CN117824095A - 自清洁控制方法、自清洁装置及净化系统 - Google Patents

自清洁控制方法、自清洁装置及净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种自清洁控制方法、自清洁装置及净化系统，其中，自清洁控制方法用于自清洁装置，所述自清洁装置包括洗烘模块和净化消毒模块，所述方法包括以下步骤：获取电流检测信号；根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块是否满足清洁条件；在净化消毒模块满足清洁条件时，控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干。本发明的技术方案利用电流阻抗检测来判断净化消毒模块的脏污程度，并在脏污程度满足清洁条件时自动完成净化消毒模块的清洁，避免灰尘过多地在净化消毒模块上堆积，提升净化消毒模块的净化能力，同时由于净化消毒模块可实现免人工维护的智能自清洁，可在提升清洁效率的情况下，有效地降低净化消毒模块的维护成本。

Description

自清洁控制方法、自清洁装置及净化系统
技术领域
本发明涉及净化系统清洁技术领域，特别涉及一种自清洁控制方法、自清洁装置及净化系统。
背景技术
随着室内场所空气质量要求的不断提升，在大型通风空调系统中安装净化消毒模块已经成为空调领域的主要趋势。然而，在空调系统建成并投入使用一段时间以后，净化消毒模块的滤芯会积累大量的灰尘等污垢并滋生细菌，导致空调系统的净化能力下降并成为二次污染源，因此需要定期对滤芯进行清洁维护。传统的清洁维护一般通过人工来实现，效率低且维护成本高。
鉴于此，空调行业内开始出现自动清洁替代人工的技术与产品，如自清洁装置，通过自动检测或定时设置，在条件满足时就自动完成对滤芯的清洁，整个过程无需人工干预，大大降低了维护的成本。现有的自清洁装置一般采用PM2.5传感器、压差传感器和多个固定的喷淋头来实现，利用PM2.5传感器的指标数值或压差传感器的压差来判断净化消毒模块的脏污程度，并利用喷淋头对净化消毒模块进行清洁，实现空调系统的净化。但是，PM2.5指标数值以及压差虽然有所变化，但变化幅度过小而无法检测到数值的浮动，从而无法启动自清洁功能，造成灰尘持续的堆积，影响空调系统的净化能力。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种自清洁控制方法，旨在利用电流阻抗检测来判断净化消毒模块的脏污程度，并在脏污程度满足清洁条件时自动完成净化消毒模块的清洁，避免灰尘过多地在净化消毒模块上堆积，提升净化消毒模块的净化能力，同时由于净化消毒模块可实现免人工维护的智能自清洁，可在提升清洁效率的情况下，有效地降低净化消毒模块的维护成本。
为实现上述目的，本发明提出的自清洁控制方法，用于自清洁装置，所述自清洁装置包括洗烘模块和净化消毒模块，所述方法包括以下步骤：
获取电流检测信号；
根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块是否满足清洁条件；
在净化消毒模块满足清洁条件时，控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干。
在一实施例中，所述自清洁装置还包括供电模块，所述供电模块包括用于对所述净化消毒模块进行电离供电的第一供电组件和对所述净化消毒模块进行集尘供电的第二供电组件；
所述根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块是否满足清洁条件的步骤具体包括：
根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块的电离电流和集尘电流；
根据集尘电流和电离电流确定净化消毒模块是否满足清洁条件；
在电离电流和集尘电流的比值小于预设值时，判断净化消毒模块不满足清洁条件；
在电离电流和集尘电流的比值大于预设值时，判断净化消毒模块满足清洁条件。
在一实施例中，所述在净化消毒模块满足清洁条件时，控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：
向净化消毒模块施加低压脉冲，记录净化消毒模块的低压脉冲反射波形；
根据净化消毒模块的低压脉冲反射波形，确定净化消毒模块的低压脉冲反射时间；
获取净化消毒模块总长度和净化消毒模块与供电模块之间的导线长度；
根据净化消毒模块的低压脉冲反射时间、净化消毒模块总长度和导线长度，确定净化消毒模块的电波速度；
计算当前的电波速度与上一次确定的电波速度之间的差值；
在差值不大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块为正常状态；
在差值大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块已发生故障。
在一实施例中，所述在差值大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块已发生故障的步骤具体包括：
根据净化消毒模块的低压脉冲反射时间和净化消毒模块的电波速度，确定净化消毒模块的故障点距离，并将故障点距离与导线长度进行比较；
