CN114234418B - 一种霉菌自清洁装置、霉菌自清洁方法及空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种霉菌自清洁装置，用于空调系统，包括检测模块、清洁模块、移动模块和控制器，检测模块包括霉菌采集器和霉菌检测电路，霉菌采集器安装于空调系统的沾污表面，清洁模块包括清除霉菌的清洁机构，清洁机构安装在移动模块上，从而移动模块带动清洁模块移动，检测模块、清洁模块和移动模块分别电连接控制器。一种霉菌自清洁方法，采用上述一种霉菌自清洁装置，先获取霉菌的种类、数量、分布信息，再根据该信息输出清洁指令，进行清洁，采用逐次调节清洁指令的方式达到精确清洁的效果，一种空调系统，采用上述一种霉菌自清洁装置，可对蒸发器表面进行清洁，本发明可自动对霉菌进行检测和清洁，清洁效果好，属于空调清洁领域。

Description

一种霉菌自清洁装置、霉菌自清洁方法及空调系统
技术领域
本发明涉及空调清洁领域，具体涉及一种霉菌自清洁装置、霉菌自清洁方法及空调系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们越来越关注室内的空气质量，其中霉菌的滋生便严重影响居住者生活质量，甚至会影响身体健康。在气候潮湿的地区，建筑物内的空调系统中容易滋生霉菌，并随着气流迅速传播至各个角落并继续生长。现有技术手段大都依靠肉眼去发现霉菌生长，然后通过人工对空调系统进行定期清理，做不到实时的检测和控制。这样一来，霉菌被发现时通常都已经生长了一段时间，很可能已经对人体健康造成一定的影响，且通过人工清理通常需要拆开机器，费时又费力。
因此，研究人员开发了一些可以识别霉菌种类并检测其数量的技术，如美国专利US 20200209138A1、US 20200209136A1和US 20200209137A1等。还有研究人员开发了一些自动检测并清洁霉菌的装置，如专利文献CN112014298公开的一种基于微弱电信号的霉菌监测装置、方法和系统，专利文献CN109340912A公开了一种空调及其自清洁方法，但这种方法对霉菌的检测维度单一，且只有一种清洁方式，不能精确有效地清理霉菌，且有可能因为过度清洁产生二次污染。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种可对霉菌进行实时检测和精确清洁的霉菌自清洁装置、霉菌自清洁方法及空调系统。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种霉菌自清洁装置，用于空调系统，包括检测模块、清洁模块、移动模块和控制器，检测模块包括霉菌采集器和霉菌检测电路，霉菌采集器安装于空调系统的沾污表面，清洁模块包括清除霉菌的清洁机构，清洁机构安装在移动模块上，从而移动模块带动清洁模块移动，检测模块、清洁模块和移动模块分别电连接控制器。采用这种结构后，可通过霉菌采集器和霉菌检测电路将霉菌的数量和位置转化为电信号，通过图像识别系统识别霉菌的种类，从而获得多维度的霉菌信息，控制器根据霉菌信息输出清洁指令，控制移动模块带动清洁机构移动至指定位置，再按照一定的时间和强度进行清洁。
作为一种优选，霉菌采集器为贴片式，霉菌采集器的数量为不少于两个且粘贴于空调系统的沾污表面。
作为一种优选，清洁机构包括紫外线灯和酒精喷洒器，紫外线灯和酒精喷洒器分别电连接控制器。
一种霉菌自清洁方法，采用上述霉菌自清洁装置，包括如下步骤：
S1，获取霉菌的检测信息，检测信息包括霉菌的种类、数量、位置；
S2，根据检测信息计算清洁指令，清洁指令包括清洁方式、清洁时间和清洁强度；
