CN113242755A - 用于空气过滤系统的监测装置 - Google Patents
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Abstract
本文的各方面包括用于过滤系统的监测装置。监测装置的实施例可以包括第一流体导管和第一压力传感器，其中，第一压力传感器与第一流体导管流体连通。监测装置还可以包括第二流体导管和第二压力传感器，其中，第二压力传感器与第二流体导管流体连通。监测装置还可以包括与第一压力传感器和第二压力传感器电子通信的控制电路。监测装置还可以包括壳体，其中，第一压力传感器、第二压力传感器和控制电路均设置在壳体内。本文还包括其他实施例。
Description
本申请于2019年10月23日作为PCT国际专利申请以唐纳森公司(DonaldsonCompany,Inc.)(一家美国国家公司，所有国家指定的申请人)、以及美国公民WadeA.Wessels、美国公民Peter P.Vitko和美国公民Brent R.Nelson(所有国家指定的发明人)的名义提交，并且要求于2018年10月25日提交的美国临时专利申请号62/750,638的优先权，该临时专利申请的内容全部通过援引并入本文。
技术领域
本文的实施例涉及一种用于过滤系统的监测装置以及相关的方法，这些系统包括监测装置。
背景技术
许多行业会遇到悬浮在大气中的微粒物质。在一些行业中，这种微粒物质是有价值的产品(例如，淀粉)，并且将会有益的是悬浮的微粒物质可以被回收并重新引入到加工过程中。对于其他行业(例如，金属或木材加工)，可能需要从空气中去除微粒物质以提供干净的工作环境。
微粒物质还可能影响通向机动车辆或发电设备的发动机的进气流、引向燃气轮机的气体流以及通向多种不同的燃烧炉的气流。在这些背景下，微粒物质在其到达所涉及的多种不同的机构的内部工作部的情况下可能对其造成实质性损害。
已经开发了多种多样的空气过滤器或气体过滤器布置以用于去除微粒。在一些情景中，用于对载有微粒物质的空气或其他气体流进行清洁的系统包括空气过滤器组件，这些空气过滤器组件具有设置在壳体中的滤芯。滤芯可以是包含合适的过滤介质(例如，织物、褶纸等)的袋、套或筒。受微粒物质污染的气体流通常穿过壳体，使得微粒物质被一个或多个滤芯捕获并保留。
发明内容
实施例包括一种用于过滤系统的监测装置以及相关的方法，这些系统包括监测装置。在实施例中，包括一种用于过滤系统的监测装置。监测装置可以包括第一流体导管和第一压力传感器，其中，第一压力传感器与第一流体导管流体连通。监测装置还可以包括第二流体导管和第二压力传感器，其中，第二压力传感器与第二流体导管流体连通。监测装置还可以包括与第一压力传感器和第二压力传感器电子通信的控制电路。监测装置还可以包括壳体，其中，第一压力传感器、第二压力传感器和控制电路均设置在壳体内。
在实施例中，包括一种过滤系统。空气过滤系统可以包括壳体，该壳体被配置为在其中接收使流体流穿其而过的滤芯，该滤芯包括上游侧和下游侧。系统还可以包括监测装置，该监测装置包括与滤芯的上游侧流体连通的第一流体导管、以及第一压力传感器，其中，第一压力传感器与第一流体导管流体连通。监测装置还可以包括与滤芯的下游侧流体连通的第二流体导管、以及第二压力传感器，其中，第二压力传感器与第二流体导管流体连通。监测装置还可以包括与第一压力传感器和第二压力传感器电子通信的监测装置控制电路。监测装置还可以包括壳体，其中，第一压力传感器、第二压力传感器和控制电路均设置在壳体内。
在实施例中，包括一种对预安装的集尘器系统进行远程监测的方法。该方法可以包括将监测装置安装在预安装的集尘器系统的壳体的外表面上。监测装置可以包括第一流体导管和第一压力传感器，其中，第一压力传感器与第一流体导管流体连通。监测装置还可以包括第二流体导管和第二压力传感器，其中，第二压力传感器与第二流体导管流体连通。监测装置还可以包括与第一压力传感器和第二压力传感器电子通信的控制电路。监测装置还可以包括壳体，其中，第一压力传感器、第二压力传感器和控制电路均设置在壳体内。
在实施例中，包括一种监测装置的套件。该套件可以包括第一流体导管、以及用于将第一流体导管与过滤系统的第一既存流体导管连接的第一接头。该套件可以包括第二流体导管、以及用于将第二流体导管与过滤系统的第二既存流体导管连接的第二接头。该套件还可以包括监测装置。监测装置可以包括用于感测第一流体导管内的压力的第一压力传感器。监测装置还可以包括用于感测第二流体导管内的压力的第二压力传感器。监测装置还可以包括与第一压力传感器和第二压力传感器电子通信的监测装置控制电路。监测装置还可以包括壳体，其中，第一压力传感器、第二压力传感器和控制电路均设置在壳体内。
本发明内容是对本申请的一些教导的总览，并且不旨在是对本主题的排他性或穷尽性的处理。可以在详细描述和所附权利要求中找到进一步的细节。在阅读和理解以下详细描述并查看形成详细描述的一部分的附图之后，其他方面对于本领域技术人员将是显而易见的，这些方面中的每一方面都不应被认为是具有限制意义的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。
