CN112673214B - 过滤器测试设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种在空气处理系统内使用的用于过滤器测试的方法和设备。空气处理系统可以包括一个或多个扫描组件。所述扫描组件可以包括使用一个或多个磁性阵列的轨道系统。

Description

过滤器测试设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于空气处理系统及其过滤器的测试的方法和设备。

背景技术

典型的扫描测试和验证包括潜在污染物穿行到空气处理单元的空气通路中。例如，进入门可能打开以接近过滤器，或者可能使用了一个或多个密封件或垫圈，以便从外部贯穿外罩壁到内部地插入扫描探针或其它设备。因此，需要减少空气处理系统中的污染。

发明内容

在一些实施例中，一种用于向空气处理系统内的空气过滤器引入特征或监视其特性的设备包括具有外部侧和内部侧的外罩，其中，内部侧可以限定空气通路，所述空气通路适于形成使气流从中流过的空气处理系统的一部分。在一些实施例中，空气处理系统可以包括位于外罩的内部侧内的一个或多个过滤器区域，该过滤器区域适于接收可更换的过滤器介质。此外，在一些实施例中，过滤器介质可以包括下游面和相反的上游面。在各种实施例中，空气处理系统可以包括第一扫描组件，该第一扫描组件位于该一个或多个过滤器区域的上游和下游中的至少一处，其中第一扫描组件可以具有轨道系统，所述轨道系统用以在相对于气流的横向方向上引导空气通路内的一个或多个悬臂。在一些实施例中，轨道系统可以包括位于外罩的外部侧上的外部部分和位于外罩的内部侧上的内部部分。在一些实施例中，内部部分可以包括与一个或多个第一导轨滑动地接合的载架、内部磁性阵列和所述一个或多个悬臂。在各种实施例中，外部部分可以包括：与一个或多个第二导轨滑动地接合的驱动部件和外部磁性阵列；和致动器，其中致动器可以使驱动部件和外部磁性阵列沿外罩的外部侧在所述一个或多个第二导轨上滑动，并且使载架、内部磁性阵列和一个或多个悬臂沿外罩的内部侧在所述一个或多个第一导轨上沿横向方向相应地滑动。

另外，在一些实施例中，第一扫描组件可以位于该一个或多个过滤器区域的下游。在各种实施例中，空气处理系统可以包括第二扫描组件，该第二扫描组件位于第一扫描组件的上游和下游位置中的至少一个位置中的另一位置上。在一些实施例中，第一扫描组件可以具有沿横向方向用于驱动部件的第一行进速率，并且第二扫描组件可以具有沿横向方向用于驱动部件的第二行进速率。在各种实施例中，第一行进速率和第二行进速率可以彼此相同或不同。另外，在各种实施例中，该一个或多个第一导轨可以包括彼此平行隔开并且与载架滑动接合的一对直线导轨。在一些实施例中，轨道系统的内部部分进一步包括在该一对直线导轨和载架之间的一个或多个直线轴承。在各种实施例中，轨道系统的外部部分进一步包括由致动器驱动的导螺杆，导螺杆可以使驱动部件沿所述一个或多个第二导轨滑动。在一些实施例中，驱动部件可以与导螺杆螺纹接合。在一些实施例中，内部磁性阵列和外部磁性阵列可以被轨道系统彼此隔开，以在两者之间提供间隙。另外，在一些实施例中，内部磁性阵列和外部磁性阵列中的每一个可以包括多个伸长磁体，所述多个伸长磁体布置为垂直于相对于气流的横向方向。在一些实施例中，致动器可以是伺服马达。在各种实施例中，轨道系统的内部部分的该一个或多个悬臂可以进一步包括一个或多个装置。在一些实施例中，该一个或多个装置可以是扫描探针、照相机、喷嘴、传感器和注射器中的至少一个。另外，在一些实施例中，该一个或多个悬臂可以包括脊板，该脊板限定沿脊板的长度延伸的一个或多个交迭的扫描探针的一部分。在一些实施例中，空气处理系统可以包括固定探针组件，所述固定探针组件与一个或多个注射器流体连通，以验证来自位于该一个或多个过滤器区域上游的第一扫描组件的测试气雾剂。

另外，在一些实施例中，一种用于向空气处理系统内的空气过滤器引入特征或监视其特性的设备，包括可在横向于空气处理系统内的气流的直线方向上移动的悬臂。在一些实施例中，悬臂可以包括在竖直方向上延伸一定长度的伸长脊板。在各种实施例中，悬臂包括可以沿伸长脊板的所述长度定位的多个扫描探针。在一些实施例中，该多个扫描探针中的每一个可以具有限定内部空气通路的内周边，其中，每个扫描探针的内周边的一部分可以由伸长脊板的一部分限定。

另外，在各种实施例中，该多个扫描探针中的相邻扫描探针可以沿伸长脊板的所述长度在一定距离上交迭。在一些实施例中，相邻扫描探针可以位于伸长脊板的相反两侧上。在一些实施例中，该多个扫描探针中的每一个可以包括从扫描探针的上游入口朝向下游出口延伸的一条或多条通道。在各种实施例中，该一条或多条通道的尺寸可以朝向下游出口减小。在一些实施例中，该一条或多条通道可以相对于彼此在竖向位置中定位。在各种实施例中，该一条或多条通道可以由从扫描探针的内周边延伸的一个或多个突起限定。在一些实施例中，该一个或多个突起可以是在气流的方向上延伸的伸长鳍片。此外，在一些实施例中，伸长鳍片可以从上游入口延伸到相对下游出口隔开一定距离处。在各种实施例中，伸长鳍片可以横向于水平面。在一些实施例中，一对伸长鳍片可以朝向下游出口在气流的方向上朝向彼此渐缩。在各种实施例中，伸长脊板可以限定上游入口的一部分，并且可以不限定下游出口。在一些实施例中，该多个扫描探针中的每一个可以包括三侧部件，所述三侧部件朝向下游出口渐缩并联接到伸长脊板的大致平坦的侧向面。