S3，根据清洁指令信息控制清洁机构进行清洁；
S4，获取当前霉菌的检测信息，当霉菌的数量不小于目标限定值时，计算下一次的清洁指令；
S5，重复S3～S4直至霉菌的数量小于目标限定值。
作为一种优选，步骤S1中，将霉菌的种类、数量和位置分别转化成数字信号，并生成控制向量，然后根据控制向量，计算输出向量，输出向量为清洁指令；步骤S4中，对清洁前后的控制向量进行对比，根据对比结果调整下一次计算的输出向量。
作为一种优选，步骤S4中，如果当前检测信息中的霉菌数量小于清洁前的霉菌数量，则清洁指令不变，继续进行清洁；如果当前检测信息中的霉菌数量不小于清洁前的霉菌数量，则更改控制向量中的霉菌种类信息，重新计算清洁指令，然后增加清洁时间和清洁强度。
作为一种优选，清洁机构按照清洁指令进行清洁时，首先由移动模块带动清洁机构移动至目标位置，控制清洁机构按照清洁方式、清洁强度和清洁时间进行持续清洁，目标位置与当前的检测信息中的霉菌位置相对应。
作为一种优选，清洁过程中采集环境信息，环境信息包括季节、环境温度、地区，完成清洁后，将环境信息、清洁过程中控制向量和输出向量数据上传至云端服务器，通过匹配函数获得不同环境信息下的参考指令，根据参考指令对霉菌自清洁装置的首次清洁指令进行修正。
一种空调系统，采用上述一种霉菌自清洁装置，霉菌采集器粘贴于空调的蒸发器表面，清洁机构和移动机构安装于蒸发器的外侧，从而清洁机构对蒸发器的表面进行清洁。
总的说来，本发明具有如下优点：实现及时的霉菌发现和自动清理，切断霉菌传播的路径，保证居住环境内的良好空气质量。通过获取多维度的霉菌信息，采用多次清洁、逐次计算的方式，实现定量精确的清洁，在保证清洁力度的同时不产生二次污染。
附图说明
图1为一种霉菌自清洁装置的原理示意图。
图2为一种霉菌自清洁装置与空调系统连接的示意图。
图3为一种霉菌自清洁方法的流程图。
其中，1为霉菌采集器，2为霉菌检测电路，3为清洁模块，4为控制器，5为云端服务器，6沾污表面，7为风机。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
一种霉菌自清洁装置，用于空调系统，包括检测模块、清洁模块、移动模块和控制器，检测模块包括霉菌采集器和霉菌检测电路，霉菌采集器安装于空调系统的沾污表面，清洁模块包括清除霉菌的清洁机构，清洁机构安装在移动模块上，从而移动模块带动清洁模块移动，检测模块、清洁模块和移动模块分别电连接控制器。采用这种结构后，可通过霉菌采集器和霉菌检测电路将霉菌的数量和位置转化为电信号，通过图像识别系统识别霉菌的种类，从而获得多维度的霉菌信息，控制器根据霉菌信息输出清洁指令，控制移动模块带动清洁机构移动至指定位置，再按照一定的时间和强度进行清洁。
霉菌采集器为贴片式，霉菌采集器的数量为不少于两个且粘贴于空调系统的沾污表面。
清洁机构包括紫外线灯和酒精喷洒器，紫外线灯和酒精喷洒器分别电连接控制器。
一种霉菌自清洁方法，采用上述霉菌自清洁装置，包括如下步骤：
S1，获取霉菌的检测信息，检测信息包括霉菌的种类、数量、位置；
S2，根据检测信息计算清洁指令，清洁指令包括清洁方式、清洁时间和清洁强度；
S3，根据清洁指令信息控制清洁机构进行清洁；
S4，获取当前霉菌的检测信息，当霉菌的数量不小于目标限定值时，计算下一次的清洁指令；
S5，重复S3～S4直至霉菌的数量小于目标限定值。
目标限定值的选取可参考相关的国家标准，以GB/T17093-1997普通空气标准为例，16.0-32cfu/皿。可以通过实验方式测定该阈值对应到霉菌传感器产生的信号强度，然后对该信号强度进行编码后作为自清洁系统程序的判断标准。