附图说明
结合以下附图可以更完全地理解各方面，在附图中：
图1是根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置的空气过滤系统的示意性立体前视图。
图2是根据本文中多个不同的实施例的空气过滤系统的一些方面的示意性截面视图。
图3是根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置的空气过滤系统的示意性立体后视图。
图4是根据本文中多个不同的实施例的监测装置的示意图。
图5是根据本文中多个不同的实施例的监测装置的各元件的示意图。
图6是根据本文中多个不同的实施例的监测装置的各元件的示意图。
图7是根据本文中多个不同的实施例的过滤系统数据通信环境的示意图。
图8是根据本文中多个不同的实施例的过滤系统数据通信环境的示意图。
图9是根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置的空气过滤系统的示意性立体前视图。
图10是根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置的空气过滤系统的示意性立体前视图。
虽然实施例易受不同修改和替代形式影响，但其详情已经通过举例和附图示出并且将进行详细描述。然而，应当理解，本文的范围并不限于所描述的具体实施例。相反，本发明将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。
具体实施方式
如上所述，存在从气流中过滤掉微粒物质是有用的许多情景，并且存在许多不同类型的空气过滤系统以实现该效果。在一种类型的空气过滤系统中，该系统具有洁净空气腔室(或洁净/下游侧)和污浊空气腔室(或污浊/上游侧)。这两个腔室可以通过一种可以被称为管板的结构分离。在许多情况下，管板具有多个开口，使得空气可以在洁净空气腔室与污浊空气腔室之间穿行。滤芯可以被定位在开口上方，使得被引入到污浊空气腔室中的载有微粒的空气(污浊空气)必须穿过滤芯以移入洁净空气腔室中。污浊空气中的微粒物质在空气移动穿过滤芯时收集在滤芯上。干净的空气从洁净空气腔室被排放到环境中，或再循环以用于其他用途。
由于滤芯捕获微粒物质，穿过系统的流动受到抑制，并且可以进行滤芯的定期清洗以增加穿过系统的气流。清洗可以通过以下步骤实现：定期地将短暂的空气射流(比如加压空气)脉冲发送到滤芯(可以包括滤筒、滤袋等)的内部以使穿过滤芯的气流反向，从而使所收集的微粒物质离开滤芯。在一些情况下，加压空气可以被引导到脉冲收集器中，如以下所述：例如美国专利号3,942,962(Duyckinck)、美国专利号4,218,227(Frey)、美国专利号6,090,173(Johnson等人)、美国专利号4,395,269、美国专利号6,902,592(Green等人)、美国专利号7,641,708(Kosmider等人)以及美国专利申请公开号US 2006/0112667 A1，所有这些专利申请的内容通过援引并入本文。
使这些空气过滤系统保持最佳工作状态可以包括定期维护，包括但不限于更换/清洗滤芯、监测和更换脉冲阀等。系统的监测方面可以提供与进行这种维护活动的最佳时间以及确定任何其他可能影响过滤系统性能的问题有关的提示。能够远程监测这类系统可以是更加有利的，这是由于许多不同系统的观察到的信息可以被聚合和分析、然后加以利用以提高确定(比如进行系统维护的适当时间)的准确性。
许多过滤系统是稳固构造的，使得其使用寿命在进行正确维护的前提下可以延续几十年。然而，由此这意味着包括传感器和处理器的高级技术在其仅被设置为原始设备的一部分的情况下实施起来会很慢。
根据本文中多个不同的实施例，包括监测装置，该监测装置可以易于安装在缺少这种监测能力的现有过滤系统上。以这种方式，现有过滤系统可以被改造为包括高级监测能力。
现在参考图1，示出了根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置150的空气过滤系统100的示意性立体前视图。在这个示例中，图1中描绘的空气过滤系统100总体上是箱状的，并且包括上壁板116、以及两对相对的侧壁板117(图1中描绘了其中之一)。然而，将理解的是，空气过滤系统100可以采取许多不同的形状和配置。
空气过滤系统100包括用于将污浊或污染空气(即，其中具有微粒物质的空气)接收到空气过滤系统100中的污浊空气导管111。洁净空气导管113(参见例如图2)可以被设置用于从空气过滤系统100排放洁净的或经过滤的空气。空气过滤系统100包括用于多个滤芯(图1中未示出)的通入开口112。在使用中，通入开口112中的每一个都被盖(未示出)密封，使得进入空气过滤系统100的污浊空气不会通过通入开口112逸出。
空气过滤系统100还可以包括漏斗118以收集从污浊空气流中分离的微粒物质，如本文所述。漏斗118可以包括斜壁以促进微粒物质的收集，并且在一些实施例中可以包括从动螺旋钻或用于去除已收集的微粒物质的其他机构。