在故障点距离大于导线长度时，判断故障发生在净化消毒模块，并控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干；
在故障点距离小于导线长度时，判断导线已发生击穿并需要更换。
在一实施例中，所述故障点的计算公式具体为：
其中，D为净化消毒模块的故障点距离，Vx为净化消毒模块的电波速度，Δt为净化消毒模块的低压脉冲反射时间。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种自清洁装置，包括：
净化消毒模块，用于对净化系统内的空气进行净化并消毒；
洗烘模块，用于对所述净化消毒模块进行清洗并烘干；
检测模块，所述检测模块与所述净化消毒模块电连接，用于对所述净化消毒模块的电流进行检测；
控制模块，分别与所述净化消毒模块、所述洗烘模块以及所述检测模块电连接；所述控制模块存储有自清洁控制程序，并在执行所述自清洁控制程序时，实现如上所述的自清洁控制方法。
在一实施例中，所述洗烘模块包括：
清洗烘干组件，用于对所述净化消毒模块进行清洗并烘干；
自清洁摄像组件，所述自清洁摄像组件与所述清洗烘干组件连接并一体成型，所述自清洁摄像组件与所述控制模块电连接；
所述自清洁摄像组件，用于在所述清洗烘干组件结束工作之后，对所述净化消毒模块进行拍摄，并向所述控制模块输出对应的摄像信号。
在一实施例中，所述净化消毒模块和所述检测模块均设置有多个，多个所述检测模块与多个所述净化消毒模块一一对应电连接，所述检测模块用于检测对应连接的净化消毒模块的电流；
所述自清洁装置还包括与所述控制模块电连接的驱动模块，所述驱动模块与所述洗烘模块驱动连接，用以驱动所述洗烘模块运动；
所述控制模块，用于接收每一所述检测模块输出的电流检测信号，并根据接收到的信号确定有净化消毒模块满足清洁条件时，控制所述驱动模块驱动所述洗烘模块移动至满足清洁条件的净化消毒模块处，并控制所述洗烘模块对所述净化消毒模块进行清洗并烘干。
在一实施例中，所述自清洁装置还包括：
终端，所述终端与所述控制模块电连接；
所述终端，用于接收所述控制模块输出的信号，并将接收到的信号处理为所述自清洁装置的运行参数后进行显示。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种净化系统，包括如上所述的自清洁装置。
本发明的技术方案通过设置自清洁控制方法、自清洁装置及净化系统，其中，自清洁控制方法用于自清洁装置，所述自清洁装置包括洗烘模块和净化消毒模块，所述方法包括以下步骤：获取电流检测信号；根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块是否满足清洁条件；在净化消毒模块满足清洁条件时，控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干。本发明的技术方案利用电流阻抗检测来判断净化消毒模块的脏污程度，并在脏污程度满足清洁条件时自动完成净化消毒模块的清洁，避免灰尘过多地在净化消毒模块上堆积，提升净化消毒模块的净化能力，同时由于净化消毒模块可实现免人工维护的智能自清洁，可在提升清洁效率的情况下，有效地降低净化消毒模块的维护成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明自清洁控制方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明自清洁控制方法另一实施例的流程示意图；
图3为本发明自清洁控制方法又一实施例的流程示意图；
图4为本发明自清洁控制方法再一实施例的流程示意图；
图5为本发明自清洁控制方法中净化消毒模块施加低压脉冲的示意图；
图6为本发明自清洁控制方法中净化消毒模块未发生故障时的低压脉冲反射波形图；
图7为本发明自清洁控制方法中净化消毒模块发生断路故障时的低压脉冲反射波形图；
图8为本发明自清洁控制方法中净化消毒模块发生短路故障时的低压脉冲反射波形图；
图9为本发明自清洁控制方法中净化消毒模块发生空气击穿故障时的高压脉冲反射波形图；
图10为本发明自清洁装置一实施例的电路功能模块示意图；
图11为本发明自清洁装置另一实施例的电路功能模块示意图；
图12为本发明自清洁装置的结构示意图；
图13为本发明自清洁装置中多个净化消毒模块相互拼接的结构示意图；
图14为本发明自清洁装置中洗烘模块与驱动模块装配的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着高铁或地铁等室内场所空气质量要求的不断提升，在其上的大型通风空调系统中安装净化消毒模块11已经成为空调系统的主要趋势。然而，在空调系统建成并投入使用一段时间以后，净化消毒模块11的滤芯会积累大量的灰尘等污垢并滋生细菌，导致空调系统的净化能力下降并成为二次污染源，因此需要定期对滤芯进行清洁维护。传统的清洁维护一般通过人工来实现，但这种清洁维护方式效率低下且维护成本高。
鉴于此，空调行业内开始出现自动清洁替代人工的技术与产品，如自清洁装置10，通过自动检测或定时设置，在条件满足时就自动完成对净化消毒模块11的滤芯的清洁，整个清洁过程无需人工干预，大大降低了维护的成本。