步骤S1中，将霉菌的种类、数量和位置分别转化成数字信号，并生成控制向量，然后根据控制向量，计算输出向量，输出向量为清洁指令；步骤S4中，对清洁前后的控制向量进行对比，根据对比结果调整下一次计算的输出向量。
步骤S4中，如果当前检测信息中的霉菌数量小于清洁前的霉菌数量，则清洁指令不变，继续进行清洁；如果当前检测信息中的霉菌数量不小于清洁前的霉菌数量，则更改控制向量中的霉菌种类信息，重新计算清洁指令，然后增加清洁时间和清洁强度。
清洁机构按照清洁指令进行清洁时，首先由移动模块带动清洁机构移动至目标位置，控制清洁机构按照清洁方式、清洁强度和清洁时间进行持续清洁，目标位置与当前的检测信息中的霉菌位置相对应。
目标位置为提前输入的信息，与霉菌采集器的位置相对应。移动模块可采用市售的导轨机构。
清洁过程中采集环境信息，环境信息包括季节、环境温度、地区，完成清洁后，将环境信息、清洁过程中控制向量和输出向量数据上传至云端服务器，通过匹配函数获得不同环境信息下的参考指令，根据参考指令对霉菌自清洁装置的首次清洁指令进行修正。
一种空调系统，采用上述一种霉菌自清洁装置，霉菌采集器粘贴于空调的蒸发器表面，清洁机构和移动机构安装于蒸发器的外侧，从而清洁机构对蒸发器的表面进行清洁。
控制器还包括图像识别系统，通过图像识别系统对霉菌的种类进行识别。执行清洁指令时，通过电路控制紫外线灯的功率，从而控制清洁强度。
通过下述算法生成清洁指令：
假设输入向量为控制向量X＝(S,N,D)，通过每个霉菌采集器可获得若干控制向量，S(Species)代表该霉菌采集器检测到的一种霉菌的种类，N(Number)代表该霉菌采集器检测到的霉菌总数量，D(Distribution)代表该霉菌采集器对应的位置，D的值可以通过该位置与中心坐标的距离来确定，中心坐标为沾污表面上霉菌密度较高的区域的位置坐标。
输出向量为清洁指令Y＝(M,I,T)，其中M(Method)代表清洁方式，I(Intensity)代表清洁强度，T(Time)代表清洁时间。
Y[i]＝A[i]*X[i]，其中A[i]代表第i次系数矩阵，Y[i]代表第i次清洁指令，X[i]代表第i次控制向量，i＝1,2,3…n，代表第1次到第n次清洁过程。
首先，初始化A[1]＝MostMatch(f0,DATACENTER[1,2,3…k])，其中f0为空调环境向量，包含如经纬度、楼层、温度、湿度等信息；MostMatch为匹配函数，返回数据中心DATACENTER数据库中已有的多条记录中最为接近f0的系数矩阵，若返回值为空则采用默认值。
默认值列表可以是以下形式和取值
UV为紫外线，对应菌种为s1，如曲霉；100W为紫外灯功率，对应1000/cm2的霉菌密度(数量)；持续时间10分钟。Ethanol为酒精，对应霉菌为s2，如青霉；10mL/sec为流量，对应1000/cm2的霉菌密度(数量)；持续时间1min。
逐次递归更新矩阵A[i+1]＝transform(f0)*Y[i]*(X[i]-X[i-1])T，其中定义X[0]＝0，transform(f0)＝(if(N[i]<N[i-1]),then 1,else S[i]++,//即若清洁后数量减小，则霉菌种类取值保持不变，否则霉菌种类取值等于霉菌种类数列中的下一项
if(N[i]<N[i-1]),then 1,else I[i]＝I[i-1]*scale_i(f0),//即若清洁后数量减小，则保持强度不变，否则强度倍增至scale_i(f0)，如150％的强度