在一些实现中，一种用于向空气处理系统内的空气过滤器引入特征或监视其特性的设备可以包括具有外部侧和内部侧的外罩，其中，内部侧可以限定空气通路，所述空气通路适于形成使气流从中流过的空气处理系统的一部分。在一些实施例中，该设备可以包括位于外罩的内部侧内的一个或多个过滤器区域，该过滤器区域适于接收可更换的过滤器介质。此外，在一些实施例中，过滤器介质可以包括下游面和相反的上游面。在各种实施例中，该设备可以包括位于该一个或多个过滤器区域的上游的第一扫描组件。在一些实施例中，第一扫描组件可以包括轨道系统，所述轨道系统用以在相对于气流的横向方向上引导空气通路内的一个或多个悬臂。在一些实施例中，轨道系统可以具有位于外罩的外部侧上的外部部分和位于外罩的内部侧上的内部部分。在各种实施例中，内部部分可以包括与一个或多个第一导轨滑动地接合的载架、内部磁性阵列和所述一个或多个悬臂。在一些实施例中，外部部分可以包括：与一个或多个第二导轨滑动地接合的驱动部件和外部磁性阵列；和致动器，其中致动器使驱动部件和外部磁性阵列沿外罩的外部侧在该一个或多个第二导轨上滑动，并且使载架、内部磁性阵列和一个或多个悬臂沿外罩的内部侧在该一个或多个第一导轨上沿横向方向相应地滑动。另外，在一些实施例中，轨道系统的内部部分的该一个或多个悬臂可以进一步包括一个或多个注射器，该注射器向下游朝向接收可更换的过滤器介质的该一个或多个过滤器区域引导去污剂和气雾剂中的至少一种。在一些实施例中，内部部分和外部部分中的至少一个可以包括盖，所述盖分别将内部磁性阵列和外部磁性阵列附接到背板。

表征实施例的这些与其它优点和特征在所附的权利要求书中提出，并且形成其进一步的部分。然而，为了更好地理解实施例，并且更好地理解通过其使用而获得的优点和目的，应当参考附图和其中描述了示例性实施例的所附描述性内容。提供本发明内容仅是为了介绍一系列构思，这些构思在下面详细描述中进一步描述，并且本发明内容不旨在标识所要求保护主题的关键或必要特征，也不旨在用以帮助限制所要求保护主题的范围。

附图说明

在附图中，贯穿不同视图地，类似附图标记通常指代相同部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常着重于例示本发明的原理。

图1是空气处理系统的一部分的底部透视图，其中移除了进入门以示意一个或多个扫描组件的实施例；

图2是图1的空气处理系统的顶部透视图，其中外部部分的一部分从扫描组件分解开；

图3是沿线3-3截取的图1的实施例的截面图；

图4是图3的实施例的放大截面图；

图5是图1的第一扫描组件和第二扫描组件的透视图；

图6是图5的第一扫描组件的分解图；

图7是扫描探针的实施例的一部分或三侧部件的透视图；

图8是图7的扫描探针部分的上游入口视图；

图9是图7的扫描探针部分的侧视图；

图10是图7的扫描探针部分的下游出口视图；

图11是沿线9-11截取的图9的扫描探针部分的截面图；

图12是轨道系统内部部分的内部磁性阵列的实施例的透视图，和轨道系统外部部分的外部磁性阵列的实施例的透视图；

图13是图12的内部磁性阵列和外部磁性阵列的侧视图，例示了相对于彼此的相对对准和指示各个磁体的磁极定向的箭头；

图14是沿线14-14截取的定位图5的多个扫描探针的悬臂的实施例的截面图；

图15是沿线15-15截取的定位图5的多个扫描探针的悬臂的截面图；

图16是沿线16-16截取的安设于图1的空气处理系统的第一扫描组件的截面图；

图17是用于主动磁性阵列和从动磁性阵列的示例性测试配置的示意图；

图18是空气处理系统的另一个实施例的局部侧截面图，其例示了探针组件的验证或测量配置，其中过滤器被从空气通路移除；

图19是沿线19-19截取的图18的截面图；

图20A是轨道系统内部部分的内部磁性阵列和轨道系统外部部分的外部磁性阵列的另一个实施例的分解透视图，示意盖的实施例；

图20B是图20A的组装视图；

图20C是沿线20C-20C截取的图20B的截面图；

图21A是轨道系统内部部分的内部磁性阵列和轨道系统外部部分的外部磁性阵列的另一个实施例的分解透视图，示意盖的另一个实施例；

图21B是图21A的组装视图；并且

图21C是沿线21C-21C截取的图21B的截面图。

具体实施方式

如从以下描述将变得显而易见地，很多变化和修改对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。因此，本发明不限于本文讨论的具体实现。