现有的自清洁装置10一般采用PM2.5传感器、压差传感器和多个固定的喷淋头来实现。在实际应用中，PM2.5传感器用于对净化消毒模块11的空气中的PM2.5等颗粒物浓度进行监测，并在监测到PM2.5等颗粒物浓度超出预设颗粒浓度时，说明净化消毒模块11已经积累了很多灰尘，此时利用多个喷淋头对净化消毒模块11进行清洁；压差传感器用于获取净化消毒模块11的滤芯两侧的压差，并在滤芯两侧的压差异常时，说明滤芯可能发生严重堵塞，也可利用多个喷淋头对净化消毒模块11进行清洁。无论是PM2.5传感器监测的浓度数值，还是压差传感器获取的压差值，虽然两者的数值均有所变化，但是变化幅度往往较小而无法检测到数值的浮动，从而无法启动自清洁装置10的自清洁功能，造成灰尘在净化消毒模块11的滤芯上持续的堆积，影响空调系统的净化能力。
为了改善上述情形，本发明提出一种自清洁控制方法，旨在利用电流阻抗检测来判断净化消毒模块11的脏污程度，并在脏污程度满足清洁条件时自动完成净化消毒模块11的清洁，避免灰尘过多地在净化消毒模块11上堆积，提升净化消毒模块11的净化能力，同时由于净化消毒模块11可实现免人工维护的智能自清洁，可在提升清洁效率的情况下，有效地降低净化消毒模块11的维护成本。
在本发明一实施例中，参照图1，该自清洁控制方法用于自清洁装置10，所述自清洁装置10包括洗烘模块12和净化消毒模块11，所述方法包括以下步骤：
S10、获取电流检测信号；
S20、根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块11是否满足清洁条件；
S30、在净化消毒模块11满足清洁条件时，控制洗烘模块12对净化消毒模块11进行清洗并烘干。
可以理解的是，本实施例的自清洁控制方法用于高铁或地铁等室内场所的大型通风空调系统的自清洁装置10上。本实施例的自清洁装置10可以包括但不限于净化消毒模块11。净化消毒模块11采用静电净化模块来实现。静电净化模块主要由前置过滤器、静电除尘器以及后置过滤器等组成。本实施例的静电净化模块的工作原理如下：前置过滤器先将空调系统内的空气的大颗粒杂质和灰尘进行预过滤；预过滤后的空气进行静电除尘器的电离段，通过8000V的静电高压，空气中的小于0.001微米的颗粒物被电离并携带电荷，同时高压静电会击穿细菌和病毒的细胞结构，消除细菌和病毒；带电的颗粒物随后进入静电除尘器的集尘段，集尘段输入4000V的静电高压，此时集尘段上形成一个吸附电场，以将颗粒物吸附在集尘段上；在后置过滤器中，采用高效活性炭，去除空气的异味和挥发性有机物等污染，最后输出清洁干净的空气至空调系统的通风管道，大幅度减少管道集尘和细菌污染。
由上述内容可知，静电净化模块的静电除尘器包括接入8000V静电高压的电离段和接入4000V静电高压的集尘段。当静电净化模块正常工作时，电离段释放离子以产生电离电流Iion(t)，集尘段吸收离子以产生集尘电流Idust(t)。
经过实验并推导可知，电离电流Iion(t)与集尘电流Idust(t)之间为正比关系，具体关系式为：
Iion(t)≥Idust(t)；
具体图表关系为：
当K＝10时，静电净化模块的状态为理想状态。
又经过实验发现，当集尘段上的灰尘增多后，由于灰尘是绝缘体，灰尘的电荷灰在集尘段的表面上形成一个反向电场。当集尘段上的灰尘足够多时，经过集尘段的灰尘无法被集尘段形成的吸附电场吸引，而是被反向电场送出了集尘段，此时电离段产生的电离电流Iion(t)变化不大，而集尘段产生的集尘电流Idust(t)却越来越小，电离电流Iion(t)与集尘电流Idust(t)之间的比值会大于理想状态下的K值。当电离电流Iion(t)与集尘电流Idust(t)之间的比值大于理想状态下两倍的K值时，说明集尘段上已经积累了很多的灰尘，应该进行清洗处理。
鉴于此，本实施例的自清洁装置10还包括洗烘模块12。洗烘模块12采用洗烘一体机来实现，其工作原理是通过内部的水箱、清洗和烘干组件来完成静电净化模块的清洗和烘干过程。
综合上述内容可知，在本实施例的静电净化模块投入使用的过程中，静电除尘器的电离段产生的电离电流Iion(t)和集尘段产生的集尘电流Idust(t)可从侧面反映静电净化模块的脏污程度。对此，本实施例的自清洁装置10还包括检测模块13和控制模块14，检测模块13的受控端和洗烘模块12的受控端和控制模块14的控制端电连接。检测模块13包括第一低压脉冲检测组件131和第二低压脉冲检测组件132；第一低压脉冲检测组件131用于检测静电净化模块的电离段产生的电离电流Iion(t)，并以电信号的形式输出至控制模块14；同时，第二低压脉冲检测组件132用于检测静电净化模块的集尘段产生的集尘电流Idust(t)，并以第二电信号的形式输出至控制模块14。