在一些实施例中，空气过滤系统100可以包括风扇132，以使空气移动穿过空气过滤系统100。然而，在其他实施例中，可以通过风扇或并非空气过滤系统100的一部分的其他设备将空气吸引穿过该系统。空气过滤系统100可以包括既存控制箱140，该既存控制箱可以包括用于过滤系统的既存控制电路。
监测装置150可以连接到第一流体导管152、第二流体导管154和第三流体导管156。流体导管可以提供过滤系统的多个不同的部分(比如污浊/上游侧、洁净/下游侧、压缩空气源等)与可以在监测装置150内或以其他方式与其相关联的传感器/换能器之间的流体连通。第一流体导管152可以连接到空气过滤系统的现有流体导管162，该现有流体导管提供了与过滤元件上游的流体流区域的流体连通。在一些实施例中，第一流体导管152可以使用接头166(比如T型接头、拼合接头或其他连接结构)连接到现有流体导管162。第二流体导管154可以连接到空气过滤系统的现有流体导管164，该现有流体导管提供了与过滤元件上游的流体流区域的流体连通。在一些实施例中，第二流体导管154可以使用接头168(比如T型接头、拼合接头或其他相似的连接结构)连接到现有流体导管164。
在一些实施例中，既存控制箱140和/或其中的部件(比如既存控制电路和监测装置150)之间不存在电气连通。虽然不旨在受理论束缚，据信这种电子分离可以提供安全优势，这是因为既存控制箱140和其中的部件负责对过滤系统100进行操作，而监测装置150仅负责对过滤系统100进行监测。以这种方式，监测装置150不能被用作获得对过滤系统100的操作进行控制的手段。
现在参考图2，示出了根据本文中多个不同的实施例的空气过滤系统100的一些方面的示意性截面视图。空气过滤系统100的内部包括管板222，该管板将壳体的内部分成洁净空气腔室224和污浊空气腔室226。空气过滤系统100包括洁净空气导管113，通过该洁净空气导管使洁净空气在空气过滤系统100操作期间离开洁净空气腔室224。
所描绘的空气过滤系统100包括污浊空气腔室226(污浊侧或上游侧)中的脉冲收集器230和滤芯240。脉冲收集器230在管板222中的开口(图2中未示出)上方附接到管板222上，使得空气脉冲从脉冲发生器250穿过脉冲收集器230进入滤芯240的内部体积。空气可以从压缩空气歧管248提供给脉冲发生器250，该压缩空气歧管本身可以从空气压缩机或工厂用压缩空气的中央源接收空气。
现在参考图3，示出了根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置的空气过滤系统的示意性立体后视图。图3示出了如图1和图2所示的许多相同的元件，但示了为立体后视图。
现在参考图4，示出了根据本文中多个不同的实施例的监测装置150的示意图。监测装置150可以包括第一插座402或用于接收作为第一流体导管152的一部分的管或其他导管的配件。监测装置150还可以包括第二插座404或用于接收作为第二流体导管154的一部分的管或其他导管的配件。虽然未在该附图中示出，将理解的是，监测装置150还可以包括第三插座或用于接收作为第三流体导管156的一部分的管或其他导管的配件。另外，本文中多个不同的实施例可以包括数量更多或更少的插座和/或流体导管。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以安装在空气过滤系统100的表面上，例如安装在空气过滤系统的外表面上。例如，在一些实施例中，监测装置150可以安装在侧壁板117上。然而，监测装置150还可以安装在其他位置，包括顶壁或底壁以及过滤系统100内侧，并且还可以安装在过滤系统100之外(比如安装在与该系统的其他部件物理分离的单独的板上)。监测装置可以使用多种不同的硬件进行安装，包括但不限于使用紧固件、粘合剂、磁体等。在特定实施例中，使用粘合剂层406来对监测装置150的壳体进行安装，其可以是例如压敏粘合剂(PSA)。
现在参考图5，示出了根据本文中多个不同的实施例的监测装置150的各元件的示意图。将理解的是，多个不同的实施例可以包括数量更多或更少的部件，并且该示意图仅是示例性的。监测装置150可以包括壳体502和控制电路504。
控制电路504可以包括多个不同的电子部件，包括但不限于微处理器、微控制器、FPGA(现场可编程门阵列)芯片、专用集成电路(ASIC)等。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括第一压力传感器506(除非上下文另有所指，否则如本文中使用的，指的是压力传感器应包括压力换能器)和第一流体导管152，该第一流体导管包括内部部分508和外部部分510。第一流体导管可以与污浊空气腔室226流体连通。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括第二压力传感器514和第二流体导管154，该第二流体导管包括内部部分516和外部部分518。第二流体导管可以与洁净空气腔室224流体连通。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括第三压力传感器522和第三流体导管156，该第三流体导管包括内部部分524和外部部分526。第三流体导管可以与压缩空气歧管248流体连通。这样，第三流体导管可以与压缩气体源流体连通。