如在图中示意地，可以在空气处理系统10内使用一个或多个扫描组件20、30，以测试、监视和/或将材料引入空气通路11的气流A内的一个或多个过滤器40。空气处理系统10的外罩12可以具有外部侧12a和内部侧12b。内部侧12b可以限定空气通路11，该空气通路11允许气流A从中穿过。在图中为清楚起见移除了密封的进入门，该进入门可以提供进入所述通路中的通道，以进入适于接收或限定(例如，移除、安装、维修等)可更换的过滤器介质或过滤器40的该一个或多个过滤器区域。此外，尽管未示出，但是可以在外罩内在过滤器位置的上游和/或下游使用一个或多个阻尼器。该一个或多个过滤器40可以是具有各种特性的各种构造、数目和材料(例如，HEPA过滤器、ePTFE)。过滤器包括上游面42和相反的下游面44。

扫描组件20、30利用磁力来促进在轨道系统50的内部部分50a和外部部分50b之间穿过外罩12(例如，一个或多个壁或顶壁)的相对运动。轨道系统50可以具有内部部分50a，其能够定位在相对于气流A的方向的横向方向或侧向方向(例如，横向方向、直线方向或行进方向)上。行进方向或横向方向T在图2中更清楚地示出。在密封的内部侧12b内的内部部分50a经由在外罩的外部侧12a外侧或上的外部部分50b被致动。内部部分50a可以在没有来自外部部分50b的机械接触的情况下沿横向方向或行进方向滑动地移动到各种位置，从而维持密封的或不间断的内部侧或空气通路。扫描组件20、30可以减少或消除在操作和/或测试期间进入外罩12的内部侧12b中的污染。扫描组件20、30可以被定位在空气处理系统10内的过滤器区域或过滤器40的上游和/或下游。尽管在实施例中扫描组件20、30可以被示为与过滤器40相互作用或监视过滤器40(例如，在各种上游或下游方向上)，但是扫描组件可以在系统内的各种其它位置处用于各种任务(例如，采样、视觉分析、引入一种或多种材料、去污等)。轨道系统50或扫描组件20、30中的一个或多个的横向运动或行进的确切模式和速率可以改变，并且可以由控制器或其它装置(未示出)控制。

在所示实现中，轨道系统50的外部部分50b和内部部分50a包括多个磁体。一个或多个对应部分的该多个磁体可以被布置成阵列51a、51b，以提供在外部部分50a和内部部分50b之间的相对运动的直线平移。外部部分50b沿横向方向T驱动内部部分50a。在图12和13中更清楚地示出的该一个实施例中，每个磁体51可以是矩形形状，并且作为多个相邻磁体定位在水平面中。而且，每个磁体51可以具有相对于另一个相邻磁体51和/或部分50a、50b的极性和定向的实施例。阵列中的磁体的磁性定向可以优化吸引和排斥力，以包含和引导与北极和南极磁耦合场相关联的吸引力。永久磁体的这种布置在阵列的一侧上增强磁场，而在另一侧上将磁场抵消到接近于零，从而创建具有强侧和弱侧的阵列，这可以称为Halbach阵列。这可以通过具有空间旋转的磁化图案来实现。而且，在通量受约束一侧上的磁场可以是两倍之大，而在相反一侧上可能产生很少或没有杂散场。这还可以最小化磁体尺寸并提供磁场约束。如图13所示，内侧磁体阵列51a包括各个磁体51的磁性阵列极性/方向或磁极定向的一个实施例。此外，外部磁体阵列51b包括各个磁体51的磁性阵列极性/方向或磁极定向的一个实施例。而且，如图所示，相应阵列51a、51b的每个伸长磁体51可以垂直于或横向于行进的横向方向T定向。在所示一个实施例中，内部磁性阵列51a和外部磁性阵列51b可以是具有磁性涂层Ni-Cu-Ni的N45SH磁体材料。每个阵列51a、51b可以被安装到由SS304材料制成的背板51c。在各种实施例中，背板51c的安装螺栓图案可以不同，使得特定的磁性阵列被键接到或者内部部分或者外部部分。在一些实施例中，可以使用3M DP-420或等效物将阵列51a、51b结合到其对应的背板51c。代替粘结剂或与粘结剂相组合地，可以使用一个或多个机械保持装置或紧固件(例如，盖和/或螺钉)分别地将该一个或多个磁体阵列(例如，51a和/或51b)附接到背板51c。在一些实施例中，这些一个或多个保持装置可以由金属、塑料和/或其它低磁性材料制成。如在图4中更清楚地示出地，外部磁性阵列51b可以从内部磁性阵列51a偏移或隔开以创建间隙或间隔G，以可操作地控制在内部部分50a和外部部分50b之间的磁力/通量或相对反作用或传递。在所示的该一个实施例中，间隙G可以为大约0.2英寸。磁路的非磁性部分的间隙G将阵列51a、51b的面向内的表面分离。尽管如所示那样，在磁性阵列之间的间隙G可以是空气和外罩12，但是可以在两者之间使用其它非磁性材料。通过在间隙中使用空气，在一些实施例中，可以减小摩擦。间隙或间隙范围还可以在外部/内部部分上提供用于垫片的空间，以在必要时微调磁体间隙或间隙范围。磁体阵列或配置可以是各种材料、数目、位置、形状、尺寸和构造，并且仍在本发明的范围内。例如，可以使用一个或多个可编程磁体。