可选地，控制模块14可以指PLC控制器或主控芯片等。在本实施例中，控制模块14采用PLC控制器来实现，PLC控制器可以根据自清洁装置10的清洁需求来编写程序，可实现灵活的控制逻辑，适应不同的清洁场景，满足各种复杂的清洁控制需求。在本实施例中，PLC控制器根据第一低压脉冲检测组件131输出的电离电流检测信号和第二低压脉冲检测组件132输出的集尘电流检测信号，经过分析和处理后，得到电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)，并将两者的比值与预设K值进行比较，以确定本实施例的静电净化模块是否满足清洁条件。当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)的比值大于10且小于20时，PLC控制器确定静电净化模块的集尘段尚未积累很多的灰尘，此时不对其进行清洁；当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)的比值大于20时，PLC控制器确定静电净化模块的集尘段已经积累了很多的灰尘，并控制洗烘模块12对静电净化模块的集尘段进行清洗并烘干，以清除集尘段上积累的灰尘，避免灰尘过多地在集尘段上积累，提升静电净化模块的干净程度，进而提升空调系统的净化能力。而且，由于本实施例的静电净化模块的清洁主要通过检测模块13和控制模块14的协同控制来实现，无需人工进行操作以及维护，不仅可以提升静电净化模块的清洁效率，也可以降低静电净化模块全生命周期的维护成本。
本发明的技术方案通过设置自清洁控制方法、自清洁装置10及净化系统，其中，自清洁控制方法用于自清洁装置10，所述自清洁装置10包括洗烘模块12和净化消毒模块11，所述方法包括以下步骤：获取电流检测信号；根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块11是否满足清洁条件；在净化消毒模块11满足清洁条件时，控制洗烘模块12对净化消毒模块11进行清洗并烘干。本发明的技术方案利用电流阻抗检测来判断净化消毒模块11的脏污程度，并在脏污程度满足清洁条件时自动完成净化消毒模块11的清洁，避免灰尘过多地在净化消毒模块11上堆积，提升净化消毒模块11的净化能力，同时由于净化消毒模块11可实现免人工维护的智能自清洁，可在提升清洁效率的情况下，有效地降低净化消毒模块11的维护成本。
可选地，在本发明一实施例中，参照图2，所述自清洁装置10还包括供电模块，所述供电模块包括用于对所述净化消毒模块11进行电离供电的第一供电组件和对所述净化消毒模块11进行集尘供电的第二供电组件；
所述根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块11是否满足清洁条件的步骤具体包括：
S21、根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块11的电离电流和集尘电流；
S22、根据集尘电流和电离电流确定净化消毒模块11是否满足清洁条件；
S23A、在电离电流和集尘电流的比值小于预设值时，判断净化消毒模块11不满足清洁条件；
S23B、在电离电流和集尘电流的比值大于预设值时，判断净化消毒模块11满足清洁条件。
在本实施例中，自清洁装置10除了上述实施例提及的部件外，还包括第一供电组件和第二供电组件。第一供电组件是电压为8000V的直流电源模块，用于经第一低压脉冲检测组件131对静电净化模块的电离段进行电离供电，以使电离段释放离子并产生电离电流Iion(t)，以电离空调系统内的空气中的小于0.001微米的颗粒物，同时利用8000V高压击穿空气中的细菌和病毒的细胞结构，以对空调系统内的空气进行消毒处理。第二供电组件是电压为4000V的直流电源模块，用于经第二低压脉冲检测组件132对静电净化模块的集尘段进行集尘供电，以使集尘段形成吸附电场以吸附电离段输出的带电离子并产生集尘电流，以对空调系统内形成的灰尘进行汇集处理。
当静电净化模块投入使用并处于工作状态时，检测模块13的第一低压脉冲检测组件131和第二低压脉冲检测组件132分别实时检测电离段产生的电离电流Iion(t)和集尘段产生的集尘电流Idust(t)，并分别向控制模块14输出电离电流检测信号和集尘电流检测信号。控制模块14根据接收到的电离电流检测信号和集尘电流检测信号，经过分析和处理后，得到电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)，并将两者的比值与预设K值进行比较，以确定本实施例的静电净化模块是否满足清洁条件。
当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)的比值大于10且小于20时，PLC控制器确定静电净化模块的集尘段尚未积累很多的灰尘，此时不对其进行清洁；当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)的比值大于20时，PLC控制器确定静电净化模块的集尘段已经积累了很多的灰尘，并控制洗烘模块12对静电净化模块的集尘段进行清洗并烘干，以清除集尘段上积累的灰尘，避免灰尘过多地在集尘段上积累，提升静电净化模块的干净程度，进而提升空调系统的净化能力。
可选地，在本发明一实施例中，参照图3，所述在净化消毒模块11满足清洁条件时，控制洗烘模块12对净化消毒模块11进行清洗并烘干的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：
S40、向净化消毒模块11施加低压脉冲，记录净化消毒模块11的低压脉冲反射波形；
S50、根据净化消毒模块11的低压脉冲反射波形，确定净化消毒模块11的低压脉冲反射时间；
S60、获取净化消毒模块11总长度和净化消毒模块11与供电模块之间的导线长度；