本文的压力传感器可以是各种类型的。压力传感器可以包括但不限于应变式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器等。在一些实施例中，本文的压力传感器可以是基于MEMS的压力传感器。
控制电路504及其部件的处理功率可以足以进行多种不同的操作，包括对来自传感器(比如压力传感器506、514和522)的数据的多种不同的操作，包括但不限于求平均值、按时间求平均值、统计分析、归一化、聚合、排序、删除、遍历、变换、紧缩(比如消除所选数据和/或将数据转换为粒度更小的形式)、压缩(比如使用压缩算法)、合并、插入、时间戳记、过滤、丢弃离群值、计算趋势和趋势线(线性、对数、多项式、幂、指数、移动平均值等)、预测滤芯EOL(寿命)、识别EOL状况、预测性能、预测与更换滤芯相关联的成本和与不更换滤芯相关联的成本等。
通过控制电路504进行的归一化操作可以包括但不限于基于另一个值或另一组值来调节一个或多个值。仅作为一个示例，可以通过考虑空气流速或用作其指标值来对反映跨过滤芯的压降的压降数据进行归一化。
在多个不同的实施例中，控制电路可以计算更换滤芯的时间，并且产生与更换时间有关的信号。在多个不同的实施例中，控制电路可以计算更换滤芯的时间，并且通过用户输出装置发布与更换时间有关的通知。在多个不同的实施例中，控制电路可以基于来自第一压力传感器和第二压力传感器的信号来计算更换滤芯的时间。在多个不同的实施例中，控制电路可以基于来自第一压力传感器、第二压力传感器和外部输入的信号来计算更换滤芯的时间。可以通过数据通信网络从系统用户或从远程位置接收外部输入。
在多个不同的实施例中，如果满足预定警报条件，则控制电路启动警报。警报条件可以包括以下一项或多项：从第一压力传感器接收的信号的最大值，从第一压力传感器接收的信号的最小值，从第二压力传感器接收的信号的最大值，从第二压力传感器接收的信号的最小值，从第一压力传感器接收的信号的值与从第二压力传感器接收的信号的值之间的最大差值，以及从第一压力传感器接收的信号的值与从第二压力传感器接收的信号的值之间的最小差值。
在多个不同的实施例中，控制电路504可以被配置为基于由第一压力传感器提供的值和由第二压力传感器提供的值来计算与通过过滤系统的流体流速相关的值。在一些实施例中，控制电路504可以被配置为基于静压值来计算与通过过滤系统的流体流速相关的值，其中，静压值是通过来自第一压力传感器和第二压力传感器中至少一个的信号。在一些实施例中，控制电路可以被配置为基于压差值和静压值来计算与通过过滤系统的流体流速相关的值，其中，压差值是通过来自第一压力传感器和第二压力传感器两者的信号来确定的，并且静压值是通过来自第一压力传感器和第二压力传感器之一的信号来确定的。
该系统的流体流速是通过动力源的特性来确定的。对于基于风扇的应用，静压与流体流动之间的关系通常在本质上是相反的。由于风扇的操作特性，随着系统电阻增加，按静压测量，流体流速下降，反之亦然。由于风扇的流体流速直接影响系统的其他部分的流体流速，因此风扇以及因而过滤系统的流体流速指标可以使用系统中的固定位置处的静压来计算。通常，流体管中的静压与流体流速的平方成比例。作为一个示例，流速指标值可以根据方程式
来计算，其中，FRP＝流速指标值，Ps是静压值，Pi是系统设计点静压，并且Qi是可选的系统设计点流体流速。
在一些实施例中，风扇曲线还可以用于计算流速值。风扇曲线可以用于将静压与流速相关联。在多个不同的实施例中，监测装置150可以将风扇曲线存储在存储器中(风扇曲线可以在制造监测装置150时被写入存储器中，或其可以在监测装置150在现场被安装在过滤系统上或在安装之后基于通过网络连接接收到的数据而被接收/更新)。
在一些实施例中，监测装置150可以包括附加传感器，比如加速度计。例如，监测装置150可以包括三轴加速度计530。三轴加速度计530可以用于对从过滤系统传送到监测装置150的振动进行检测。这些振动可以由多种不同的事件引起，比如定期将短暂的加压空气射流脉冲发送到滤芯的内部，以使穿过滤芯和/或(多个)阀的气流反向，从而使其打开或关闭以实现相同效果。