在一些实现中，该一个或多个保持装置可以是盖或板51d、151d，所述盖或板51d、151d将该一个或多个磁性阵列(例如51a和/或51b)分别地附接到背板51c。如图20A-20C中的该一个实施例和图21A-21C中的另一个实施例所示，保持装置可以是盖51d、151d，盖51d、151d被置放在磁性阵列51a、51b中的一个或多个或其一部分之上。如所示那样，磁性阵列51a、51b这两者均可以分别地包括盖51d、151d。可替代地，在一些实施例中，一个磁性阵列可以包括盖，并且另一个磁性阵列可以不包括盖。如果使用的话，则该一个或多个盖51d、151d可以包括隔室51da、151da，以接收和定位带有背板51c的磁性阵列。盖51d、151d还可以包括一对凸缘51db、151db，所述一对凸缘51db、151db具有用以接收一个或多个紧固件的一个或多个孔口，以接合背板51c。一个或多个紧固件和/或粘结剂可以将盖(例如，通过凸缘孔口)附接到背板(例如，背板孔口)。在图21A到21C所示该一个实施例中，至少一个盖151d可以包括邻近凸缘151db内的孔口的一个或多个凹部(例如六角形)，所述凹部用以接收一个或多个螺母151dc(例如六角形)，以经由一个或多个紧固件(例如，螺栓)将盖151d附接到背板51c。而且，盖51d、151d可以是各种材料、形状、尺寸和构造，并且如果使用的话仍在本发明的范围内。例如，图20A-20C所示盖51d可以由金属(例如，低磁性材料)制成。在其它实施例中，如图21A-21C所示，盖151d可以由塑料制成。

对磁性配置的一个实施例进行了示例性的测量测试，其示意磁体的基本强度关系。条件包括：在外部磁性阵列2和内部磁性阵列3之间的间隙1为0.2英寸，用于有限元分析(FEA)的在阵列之间在横向方向上的偏移4为0.1英寸，单个块5的尺寸为2英寸(参考8)X0.2英寸(参考7)X 0.2英寸(参考7)(M)，磁体材料EEC-N45H或EEC SmCo-33磁体，所有10个磁体(无外罩)的总磁体重量对于N45H为大约0.22lbs并且对于SmCo-33为0.25lbs，被安装在直线马达上的主动或外部阵列2和支撑传感器结构的从动或内部磁性阵列3的直线运动方向6。在图17中示出了示例性配置，并且在下面的图中示出了在通气管的顶部外侧上的驱动器磁性阵列2和底部内侧上的从动磁性阵列3的计算结果。

如图17所示，分析提供的力可能取决于0.1英寸的偏移4而变化。发现线性耦合力与磁体强度成比例。大约50摄氏度的操作温度具有降低更少的退磁。在研究中使用的0.2英寸间隙可以允许外罩材料厚度为大约0.08英寸，从而为制造公差或更厚外罩壁的可能性留出大致0.12英寸。虽然较薄的气隙增加了磁性耦合强度，但它也增加了在直线轴承上的载荷，然后，这增加了内部部分和外部部分的阻力。

轨道系统50的外部部分50b的一种实现可以被安装在外部侧12a中的外罩12的上/顶壁以上。这样，轨道系统50的内部部分50a可以在行进的横向方向T上邻近上/顶壁地安装在外罩12的内部侧12b内。在使用中，外部部分50b可以被安设、更换、随后作为插件或升级添加到空气处理系统10，或者在不进入密封的空气通路11、外罩壁12和/或外罩的内部12b的情况下进行修理。在一些实施例中，外部部分50b还可以在一个位置处的第一下部和位于另一个位置(例如，在一个或多个空气处理系统上的位置)处的第二下部之间转移，以操作相应的位置或扫描组件。如图所示，外部部分50b可以被安装到侧壁，并在横向方向T上横跨外罩上壁延伸。尽管外部部分50b可以邻近致动器52如图所示在一端处安装在外罩12上，但是相反两端可以安装在侧壁的立柱之间或安装在外罩内的多个位置处。尽管未示出，但是在一些实施例中，外部部分可以被固定到上壁的一部分。应当理解，内部部分50a和外部部分50b可以被独立地安装或固定到外罩。例如，在使用中，移除轨道系统的外部部分不要求移除或进入内部部分。换言之，磁性阵列的分离或断开磁路不会使内部部分从外罩掉落或分离。

在使用中，内部部分50a可以被安设、更换、随后作为插件或升级添加到添加到空气处理系统或进行修理。另外，可以在操纵内部部分的同时对外罩12进行去污。在各种实施例中，安装螺栓、安装件或紧固件可以被预先安设在外罩12的内部空间12b内。这样，可以通过减少的现场制造(例如减少或没有钻孔、焊接、燃烧等)来安装内部部分50a或升级空气处理系统。

在空气处理系统10中可以使用一个或多个扫描组件20、30。在所示该一个实施例中，两个扫描组件20、30可以在外罩上邻近于空气过滤器定位。在一些实施例中，可以使用单个扫描组件。第一扫描组件20可以位于过滤器区域或空气过滤器40的下游，并且第二扫描组件30可以位于过滤器区域或空气过滤器40的上游。为方便起见，将更详细地讨论第一扫描组件20的第一轨道系统50的一个实施例。第一轨道系统50可以在外罩12上位于过滤器区域或空气过滤器40的下游，以使内部部分50a的一部分在横向方向T上横跨空气过滤器40或过滤器区域的下游面44平移。

