及报警计数器连接；
S1、第一电源升压模块(26)或第二电源升压模块(33)故障判断，设置第一电源电压阈值A1与第二电源电压阈值A2，采集第一电源升压模块(26)或第二电源升压模块(33)内的电压A，当A≤A2时，此时故障计数器计数，当故障计数器连续累加超过设定次数时，则第一电源升压模块(26)或第二电源升压模块(33)故障；当A2＜A＜A1时，此时报警计数器计数，当报警计数器连续累加超过设定次数时，为第一电源升压模块(26)或第二电源升压模块(33)报警；当A≥A1时，第一电源升压模块(26)或第二电源升压模块(33)正常工作，之后进入步骤S2与步骤S3；
S2、荷电模块(2)故障判断，设置第一荷电电压阈值V1，采集荷电模块(2)内的电压V，当V≥V1时，荷电模块(2)正常工作；当V＜V1时，此时故障计数器计数，当在设定的单位时间内故障计数器累加超过设定次数时，则说明荷电模块(2)故障；
S3、吸附模块(3)故障判断，设置第一吸附电压阈值H1，采集吸附模块(3)内的电压H，当H≥H1时，吸附模块(3)正常工作；当H＜H1时，此时故障计数器计数，当在设定的单位时间内故障计数器累加超过设定次数时，则说明吸附模块(3)故障。
9.根据权利要求8所述的静电空气消毒装置的故障判断方法，其特征在于，所述的外壳(1)包括前后两个门板，在两个所述的门板上均设置一门限开关，当任意一个门限开关断开时，此时报警计数器计数，当在设定的单位时间内故障计数器连续累加超过设定次数时，则说明门板被打开操作，此时需要断电。
10.根据权利要求8所述的静电空气消毒装置的故障判断方法，其特征在于，在所述的静电空气消毒装置的入口设置颗粒物传感器，设置第一颗粒物浓度阈值U1与第二颗粒物浓度阈值U2，采集入口处的颗粒物浓度值U，当U≤U2，调节风机(4)至低档位；当U2＜U＜U1，调节风机(4)至中档位；当U≥U1，调节风机(4)至高档位。
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