在一些情况下，将加速度计安装在监测装置150中有助于使其接收来自过滤系统的在频率范围和振幅方面具有最小振动衰减的振动。在一些实施例中，加速度计可以被设置在壳体内，使得在监测装置壳体的接触表面上发生的振动与在加速度计上发生的振动相比衰减小于50％。在一些实施例中，加速度计可以设置在壳体内，使得在监测装置壳体的接触表面上发生的振动与在加速度计上发生的振动相比衰减小于10％。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括电源电路532。在一些实施例中，电源电路532可以包括多个不同的部件，包括但不限于电池534、电容器、比如无线功率接收器等功率接收器、变压器、整流器等。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括输出装置536。输出装置536可以包括用于视觉和/或音频输出的多个不同的部件，包括但不限于比如LED灯等灯、显示屏、扬声器等。在一些实施例中，输出装置可以用于向系统用户提供通知或警示，比如当前系统状态、问题指示、所需的用户介入、进行维护动作的适当时间等。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括存储器538和/或存储控制器。存储器可以包括多种不同类型的存储器部件，包括动态RAM(D-RAM)、只读存储器(ROM)、静态RAM(S-RAM)、磁盘存储装置、闪存存储器、EEPROM、比如S-RAM或D-RAM等电池供电RAM、以及任何其他类型的数字数据存储部件。在一些实施例中，电子电路或电子部件包括易失性存储器。在一些实施例中，电子电路或电子部件包括非易失性存储器。在一些实施例中，电子电路或电子部件可以包括晶体管，这些晶体管互相连接以作为锁存器或触发器进行操作来提供正反馈，从而使电路具有两种或更多种亚稳态、并且保持处于这些状态之一直到被外部输入改变为止。数据存储可以基于这种包含电路的触发器。数据存储还可以基于电容器中的电荷存储或基于其他原理。在一些实施例中，非易失性存储器538可以与控制电路504集成在一起。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括时钟电路540。在一些实施例中，时钟电路540可以与控制电路504集成在一起。虽然在图5中未示出，但是将理解的是，本文中多个不同的实施例可以包括数据/通信总线以提供部件之间的数据传输。在一些实施例中，可以包括模拟信号接口。在一些实施例中，可以包括数字信号接口。
在多个不同的实施例中，监测装置150可以包括通信电路542。在多个不同的实施例中，通信电路可以包括比如天线544、放大器、过滤器、数模转换器和/或模数转换器等部件。
在多个不同的实施例中，本文的监测装置150被设计为使其操作可以仅使用电池供电，并且不会在比如几周、几个月或甚至几年的较长时间内耗尽。这样，在多个不同的实施例中，可以对监测装置150的操作进行优化以节省能耗。
在一些实施例中，控制电路基于从第三压力传感器接收的信号而引发数据记录参数的暂时变化。在一些实施例中，数据记录参数的暂时变化包括增加所记录的数据的解析度。在一些实施例中，数据记录参数的暂时变化包括改变所记录的数据的解析度。在一些实施例中，改变解析度可以包括增加或减少采样频率。
在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力不连续地产生信号。在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力以预定时间间隔产生信号。
现在参考图6，示出了根据本文中多个不同的实施例的监测装置150的各元件的示意图。图6包括图5示出的多个不同的部件。如图6中描绘的，监测装置150还可以与DC电源电气连通，和/或可以包括变压器602。监测装置150还可以包括输入接口604和/或用户输入装置。
监测装置150还可以包括低能量本地无线通信部件608。在一些实施例中，低能量本地无线通信部件608可以包括蓝牙部件。在一些实施例中，监测装置150还可以包括有线I/O接口610和一个或多个线连接端口或插头插座612。
监测装置150可以包括多个不同的其他传感器。在一些实施例中，监测装置150还可以包括温度传感器614。温度传感器614可以与第一流体导管、第二流体导管和第三流体导管中的至少一个流体连通。
在一些实施例中，监测装置150还可以包括湿度传感器616。在一些实施例中，监测装置150还可以包括声音传感器618，比如麦克风。声音传感器618可以与第一流体导管、第二流体导管和第三流体导管中的至少一个流体连通。
现在参考图7，示出了根据本文中多个不同的实施例的过滤系统数据通信环境700的示意图。通信环境700可以包括空气过滤系统100，比如集尘器。在一些实施例中，过滤系统100可以在工作环境702内。工作环境702可以表示空气过滤系统100进行操作的地理区域。工作环境702可以是例如运输或分配中心、生产设施等。
在一些实施例中，来自过滤系统100的无线信号可以与无线通信塔720(或天线阵列)交换，该无线通信塔可以是蜂窝塔或其他无线通信塔。无线通信塔720可以连接到数据网络722，比如互联网或另一类型的公用或专用数据网络、分组交换网络或其他网络。