在图中所示实施例中，轨道系统50的外部部分50b可以在各种位置中被安装到外罩12的外部。外部部分50b经由内部磁性阵列51a和外部磁性阵列51b驱动密封的空气通路11内的内部部分50a。在一些实施例中，外部部分50b可以包括与外罩12外侧的外部磁性阵列51b滑动地接合的导轨、滑动件或通道53b。此外，磁性驱动部件或载架54b可以将外部磁性阵列51b与通道53b一起安装。在一些实施例中，驱动部件54b可以是自润滑的塑料(例如，PEEK或TRIBO)。通道53b可以是挤出不锈钢或铝。致动器52可以使驱动部件/外部磁性阵列相对于通道平移或滑动。致动器52使内部部分50a的可移动部分沿轨道系统50的长度或其一部分推进。在所示一些实施例中，致动器52可以是伺服马达，然而致动器可以是气动的、皮带驱动的、线缆驱动的、便携式钻机、步进马达和/或液压的，等。尽管轨道系统54的所示实施例是马达驱动的或自动驱动的，但是应当理解，在一些实施例中，驱动部件可以是手动操作的(例如推拉装置、曲柄组件等)。此外，在各种实施例中，两个或更多个扫描组件可以由单个致动器操作和/或经由齿轮或连杆机构连接。在一些实施例中，外部部分50b可以包括导螺杆53，该导螺杆53与驱动部件54b的螺纹(例如，内螺纹)螺纹接合。导螺杆53可以通过花键联接器52b联接到致动器52。如图所示，驱动部件54b可以具有内螺纹以接合导螺杆。如在图16中更清楚地示出地，致动器面板52c、致动器马达连接器52d和/或马达快速断开器52e可以安装在外罩上，用以定位外部部分。这种马达接合可以提供致动器或马达的快速断开。

在一些实现中，外部部分50b的驱动部件54b可以包括用于定位或安装外部磁性阵列51b的结构。例如，顶板54c和底板或间隔器54d可以位于驱动部件54b的相应的上侧和下侧上。外部磁体阵列51b和/或背板51c可以安装在底板54d下方。在一些实施例中，顶板54c可以是塑料的。在各种实施例中，底板54d可以是塑料、不锈钢和/或铝。外部部分50b的驱动部件54b可以相对于外罩12(例如14号不锈钢)和/或内部磁性阵列51a(例如间隙G)来定位外部磁体阵列51b。

在一些实现中，内部部分50a可以包括与内部磁体阵列51a滑动地接合的一个或多个内部导轨、轨道或通道53a。一个或多个导轨或轨道53a可以被固定到外罩12的上壁的内部。如实施例中所示，可以使用一对直线导轨53a。导轨53a可以包括伸长杆53ac。导轨53a可以是不锈钢或阳极氧化铝。在一些实施例中，内部部分50a可以包括载架块54a，其沿导轨53a相对于外罩12、外部部分50b和/或外部磁性阵列51b(例如，间隙G)定位内部磁性阵列51a和/或背板51c。在一些实施例中，载架块54a可以是铝。在一些实施例中，一个或多个轴承座55a和/或一个或多个直线轴承55ac可用于将导轨53a和/或杆53ac滑动地接合到载架块54a。轴承座55a可以是阳极氧化铝，带有可更换的直线轴承55ac(例如，自润滑塑料或TRIBO塑料衬里)。轴承座55a可以沿直线方向在期望长度上与轨道和/或伸长杆滑动地接合。

用于采样、测试、将材料引入空气处理系统中和/或朝向过滤器引入的各种装置或结构可以附接到内部部分50a或在空气通路11内沿直线导轨53a行进或滑动的一个或多个载架块54a。该结构可以从载架块54a向下悬垂。在一些实施例中，悬垂结构可以包括一个或多个悬臂。在所示一些实现中，第一扫描组件20可以包括相对于载架54a以固定或竖直定向示出的一个或多个悬臂60。但是，相对于载架的其它定向和/或运动应当理解为在本发明范围内。臂60可以包括一个或多个扫描探针70，以对过滤器区域/过滤器40的下游的或来自过滤器的空气进行采样(例如，采样)。该一个或多个扫描探针70可接收挑战性材料以计算在过滤器区域/过滤器40的下游面44上的泄漏和/或泄漏位置。与扫描探针70的下游出口72相邻的管配件61可以包括用于读取/测试样本以转移到各种测试设备的一根或多根管(未示出)。在一些实施例中，臂和/或探针可以是整体或单件构造(例如，单模制件)。臂和装置(例如扫描探针)可以是各种材料、数目、位置、形状、尺寸和构造，并且仍然在本发明的范围内。

尽管在该一个实施例中，内部部分被示出为具有一个悬臂，但是应当理解，内部部分50a可以包括多个悬臂60。内部部分的每个臂可以相对于另一个臂携带相同或不同的装置(例如，一个臂带有扫描探针，并且另一个臂带有注射器/分散探针)。而且，每个臂可以具有各种装置(例如，臂带有扫描探针和传感器这两者)。例如，在各种实施例中，内部部分可以具有两个悬臂，每个悬臂用于扫描微粒(例如，这些臂可以附接到相同的磁体阵列/载架块或不同的磁体阵列/载架块)。在一些实施例中，内部部分或载架带有两个悬臂，一个臂带有扫描探针，并且另一个臂带有气雾剂注射器。应当理解，从内部部分或载架块悬垂的臂可以相对于彼此处于各种位置或定向中，并且可以相对于彼此在各种位置中沿该一个或多个轨道行进(例如，沿导轨的相同或不同的速率或位置)。