S70、根据净化消毒模块11的低压脉冲反射时间、净化消毒模块11总长度和导线长度，确定净化消毒模块11的电波速度；
S80、计算当前的电波速度与上一次确定的电波速度之间的差值；
S90A、在差值不大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块11为正常状态；
S90B、在差值大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块11已发生故障。
可以理解的是，在洗烘装置完成对静电净化模块的清洁后，静电净化模块上残留的水分可能会对自身的电路结构造成短路故障或断路故障等问题，比如发生高压击穿现象等。由经验可知，高压击穿时放电过多，电流增大，电压降低。由于静电净化模块在正常工作状态时，其电离段产生的电离电流Iion(t)和集尘段产生的集尘电流Idust(t)一般为毫安级别，所以当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)突然增大并超出毫安级别时，则可以判断静电净化模块已经在高压放电点发生介质击穿现象。
基于上述内容，为了更好地确定静电净化模块是否发生故障问题，本实施例将静电净化模块的电离段和集尘段分别接入第一低压脉冲检测组件131和第二低压脉冲检测组件132，在第一供电组件和第二供电组件关闭的情况下，利用第一低压脉冲检测组件131向电离段施加低压脉冲，并利用第二低压脉冲检测组件132向集尘段施加低压脉冲，同时记录静电净化模块的低压脉冲反射波形。值得注意的是，低压脉冲反射波形中两个波峰之间的时间为静电净化模块的低压脉冲反射时间Δt。
在本实施例中，控制模块14获取静电净化模块总长度Lz、净化消毒模块11与第一供电组件之间的第一导线长度Ld1以及净化消毒模块11与第二供电组件之间的第二导线长度Ld2。其中，静电净化模块总长度Lz为静电净化模块自身结构长度Ls与第一导线长度Ld1或第二导线长度Ld2的总和，第一导线长度Ld1等于第二导线长度Ld2。需要说明的是，静电净化模块总长度Lz、第一导线长度Ld1以及第二导线长度Ld2可以通过人为测量后存储至本实施例的自清洁装置10，供自清洁装置10的控制模块14获取。控制模块14根据已知的距离公式，可求得静电净化模块的电离段或集尘段的电波速度：
Δt＝ta-tb；
其中，Vx为静电净化模块的电波速度，Lz为静电净化模块总长度，Ld为第一导线长度Ld1或第二导线长度Ld2，Δt为静电净化模块的低压脉冲反射时间。
如此，控制模块14将求得的静电净化模块的电波速度Vx与自清洁装置10上一次自清洁后获得的电波速度Vx进行比较。当两者之间差值小于或等于20m/us时，则判断静电净化模块并未发生异常，并控制静电净化模块启动以进入正常工作状态；当两者之间的差值大于20m/us时，则判断静电净化模块已发生故障，并需要对其进行故障处理以及修复。
可选地，在本发明一实施例中，参照图4和图5，所述在差值大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块11已发生故障的步骤具体包括：
S91B、根据净化消毒模块11的低压脉冲反射时间和净化消毒模块11的电波速度，确定净化消毒模块11的故障点距离，并将故障点距离与导线长度进行比较；
S92B、在故障点距离大于导线长度时，判断故障发生在净化消毒模块11，并控制洗烘模块12对净化消毒模块11进行清洗并烘干；
S93B、在故障点距离小于导线长度时，判断导线已发生击穿并需要更换。
可以理解的是，当静电净化模块的电波速度Vx与上一次自清洁后获得的电波速度Vx之间的差值大于20m/us时，控制模块14确定静电净化模块已发生故障。而静电净化模块发生故障的情况有短路故障、断路故障以及空气击穿高压闪络故障等。由实验可知，在低压脉冲响应中，当低压脉冲反射波形的同一个低压脉冲反射时间里会出现不同幅度但相位相同的反射波时，则判断静电净化模块出现断路故障时；当低压脉冲反射波形中出现相位相反的反射波时，则判断静电净化模块出现短路故障；当低压脉冲反射波形中出现激增的反射波时，则判断静电净化模块出现空气击穿高压闪络故障。
可选地，在本发明一实施例中，参照图5和图6，在静电净化模块发生断路故障的情况下，本实施例的控制模块14将静电净化模块的低压脉冲反射时间Δt和静电净化模块的电波速度Vx，代入已知的距离公式，可求得静电净化模块发生断路的故障点距离：
其中，D为静电净化模块发生断路的故障点距离，Vx为静电净化模块的电波速度，Vx和导线的材质有关，例如铜导线的电波速度大约为2.3×108m/s，铁为2.7×108m/s。Δt为静电净化模块的低压脉冲反射时间。
在本实施例中，参照图7，Vx1取值一般为1.82×108m/s，Δt1取值为0.076μs，计算得到的静电净化模块发生断路的故障点距离D1为7米。当静电净化模块发生断路的故障点距离D1大于第一导线长度Ld1或第二导线长度Ld2时，控制模块14判断断路故障发生在静电净化模块上，需要调用洗烘模块12对静电净化模块进行清洁处理，若断路故障不能解除则发送警报信号至空调系统；当静电净化模块发生断路的故障点距离D1小于第一导线长度Ld1或第二导线长度Ld2时，控制模块14判断短路故障发生在静电净化模块与第一供电组件之间的第一导线长度Ld1上，或者静电净化模块与第二供电组件之间的第二导线长度Ld2上，需要更换第一导线或第二导线。