数据网络可以提供与工作环境702外部的其他部件的单向或双向通信。例如，服务器724或其他处理装置可以接收包含来自一个或多个部件(比如过滤系统100)的数据的电子信号。服务器724可以与数据库726接口连接以存储数据。在一些实施例中，服务器724(或作为服务器系统的一部分的装置)可以与用户装置728接口连接，其可以允许用户查询存储在数据库726中的数据。服务器724和/或数据库726可以位于不同的物理位置或可以位于云端。
现在参考图8，示出了根据本文中多个不同的实施例的过滤系统数据通信环境700的示意图。在一些实施例中，网关或转发器单元810可以设置在工作环境702内。在一些实施例中，网关或转发器单元810可以与过滤系统100无线通信。在一些实施例中，网关或转发器单元810可以连接到外部数据网络722，比如互联网或多种不同的专用网络。在一些实施例中，数据网络722可以是分组交换网络。在一些实施例中，网关或转发器810还可以包括数据网络路由器功能。
在一些实施例中，压力传感器可以位于远离监测装置150的位置，但是与监测装置150电气连通，比如与控制电路504电气连通。例如，现在参考图9，示出了根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置的空气过滤系统100的示意性立体前视图。与图1示出的系统相比，在这个示例中，压力传感器设置在空气过滤系统的现有流体导管162、164的接头166、168处或在其中，并且来自压力传感器的信号经由线952、954传回监测装置150。
将理解的是，本文包括多种不同类型的过滤系统。虽然图1-3展示了基于滤筒的空气过滤系统，将理解的是本文还包括袋式空气过滤系统。现在参考图10，示出了根据本文中多个不同的实施例的具有监测装置150的空气过滤系统1100的示意性立体前视图。在这个视图中，为了便于展示，未示出监测装置150的连接件。在操作中，滤袋可以被定期地脉冲清洗以保持或降低操作压降，滤袋在操作过程中容易进行脉冲清洗。在脉冲清洗操作过程中，沿正常过滤操作的相反方向引导空气脉冲穿过滤袋。空气脉冲的作用具有两种重要结果。首先，脉冲容易导致滤袋响应于内部压力增加而折曲。这种向外折曲运动易于机械地去除任何在袋的外部以滤饼形式积聚的微粒。此外，使沿相反方向通过滤袋表面的气流增加容易导致通过使空气在滤袋结构内穿过多孔开口的行为来去除微粒。在操作过程中使空气沿相反方向通过滤袋的行为的结果易于减少在滤袋外部形成的任何微粒或滤饼的数量，因此使滤袋恢复到典型地与该结构的高效操作更相称的压降。可以使用袋滤室内的多种多样的内部结构进行这种脉冲清洗操作。袋滤室可以包含内部风扇，这些内部风扇可以引导空气流沿相反方向通过壳体结构。可替代地，壳体可以包含空气开孔或喷头，该空气开孔或喷头可以安装在支撑结构内或可以从支撑结构移动到支撑结构以将反向脉冲气流引入袋滤室内部中。本文的监测装置可以连接到这种过滤系统，使得与过滤系统的各区域(比如滤袋的洁净或下游侧以及滤袋的污浊的或上游侧)和传感器流体连通，这些传感器流在监测装置中或以其他方式与其电气连通。在美国专利号6,740,412中描述了袋式空气过滤系统的其他方面，该美国专利的内容通过援引并入本文。
已经参考多个不同的特定的和优选的实施例和技术来对各方面进行了描述。然而，应理解，在本文的精神和范围内可以作出许多变化和修改。这样，本文描述的实施例并不旨在是排他性的或将本发明限制为以下详细描述中披露的确切形式。相反，对各实施例进行选择和描述以便本领域技术人员可以了解和理解原理和实践。
应注意，除非内容以其他方式明确指出，否则在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个/种(a/an)”和“该/所述(the)”都包括复数个对象。还应注意，除非内容以其他方式明确指出，否则术语“或”通常使用的意义包括“和/或”。
还应注意，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，短语“被配置为”描述了被构造或配置为进行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置为”可以与其他类似的短语互换使用，比如被布置和配置为、被构造和布置为、被构造为、被制造和布置为等。
本说明书中所有的公开案和专利申请都表明了本发明所属领域的普通技术人员的水平。所有的公开案和专利申请都通过援引并入本文，其程度如同明确且单独地通过引用而指明每个单独公开案或专利申请。
Claims (44)
1.一种用于过滤系统的监测装置，所述监测装置包括：
第一流体导管；
第一压力传感器，其中，所述第一压力传感器与所述第一流体导管流体连通；
第二流体导管；
第二压力传感器，其中，所述第二压力传感器与所述第二流体导管流体连通；以及
与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器电子通信的控制电路；
壳体，其中，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述控制电路均设置在所述壳体内。