例如，在空气处理系统的一个实施例中，可以包括两个串联的HEPA过滤器，每个过滤器都可以被扫描测试。该系统可以具有：第一内部和外部部分，其在上游或第一HEPA过滤器的上游，用以向下游注射气雾剂；第二内部和外部部分，其在第一HEPA过滤器下游且在下游或第二HEPA过滤器上游，用以扫描测试第一HEPA过滤器；第三内部和外部部分，其在下游位于第一HEPA过滤器和第二HEPA过滤器之间，用以将测试气雾剂注射到第二HEPA过滤器中；和第四内部和外部部分，其在第二HEPA过滤器下游，用以扫描测试第二HEPA过滤器。可替代地，单个内部和外部部分/载架块可以包括一种悬臂，该悬臂具有用于扫描测试第一HEPA过滤器的扫描探针和用于将测试气雾剂注射到下游第二HEPA过滤器中的气雾剂注射喷嘴。

在如在图5和16中更清楚地示出的一种实现中，多个扫描探针70可以沿该一个或多个悬臂60的长度处于交迭布置。相邻探针沿竖直方向在一定距离或长度D上交迭。

在所示该一个实施例中，悬臂60可以包括伸长脊板62，伸长脊板62安装到沿导轨53a在横向方向T上滑动的载架块54a和/或内部磁性阵列51a。脊板62可以增加悬臂的强度，并允许被附接于此以在横向方向T上扫描或滑动的装置(例如，探针、注射器、照相机、传感器(诸如但不限于生物学、温度、速度传感器等)、注射器喷嘴等)的一致对准。脊板62可以包括一个或多个脊板加强件64。如在图6和14中更清楚地示出地，脊板加强件64的一种实现邻近脊板的下游边缘，并且沿脊板的长度的一部分延伸。在一些实施例中，脊板62可以由不锈钢制成。

脊板62可以是用于该一个或多个扫描探针70的共用壁。该多个扫描探针70可以共享该伸长脊板壁。脊板62可以限定该一个或多个扫描探针70的一个或多个壁、部分或内周边71。在所示该一个实施例中，该多个交迭扫描探针中的相邻扫描探针70被布置在脊板62的相反两侧上。扫描探针70的内部空气通路可以由扫描探针70的内周边71和/或脊板62从上游入口74朝向下游出口72限定。脊板62可以限定上游入口74和/或下游出口72的一部分。例如，如在该一个实施例中所示，脊板限定上游入口，而不是下游出口。如在图7-11中更清楚地示出地，在顶壁75和底壁76朝向下游出口72渐缩的情况下，扫描探针70的一部分可以限定内部空气通路或内周边71的三侧。三侧部件的侧向侧77可以朝向入口74渐缩，并且可以不平行于脊板62的平坦侧向面。该三侧部件可以联接到伸长脊板的平坦侧向面，以形成每个相邻扫描探针70的内周边71。

在一些实现中，扫描探针70可以构造用以增加精度，或构造用以以扫描探针内更接近管道速度的气流速度采样。探针70的内部空气通路或内周边内的一个或多个突起或阻尼器78可以使扫描探针70的下游出口72或配件61处的速度相等，以使进入扫描探针的压力相等。该一个或多个突起78可以限定从上游入口74朝向下游出口延伸的一条或多条通道79。如果使用的话，为了限定内周边，扫描探针和脊板可以包括通道79和/或突起78。该一条或多条通道79的尺寸可以朝向下游出口72减小。通道79可以在竖直平面或扫描探针内被竖直地定位或堆叠在相邻通道上方。突起78可以远离探针的内周边或其侧向面77延伸，并且向内凸出到由内周边71限定的内部空气通路中。该一个或多个突起可以从扫描探针70的内周边71和/或脊板62的一侧或多侧延伸。

在所示该一个实施例中，该一个或多个突起可以是在气流方向上延伸的一个或多个伸长的鳍片或堰(例如，连续或间断)。鳍片可以从上游入口74朝向下游出口72延伸一定距离。在一些实施例中，鳍片的远端78a可以从下游出口72隔开。鳍片可以横向于水平面定向。在所示该一个实施例中，一对伸长的鳍片78朝向下游出口72在气流的方向上朝向彼此渐缩，从而使两者间的通道79变窄，并且使在限定内周边的扫描探针的相邻的渐缩的顶壁和底壁75、76之间的相应通道79变窄。伸长的肋可以跨越并且在扫描探针的一个或多个侧向侧77之间延伸。在顶壁75和底壁76之间的探针的侧向侧77可以在气流的方向上相对彼此扩张，并且相应地，伸长鳍片78的宽度可以在扫描探针的侧向侧77之间增加。如果使用脊板，则伸长鳍片78可以从三侧部件的侧向侧77延伸到伸长脊板62的大致平坦的侧向表面。该一个或多个突起78可以从脊板和/或扫描探针的其余部分向内延伸。应当理解，在图中一个实施例中示出的通道和突起可以是各种数目、形状、尺寸、材料、定向和构造，并且仍然在本发明范围内。

如位于过滤器区域或过滤器40上游的第二扫描组件30的一种实现中所示，各种装置或结构可以被附接到内部部分或沿空气通路内的直线导轨行进的一个或多个载架块。轨道系统50的内部部分50a包括一个或多个注射器90。悬臂60或脊板62，如果使用的话，可以包括沿脊板延伸的一个或多个注射器90(例如，以一定长度或距离D交迭的相邻注射器)。该一个或多个注射器可以在横向方向T上跨越过滤器的上游面42在一个或多个侧向位置之间滑动。注射器90可以以提高的精度和体积控制引入气雾剂、去污或其它材料，以最小化当测试或从上游位置朝向过滤器引入一种或多种材料时过滤器的加负。例如，在一些实现中，减少所使用的测试气雾剂的量可以有益于ePTFE过滤器应用。从扫描组件30或注射器90(例如，气雾剂注射喷嘴)下游注射的测试气雾剂可以产生在过滤器的入口处排放的均匀的测试气雾剂轮廓。典型的系统利用增加的距离和湍流产生结构(例如一个或多个挡板)构建在过滤器处的均匀性，扫描组件和/或注射器90可以减小过滤器前面的距离，这可以相应地允许减小系统10的尺寸(例如长度)。