可选地，在本发明一实施例中，参照图8，在静电净化模块发生短路故障的情况下，其控制模块14的控制过程与上述发生断路故障的控制过程类似，在此不做重复的赘述。在本实施例中，Vx2取值一般为1.82×108m/s，Δt2取值为0.094μs，计算得到的静电净化模块发生短路的故障点距离D2为8.5米。
可选地，在本发明一实施例中，参照图9，在静电净化模块发生空气击穿高压闪络故障的情况下，其控制模块14的控制过程与上述发生断路故障的控制过程类似，在此不做重复的赘述。在本实施例中，Vx3取值一般为1.82×108m/s，Δt3取值为0.054μs，计算得到的发生空气击穿高压闪络故障的故障点距离D3为5米。
本发明还提出一种自清洁装置10。
在本发明一实施例中，参照图10至图14，该自清洁装置10包括：
净化消毒模块11，用于对净化系统内的空气进行净化并消毒；
洗烘模块12，用于对所述净化消毒模块11进行清洗并烘干；
检测模块13，所述检测模块13与所述净化消毒模块11电连接，用于对所述净化消毒模块11的电流进行检测；
控制模块14，分别与所述净化消毒模块11、所述洗烘模块12以及所述检测模块13电连接；所述控制模块14存储有自清洁控制程序，并在执行所述自清洁控制程序时，实现如上所述的自清洁控制方法。
可以理解的是，本实施例的自清洁装置10用于高铁或地铁等室内场所的大型通风空调系统上。自清洁装置10可以包括但不限于净化消毒模块11、洗烘模块12、检测模块13以及控制模块14。净化消毒模块11采用静电净化模块来实现。静电净化模块主要由前置过滤器、静电除尘器以及后置过滤器等组成。本实施例的静电净化模块的工作原理如下：前置过滤器先将空调系统内的空气的大颗粒杂质和灰尘进行预过滤；预过滤后的空气进行静电除尘器的电离段，通过8000V的静电高压，空气中的小于0.001微米的颗粒物被电离并携带电荷，同时高压静电会击穿细菌和病毒的细胞结构，消除细菌和病毒；带电的颗粒物随后进入静电除尘器的集尘段，集尘段输入4000V的静电高压，此时集尘段上形成一个吸附电场，以将颗粒物吸附在集尘段上；在后置过滤器中，采用高效活性炭，去除空气的异味和挥发性有机物等污染，最后输出清洁干净的空气至空调系统的通风管道，大幅度减少管道集尘和细菌污染。
由上述内容可知，静电净化模块的静电除尘器包括接入8000V静电高压的电离段和接入4000V静电高压的集尘段。当静电净化模块正常工作时，电离段释放离子以产生电离电流Iion(t)，集尘段吸收离子以产生集尘电流Idust(t)。
经过实验并推导可知，电离电流Iion(t)与集尘电流Idust(t)之间为正比关系，具体关系式为：
Iion(t)≥Idust(t)；
具体图表关系为：
当K＝10时，静电净化模块的状态为理想状态。
又经过实验发现，当集尘段上的灰尘增多后，由于灰尘是绝缘体，灰尘的电荷灰在集尘段的表面上形成一个反向电场。当集尘段上的灰尘足够多时，经过集尘段的灰尘无法被集尘段形成的吸附电场吸引，而是被反向电场送出了集尘段，此时电离段产生的电离电流Iion(t)变化不大，而集尘段产生的集尘电流Idust(t)却越来越小，电离电流Iion(t)与集尘电流Idust(t)之间的比值会大于理想状态下的K值。当电离电流Iion(t)与集尘电流Idust(t)之间的比值大于理想状态下两倍的K值时，说明集尘段上已经积累了很多的灰尘，应该进行清洗处理。
鉴于此，本实施例的自清洁装置10还包括洗烘模块12。洗烘模块12采用洗烘一体机来实现，其工作原理是通过内部的水箱、清洗和烘干组件来完成静电净化模块的清洗和烘干过程。
综合上述内容可知，在本实施例的静电净化模块投入使用的过程中，静电除尘器的电离段产生的电离电流Iion(t)和集尘段产生的集尘电流Idust(t)可从侧面反映静电净化模块的脏污程度。对此，本实施例的自清洁装置10还包括检测模块13和控制模块14，检测模块13的受控端和洗烘模块12的受控端和控制模块14的控制端电连接。检测模块13包括第一低压脉冲检测组件131和第二低压脉冲检测组件132；第一低压脉冲检测组件131用于检测静电净化模块的电离段产生的电离电流Iion(t)，并以电信号的形式输出至控制模块14；同时，第二低压脉冲检测组件132用于检测静电净化模块的集尘段产生的集尘电流Idust(t)，并以第二电信号的形式输出至控制模块14。
可选地，控制模块14可以指PLC控制器或主控芯片等。在本实施例中，控制模块14采用PLC控制器来实现，PLC控制器可以根据自清洁装置10的清洁需求来编写程序，可实现灵活的控制逻辑，适应不同的清洁场景，满足各种复杂的清洁控制需求。在本实施例中，PLC控制器根据第一低压脉冲检测组件131输出的电离电流检测信号和第二低压脉冲检测组件132输出的集尘电流检测信号，经过分析和处理后，得到电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)，并将两者的比值与预设K值进行比较，以确定本实施例的静电净化模块是否满足清洁条件。当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)的比值大于10且小于20时，PLC控制器确定静电净化模块的集尘段尚未积累很多的灰尘，此时不对其进行清洁；当电离电流Iion(t)和集尘电流Idust(t)的比值大于20时，PLC控制器确定静电净化模块的集尘段已经积累了很多的灰尘，并控制洗烘模块12对静电净化模块的集尘段进行清洗并烘干，以清除集尘段上积累的灰尘，避免灰尘过多地在集尘段上积累，提升静电净化模块的干净程度，进而提升空调系统的净化能力。而且，由于本实施例的静电净化模块的清洁主要通过检测模块13和控制模块14的协同控制来实现，无需人工进行操作以及维护，不仅可以提升静电净化模块的清洁效率，也可以降低静电净化模块全生命周期的维护成本。