2.如权利要求1和3-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路被配置为基于由所述第一压力传感器提供的值和由所述第二压力传感器提供的值来计算与通过所述过滤系统的流体流速相关的值。
3.如权利要求1-2和4-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路被配置为基于由所述第一压力传感器提供的值和由所述第二压力传感器提供的值中的一个值来计算与通过所述过滤系统的流体流速相关的值。
4.如权利要求1-3和5-39中任一项所述的监测装置，其中，所述第一流体导管与第一过滤元件上游的流体流区域流体连通。
5.如权利要求1-4和6-39中任一项所述的监测装置，其中，所述第二流体导管与第一过滤元件下游的流体流区域流体连通。
6.如权利要求1-5和7-39中任一项所述的监测装置，进一步包括第三流体导管、以及与所述第三流体导管流体连通的第三压力传感器。
7.如权利要求1-6和8-39中任一项所述的监测装置，其中，所述第三流体导管与压缩气体源流体连通。
8.如权利要求1-7和9-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路基于从所述第一压力传感器、所述第二压力传感器或所述第三压力传感器中任一个接收到的信号而引发数据记录参数的暂时变化。
9.如权利要求1-8和10-39中任一项所述的监测装置，其中，所述数据记录参数的暂时变化包括改变所记录的数据的解析度，其中，所述解析度可以包括增加或减少采样频率。
10.如权利要求1-9和11-39中任一项所述的监测装置，进一步包括加速度计，其中，所述加速度计与所述控制电路电子通信。
11.如权利要求1-10和12-39中任一项所述的监测装置，其中，所述加速度计设置在所述壳体内，使得发生在所述壳体的接触表面上的振动与发生在所述加速度计上的振动相比衰减小于50％。
12.如权利要求1-11和13-39中任一项所述的监测装置，其中，所述加速度计设置在所述壳体内，使得发生在所述壳体的接触表面上的振动与发生在所述加速度计上的振动相比衰减小于10％。
13.如权利要求1-12和14-39中任一项所述的监测装置，其中，所述加速度计是三轴加速度计。
14.如权利要求1-13和15-39中任一项所述的监测装置，进一步包括麦克风，其中，所述麦克风与所述控制电路电子通信。
15.如权利要求1-14和16-39中任一项所述的监测装置，进一步包括通信电路，所述通信电路包括天线。
16.如权利要求1-15和17-39中任一项所述的监测装置，进一步包括电源电路，所述电源电路包括电池。
17.如权利要求1-16和18-39中任一项所述的监测装置，进一步包括存储器存储电路，所述存储器存储电路包括非易失性存储器。
18.如权利要求1-17和19-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路被配置为基于静压值来计算与通过所述过滤系统的流体流速相关的值，其中，所述静压值是通过来自所述第一压力传感器和所述第二压力传感器之一的信号。
19.如权利要求1-18和20-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路被配置为基于压差值和静压值来计算与通过所述过滤系统的流体流速相关的值，其中，所述压差值是通过来自所述第一压力传感器和所述第二压力传感器两者的信号来确定的，并且所述静压值是通过来自所述第一压力传感器和所述第二压力传感器之一的信号来确定的。
20.如权利要求1-19和21-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路不与所述过滤系统的控制电路电子通信。
21.如权利要求1-20和22-39中任一项所述的监测装置，所述第一压力传感器和第二压力传感器包括基于MEMS的压力传感器。
22.如权利要求1-21和23-39中任一项所述的监测装置，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力不连续地产生信号。
23.如权利要求1-22和24-39中任一项所述的监测装置，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器以预定时间间隔产生信号。
24.如权利要求1-23和25-39中任一项所述的监测装置，其中，所述第一压力传感器和第二压力传感器以可变时间间隔产生信号。
25.如权利要求1-24和26-39中任一项所述的监测装置，其中，所述可变时间间隔是基于所述第一压力传感器信号或所述第二压力传感器信号的变化速率来确定的。
26.如权利要求1-25和27-39中任一项所述的监测装置，所述控制电路包括微控制器。
27.如权利要求1-26和28-39中任一项所述的监测装置，进一步包括温度传感器。
28.如权利要求1-27和29-39中任一项所述的监测装置，所述温度传感器与所述第一流体导管和所述第二流体导管中的至少一个流体连通。