应当理解，附接到内部部分或悬臂的装置可以是外罩内的各种构造、数目、形状、尺寸和位置，并且仍在本发明的范围内。例如，一个或多个视觉装置或照相机(例如，IR、热等)可以附接到一个或多个轨道系统50的内部部分50a。在各种实施例中，可以使用一个或多个喷嘴。另外，在一些实施例中，一个或多个传感器可用于温度、速度、生物学等分析。此外，例如，生物、去污、修补/修复(例如，液体)和/或荧光材料等可以引入到过滤器的上游和/或下游(例如，引入到过滤器的表面上)或空气处理系统内的其它位置处。可能期望由扫描组件控制空气处理系统或过滤器内的热响应、色谱、材料照明和灭菌。

可以使用控制系统来定位一个或多个扫描组件的轨道系统。控制系统可以控制行进速率、一个或多个位置、行进方向、监视和/或引入一个或多个扫描组件的材料。例如，第一扫描组件和/或扫描探针的行进速率和位置可以与经由注射器引入气雾剂的第一组件的行进速率和位置相协调。在一些实施例中，两个或更多个扫描组件的行进速率可以不同或相同。

在一些实现中，如图18和19所示，空气处理系统10可以包括一个或多个探针组件80，用于验证和/或测量上游气雾剂挑战性特性。探针组件80可以处于固定位置中，并且在侧向上位于过滤器40的前面42的外周边外侧。该固定位置可以是空气通路内的非突出位置(non-obtrusive location)。多个扫描探针可以固定到位，以在受到测试的该一个或多个过滤器的上游接收气雾剂，并且在其位置(例如，静止停放)中与各个气雾剂喷嘴对准。在所示该一个实施例中，探针组件80可以是带有一个或多个扫描探针70的悬臂60。探针组件80可以被直接地联接到颗粒计数器。扫描组件30可以被定位(例如，原始位置)成与下游探针组件80流体连通。例如，一个或多个注射器90可以与一个或多个扫描探针70流体连通。探针组件80可以被用于测量和验证从扫描组件30发出的上游气雾剂挑战性条件。探针组件和验证/测量可以允许对于应用的特定设计条件更准确和可重复的颗粒计数。验证可以在不进入或污染密封的空气通路11的情况下完成。应当理解，可以利用探针组件来验证或测量其它材料或气流特性或外罩内的状况(例如去污剂、热、速度等)。探针组件和探针/传感器可以是各种材料、数目、位置、形状、尺寸和构造，并且仍然在本发明范围内。

进行探针组件的上游计数验证可以包括将固定的对应受体探针中的一个连接到颗粒计数器，并在适当时间和/或周期上启动通过相应的气雾剂注射喷嘴的测试气雾剂流。一旦完成，便可以将系统手动或自动循环到相应的下一组受体探针和气雾剂注射喷嘴，并重复计算。一旦所有探针/喷嘴组件已经经过测试，则确定统计有效值的平均值，并将其设定为Cu或上游计数。

尽管这里已经描述和示意了几个发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文所述优点中的一个或多个的各种其它手段和/或结构，并且这种变化和/或修改中的每一个都被认为在本文所述发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易地理解，在这里描述的所有参数、尺寸、材料和构造均是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或构造将取决于使用了本发明教导的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到或仅通过常规实验即可确定本文所述的具体发明实施例的很多等同方案。因此，应当理解，前述实施例仅以举例的方式给出，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以不同于具体描述和要求保护的方式实践本发明实施例。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果两个或多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不是相互不一致，则这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任意组合被包括在本公开的发明范围内。

Claims (31)

1.一种用于向空气处理系统内的空气过滤器引入特征或监视空气处理系统内的空气过滤器的特性的设备，所述设备包括：

外罩，所述外罩具有外部侧和内部侧，其中所述内部侧限定空气通路，所述空气通路适于形成所述空气处理系统的使气流流过的一部分；

一个或多个过滤器区域，所述一个或多个过滤器区域位于所述外罩的内部侧内，所述一个或多个过滤器区域适于利用下游面和相反的上游面来接收可更换的过滤器介质；

第一扫描组件，所述第一扫描组件位于所述一个或多个过滤器区域的上游和下游中的至少一处，其中所述第一扫描组件具有轨道系统，所述轨道系统在相对于所述气流的横向方向上引导所述空气通路内的一个或多个悬臂；

所述轨道系统具有位于所述外罩的外部侧上的外部部分和位于所述外罩的内部侧上的内部部分；

所述内部部分包括与一个或多个第一导轨滑动地接合的载架、内部磁性阵列和所述一个或多个悬臂；

所述外部部分包括：与一个或多个第二导轨滑动地接合的驱动部件和外部磁性阵列；和致动器，其中所述致动器使所述驱动部件和所述外部磁性阵列沿所述外罩的外部侧在所述一个或多个第二导轨上滑动，并且使所述载架、所述内部磁性阵列和一个或多个悬臂沿所述外罩的内部侧在所述一个或多个第一导轨上在所述横向方向上相应地滑动。