可选地，在本发明一实施例中，参照图10至图14，所述洗烘模块12包括：
清洗烘干组件121，用于对所述净化消毒模块11进行清洗并烘干；
自清洁摄像组件122，所述自清洁摄像组件122与所述清洗烘干组件121连接并一体成型，所述自清洁摄像组件122与所述控制模块14电连接；
所述自清洁摄像组件122，用于在所述清洗烘干组件121结束工作之后，对所述净化消毒模块11进行拍摄，并向所述控制模块14输出对应的摄像信号。
在本实施例中，洗烘模块12可以包括但不限于清洗烘干组件121，清洗烘干组件121采用洗烘一体机来实现，其工作原理是通过内部的水箱、清洗和烘干组件来完成静电净化模块的清洗和烘干过程。在利用检测模块13判断净化消毒模块11的脏污程度的情况下，为了进一步确定是否对净化消毒模块11进行清洗，本实施例的洗烘模块12还包括自清洁摄像组件122。自清洁摄像组件122采用携带自清洁功能的工业摄像头模组来实现。工业摄像头模组位于洗烘一体机中，并与烘干一体机一体成型，以形成一体式的洗烘模块12。
在本申请的自清洁装置10投入使用并完成第一次整体的安全调试之后，本实施例的工业摄像头模组会在净化消毒模块11上指定的5-10个坐标点进行第一次拍照，并向控制模块14输出对应的参照摄像信号，以使控制模块14根据参照摄像信号，经过分析和处理，获得参照图片的分辨率，并根据参照图片的分辨率可得到参照图片的灰度平均值。
MXN图像区域的灰度平均值的计算公式，具体为：
其中，f(i,j)表示图像(i,j)的灰度值。需要说明的是，若参照图片的分辨率为1280x720，则M＝1280，N＝720。
在本申请的自清洁装置10正式运行的过程中，每次洗烘一体机完成清洗和烘干工作之后，工业摄像头模组会在指定的5-10个坐标点进行再次拍照，并向控制模块14输出对应的目标摄像信号，以使控制模块14根据目标摄像信号，经过分析和处理，获取目标图片的分辨率，并根据上述提及的MXN图像区域的灰度平均值的计算公式也可得到目标图片的灰度平均值。
进一步地，控制模块14将目标图片的灰度平均值与参照图片的灰度平均值进行比较，若目标图片的灰度平均值的变化超过4％，则控制洗烘一体机对净化消毒模块11进行清洗并烘干。
可选地，在本发明一实施例中，参照图10至图14，所述净化消毒模块11和所述检测模块13均设置有多个，多个所述检测模块13与多个所述净化消毒模块11一一对应电连接，所述检测模块13用于检测对应连接的净化消毒模块11的电流；
所述自清洁装置10还包括与所述控制模块14电连接的驱动模块15，所述驱动模块15与所述洗烘模块12驱动连接，用以驱动所述洗烘模块12运动；
所述控制模块14，用于接收每一所述检测模块13输出的电流检测信号，并根据接收到的信号确定有净化消毒模块11满足清洁条件时，控制所述驱动模块15驱动所述洗烘模块12移动至满足清洁条件的净化消毒模块11处，并控制所述洗烘模块12对所述净化消毒模块11进行清洗并烘干。
为了提升对空调系统内的空气的净化效果，本实施例的净化消毒模块11设置有多个，多个净化消毒模块11相互拼接以形成一体式的净化结构。为了确定每一净化消毒模块11在自清洁装置10运行过程中的脏污程度，本实施例的检测模块13也设置有多个。多个检测模块13与多个净化消毒模块11一对一地电连接。每一检测模块13的第一低压脉冲检测组件131用于检测对应连接的净化消毒模块11的电离段的电离电流Iion(t)，每一检测模块13的第二低压脉冲检测组件132用于检测对应连接的净化消毒模块11的集尘段的集尘电流Idust(t)。
而为了对每一净化消毒模块11进行精准清洗和烘干，本实施例的自清洁装置10还包括驱动模块15。驱动模块15采用大型皮带直线模组来实现，大型皮带直线模组呈十字形结构，可覆盖多个净化消毒模块11。大型皮带直线模组与洗烘模块12驱动连接，用以驱动洗烘模块12在多个净化消毒模块11之间运动。
在本实施例的自清洁装置10运行过程中，控制模块14接收每一检测模块13的第一低压脉冲检测组件131输出的电离电流检测信号，以及接收每一检测模块13的第二低压脉冲检测组件132输出的集尘电流检测信号，并根据接收到的信号确定多个净化消毒模块11中的至少一个净化消毒模块11满足清洁条件时，控制大型皮带直线模组驱动洗烘模块12移动至满足清洁条件的净化消毒模块11处，并控制洗烘模块12对满足清洁条件的净化消毒模块11进行清洗并烘干，避免灰尘过多地在满足清洁条件的净化消毒模块11上积累，提升该静电净化模块的干净程度，进而提升空调系统的净化能力。
可选地，在本发明一实施例中，参照图10至图14，所述自清洁装置10还包括：
终端16，所述终端16与所述控制模块14电连接；
所述终端16，用于接收所述控制模块14输出的信号，并将接收到的信号处理为所述自清洁装置10的运行参数后进行显示。