29.如权利要求1-28和30-39中任一项所述的监测装置，进一步包括湿度传感器。
30.如权利要求1-29和31-39中任一项所述的监测装置，所述湿度传感器与所述第一流体导管和所述第二流体导管中的至少一个流体连通。
31.如权利要求1-30和32-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路计算更换滤芯的时间，并且产生与更换时间有关的信号。
32.如权利要求1-31和33-39中任一项所述的监测装置，进一步包括用户输出装置，其中，所述控制电路计算更换滤芯的时间，并且通过所述用户输出装置发布与更换时间有关的通知。
33.如权利要求1-32和34-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路基于来自所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的信号来计算更换滤芯的时间。
34.如权利要求1-33和35-39中任一项所述的监测装置，其中，所述控制电路基于以下各项来计算更换滤芯的时间：
来自所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的信号；以及
外部输入。
35.如权利要求1-34和36-39中任一项所述的监测装置，其中，如果满足预定警报条件，则所述控制电路启动警报。
36.如权利要求1-35和37-39中任一项所述的监测装置，其中，所述警报条件包括以下至少一项：
从所述第一压力传感器接收的信号的最大值；
从所述第一压力传感器接收的信号的最小值；
从所述第二压力传感器接收的信号的最大值；
从所述第二压力传感器接收的信号的最小值；
从所述第一压力传感器接收的信号的值与从所述第二压力传感器接收的信号的值之间的最大差值；以及
从所述第一压力传感器接收的信号的值与从所述第二压力传感器接收的信号的值之间的最小差值。
37.如权利要求1-36和38-39中任一项所述的监测装置，进一步包括压差传感器。
38.如权利要求1-37和39中任一项所述的监测装置，所述压差传感器与所述第一流体导管和所述第二流体导管流体连通。
39.如权利要求1-38中任一项所述的监测装置，所述压差传感器与所有过滤元件下游的第四区域流体连通。
40.一种空气过滤系统，包括：
壳体，所述壳体被配置为在其中接收使流体流穿其而过的滤芯，所述滤芯包括上游侧和下游侧；以及
监测装置，所述监测装置包括：
与所述滤芯的上游侧流体连通的第一流体导管；
第一压力传感器，其中，所述第一压力传感器与所述第一流体导管流体连通；
与所述滤芯的下游侧流体连通的第二流体导管；
第二压力传感器，其中，所述第二压力传感器与所述第二流体导管流体连通；
与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器电子通信的监测装置控制电路；以及
壳体，其中，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述控制电路均设置在所述壳体内。
41.如权利要求40和42中任一项所述的集尘器，其中，所述过滤系统进一步包括过滤系统控制电路。
42.如权利要求40-41中任一项所述的集尘器，其中，所述过滤系统控制电路不与所述监测装置控制电路电子通信。
43.一种对预安装的集尘器系统进行远程监测的方法，所述方法包括：
将监测装置安装在所述预安装的集尘器系统的壳体的外表面上，所述监测装置包括：
与所述滤芯的上游侧流体连通的第一流体导管；
第一压力传感器，其中，所述第一压力传感器与所述第一流体导管流体连通；
与所述滤芯的下游侧流体连通的第二流体导管；
第二压力传感器，其中，所述第二压力传感器与所述第二流体导管流体连通；
与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器电子通信的监测装置控制电路；以及
壳体，其中，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述控制电路均设置在所述壳体内。
44.一种监测装置的套件，包括：
第一流体导管；
用于将所述第一流体导管与过滤系统的第一既存流体导管连接的第一接头；
第二流体导管；
用于将所述第二流体导管与过滤系统的第二既存流体导管连接的第二接头；以及
监测装置，所述监测装置包括：
用于感测所述第一流体导管内的压力的第一压力传感器；
用于感测所述第二流体导管内的压力的第二压力传感器；
与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器电子通信的监测装置控制电路；以及
壳体，其中，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述控制电路均设置在所述壳体内。
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