2.根据权利要求1所述的设备，包括位于所述一个或多个过滤器区域的下游的所述第一扫描组件。

3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第二扫描组件，所述第二扫描组件位于所述第一扫描组件的上游和下游位置中的至少一个位置中的另一个位置上。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一扫描组件具有沿所述横向方向用于所述驱动部件的第一行进速率，并且所述第二扫描组件具有沿所述横向方向用于所述驱动部件的第二行进速率。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一行进速率和所述第二行进速率彼此相同或不同。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个第一导轨包括一对直线导轨，所述一对直线导轨彼此平行地隔开并且与所述载架滑动接合。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述轨道系统的所述内部部分进一步包括在所述一对直线导轨和所述载架之间的一个或多个直线轴承。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述轨道系统的所述外部部分进一步包括由所述致动器驱动的导螺杆，所述导螺杆使所述驱动部件沿所述一个或多个第二导轨滑动。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述驱动部件与所述导螺杆螺纹接合。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述内部磁性阵列和所述外部磁性阵列被所述轨道系统彼此隔开，以在两者之间提供间隙。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述内部磁性阵列和所述外部磁性阵列中的每一个磁性阵列包括多个伸长磁体，所述多个伸长磁体被布置为垂直于相对于所述气流的所述横向方向。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述致动器是伺服马达。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述轨道系统的所述内部部分的所述一个或多个悬臂进一步包括一个或多个装置。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述一个或多个装置是扫描探针、照相机、喷嘴、传感器和注射器中的至少一个。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个悬臂包括脊板，所述脊板限定沿所述脊板的长度延伸的一个或多个交迭的扫描探针的一部分。

16.根据权利要求1所述的设备，进一步包括固定探针组件，所述固定探针组件与一个或多个注射器流体连通，以验证来自位于所述一个或多个过滤器区域的上游的所述第一扫描组件的测试气雾剂。

17.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个悬臂包括伸长脊板，所述伸长脊板在竖直方向上延伸一定长度；并且

多个扫描探针被沿所述伸长脊板的所述长度定位，所述多个扫描探针中的每一个扫描探针具有限定内部空气通路的内周边，其中，每个扫描探针的所述内周边的一部分由所述伸长脊板的一部分限定。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述多个扫描探针中的相邻扫描探针沿所述伸长脊板的所述长度在一定距离上交迭。

19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述相邻扫描探针位于所述伸长脊板的相反两侧上。

20.根据权利要求17所述的设备，其中，所述多个扫描探针中的每一个扫描探针包括从所述扫描探针的上游入口朝向下游出口延伸的一条或多条通道。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述一条或多条通道的尺寸朝向所述下游出口减小。

22.根据权利要求20所述的设备，其中，所述一条或多条通道相对于彼此被定位在竖向位置中。

23.根据权利要求20所述的设备，其中，所述一条或多条通道由从所述扫描探针的所述内周边延伸的一个或多个突起限定。

24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述一个或多个突起是在所述气流的方向上延伸的伸长鳍片。

25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述伸长鳍片从所述上游入口延伸到与所述下游出口隔开一定距离处。

26.根据权利要求24所述的设备，其中，所述伸长鳍片横向于水平面。

27.根据权利要求24所述的设备，其中，一对伸长鳍片在所述气流的方向上朝向所述下游出口朝向彼此渐缩。

28.根据权利要求20所述的设备，其中，所述伸长脊板限定所述上游入口的一部分，并且不限定所述下游出口。

29.根据权利要求17所述的设备，其中，所述多个扫描探针中的每一个扫描探针包括朝向下游出口渐缩的三侧部件，所述三侧部件被联接到所述伸长脊板的大致平坦的侧向面。

30.一种用于向空气处理系统内的空气过滤器引入特征或监视空气处理系统内的空气过滤器的特性的设备，包括：

外罩，所述外罩具有外部侧和内部侧，其中，所述内部侧限定空气通路，所述空气通路适于形成所述空气处理系统的使气流从中流过的一部分；

一个或多个过滤器区域，所述一个或多个过滤器区域位于所述外罩的所述内部侧内，所述一个或多个过滤器区域适于利用下游面和相反的上游面来接收可更换的过滤器介质；

第一扫描组件，所述第一扫描组件位于所述一个或多个过滤器区域的上游，其中所述第一扫描组件包括轨道系统，所述轨道系统在相对于所述气流的横向方向上引导所述空气通路内的一个或多个悬臂；

所述轨道系统具有位于所述外罩的所述外部侧上的外部部分和位于所述外罩的所述内部侧上的内部部分；

所述内部部分包括与一个或多个第一导轨滑动地接合的载架、内部磁性阵列和所述一个或多个悬臂；

所述外部部分包括：与一个或多个第二导轨滑动地接合的驱动部件和外部磁性阵列；和致动器，其中所述致动器使所述驱动部件和所述外部磁性阵列沿所述外罩的所述外部侧在所述一个或多个第二导轨上滑动，并且使所述载架、所述内部磁性阵列和一个或多个悬臂沿所述外罩的所述内部侧在所述一个或多个第一导轨上在所述横向方向上相应地滑动；

所述轨道系统的所述内部部分的所述一个或多个悬臂进一步包括一个或多个注射器，所述注射器向下游朝向所述一个或多个过滤器区域引导去污剂和气雾剂中的至少一种。

31.根据权利要求30所述的设备，其中，所述内部部分和所述外部部分中的至少一个部分包括盖，所述盖分别将所述内部磁性阵列和所述外部磁性阵列附接到背板。

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