if(N[i]<N[i-1]),then 1,else t[i]＝t[i-1]*scale_t(f0),//即若清洁后数量减小，则保持时间不变，否则时间倍增至scale_t(f0)，如150％的强度
if(N[i]>minValue(f0),then,1,else,D[i]++)//即若清洁后数量未达最小值，则继续在此区域其清洁，否则移动到下一个区域
)
当i＝maxNumOfArea，执行UploadToDATACENTER(A[1],A[2]…A[i],f0)//清理结束后上传系数矩阵和空调环境向量到数据中心。
上述霉菌种类数列由系统识别到的所有的霉菌种类信息组成。
采用上述算法，如果清洁后数量减小，可按当前的清洁方式继续清洁，直至清洁后的数量减小至目标限定值，如果未减小，则提取下一霉菌种类的控制向量，生成新的清洁指令，并在新的清洁指令的基础上增加清洁强度和清洁时间进行清洁。如果清洁后的霉菌总数量达到目标限定值，则提取下一位置的控制向量，移动至下一区域进行清洁。
实施例二
清洁机构还包括霉菌清洁剂喷洒器、臭氧杀菌器、光催化杀菌器和超声波杀菌器中的一种或多种。
本实施例未提及部分同实施例一。
上述实施例为发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种霉菌自清洁方法，采用霉菌自清洁装置，其特征在于：包括如下步骤：
S1，获取霉菌的检测信息，检测信息包括霉菌的种类、数量、位置；
S2，根据检测信息计算清洁指令，清洁指令包括清洁方式、清洁时间和清洁强度；
S3，根据清洁指令信息控制清洁机构进行清洁；
S4，获取当前霉菌的检测信息，当霉菌的数量不小于目标限定值时，计算下一次的清洁指令；
S5，重复S3~S4直至霉菌的数量小于目标限定值；
步骤S4中，一次清洁指令完成后，将当前检测信息与清洁前的控制向量对比，
根据对比结果调整下一次计算的输出向量；
步骤S4中，如果当前检测信息中的霉菌数量小于清洁前的霉菌数量，则清洁指令不变，继续进行清洁；如果当前检测信息中的霉菌数量不小于清洁前的霉菌数量，则更改控制向量中的霉菌种类信息，重新计算清洁指令，然后增加清洁时间和清洁强度；
步骤S1中，将霉菌的种类、数量和位置分别转化成数字信号，并将检测信息转化成多个控制向量；
步骤S2中，根据控制向量，计算输出向量，输出向量为清洁指令；
所述霉菌自清洁装置用于空调系统，包括检测模块、清洁模块、移动模块和控制器，检测模块包括霉菌采集器和霉菌检测电路，霉菌采集器安装于空调系统的沾污表面，清洁模块包括清除霉菌的清洁机构，清洁机构安装在移动模块上，从而移动模块带动清洁模块移动，检测模块、清洁模块和移动模块分别电连接控制器。
2.按照权利要求1所述的一种霉菌自清洁方法，其特征在于：霉菌采集器为贴片式，霉菌采集器的数量为不少于两个且粘贴于空调系统的沾污表面。
3.按照权利要求2所述的一种霉菌自清洁方法，其特征在于：清洁机构包括紫外线灯和酒精喷洒器，紫外线灯和酒精喷洒器分别电连接控制器。
4.按照权利要求1所述的一种霉菌自清洁方法，其特征在于：清洁机构按照清洁指令进行清洁时，首先由移动模块带动清洁机构移动至目标位置，控制清洁机构按照清洁方式、清洁强度和清洁时间进行持续清洁，目标位置与当前的检测信息中的位置相对应。
5.按照权利要求1所述的一种霉菌自清洁方法，其特征在于：清洁过程中采集环境信息，环境信息包括季节、环境温度、地区，完成清洁后，将环境信息、清洁过程中控制向量和输出向量数据上传至云端服务器，通过匹配函数获得不同环境信息下的参考指令，根据参考指令对霉菌自清洁装置的首次清洁指令进行修正。
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