在本实施例中，自清洁装置10还包括终端16。终端16采用工控机来实现，工控机与控制模块14电连接，用以接收控制模块14输出的信号，并将接收到的信号处理为相关的运行参数后显示至终端16的显示屏上，供用户查看以了解本实施例的自清洁装置10的运行状态。其中，运行参数可以包括但不限于自清洁装置10的累计运行时间、净化消毒模块11的清洁次数、净化消毒模块11的故障诊断信息等。
本发明还提出一种净化系统，该净化系统包括自清洁装置10，该自清洁装置10的具体结构参照上述实施例，由于本自清洁装置10采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，净化系统具体为高铁或地铁等室内场所的大型通风空调系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自清洁控制方法，其特征在于，用于自清洁装置，所述自清洁装置包括洗烘模块和净化消毒模块，所述方法包括以下步骤：
获取电流检测信号；
根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块是否满足清洁条件；
在净化消毒模块满足清洁条件时，控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干。
2.如权利要求1所述的自清洁控制方法，其特征在于，所述自清洁装置还包括供电模块，所述供电模块包括用于对所述净化消毒模块进行电离供电的第一供电组件和对所述净化消毒模块进行集尘供电的第二供电组件；
所述根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块是否满足清洁条件的步骤具体包括：
根据获取的电流检测信号确定净化消毒模块的电离电流和集尘电流；
根据集尘电流和电离电流确定净化消毒模块是否满足清洁条件；
在电离电流和集尘电流的比值小于预设值时，判断净化消毒模块不满足清洁条件；
在电离电流和集尘电流的比值大于预设值时，判断净化消毒模块满足清洁条件。
3.如权利要求1所述的自清洁控制方法，其特征在于，所述在净化消毒模块满足清洁条件时，控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：
向净化消毒模块施加低压脉冲，记录净化消毒模块的低压脉冲反射波形；
根据净化消毒模块的低压脉冲反射波形，确定净化消毒模块的低压脉冲反射时间；
获取净化消毒模块总长度和净化消毒模块与供电模块之间的导线长度；
根据净化消毒模块的低压脉冲反射时间、净化消毒模块总长度和导线长度，确定净化消毒模块的电波速度；
计算当前的电波速度与上一次确定的电波速度之间的差值；
在差值不大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块为正常状态；
在差值大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块已发生故障。
4.如权利要求3所述的自清洁控制方法，其特征在于，所述在差值大于预设电波速度范围时，判断净化消毒模块已发生故障的步骤具体包括：
根据净化消毒模块的低压脉冲反射时间和净化消毒模块的电波速度，确定净化消毒模块的故障点距离，并将故障点距离与导线长度进行比较；
在故障点距离大于导线长度时，判断故障发生在净化消毒模块，并控制洗烘模块对净化消毒模块进行清洗并烘干；
在故障点距离小于导线长度时，判断导线已发生击穿并需要更换。
5.如权利要求4所述的自清洁控制方法，其特征在于，所述故障点的计算公式具体为：
其中，D为净化消毒模块的故障点距离，Vx为净化消毒模块的电波速度，Δt为净化消毒模块的低压脉冲反射时间。
6.一种自清洁装置，其特征在于，包括：
净化消毒模块，用于对净化系统内的空气进行净化并消毒；
洗烘模块，用于对所述净化消毒模块进行清洗并烘干；
检测模块，所述检测模块与所述净化消毒模块电连接，用于对所述净化消毒模块的电流进行检测；
控制模块，分别与所述净化消毒模块、所述洗烘模块以及所述检测模块电连接；所述控制模块存储有自清洁控制程序，并在执行所述自清洁控制程序时，实现如权利要求1-5任一项所述的自清洁控制方法。
7.如权利要求6所述的自清洁装置，其特征在于，所述洗烘模块包括：
清洗烘干组件，用于对所述净化消毒模块进行清洗并烘干；
自清洁摄像组件，所述自清洁摄像组件与所述清洗烘干组件连接并一体成型，所述自清洁摄像组件与所述控制模块电连接；
所述自清洁摄像组件，用于在所述清洗烘干组件结束工作之后，对所述净化消毒模块进行拍摄，并向所述控制模块输出对应的摄像信号。
8.如权利要求6所述的自清洁装置，其特征在于，所述净化消毒模块和所述检测模块均设置有多个，多个所述检测模块与多个所述净化消毒模块一一对应电连接，所述检测模块用于检测对应连接的净化消毒模块的电流；
所述自清洁装置还包括与所述控制模块电连接的驱动模块，所述驱动模块与所述洗烘模块驱动连接，用以驱动所述洗烘模块运动；
所述控制模块，用于接收每一所述检测模块输出的电流检测信号，并根据接收到的信号确定有净化消毒模块满足清洁条件时，控制所述驱动模块驱动所述洗烘模块移动至满足清洁条件的净化消毒模块处，并控制所述洗烘模块对所述净化消毒模块进行清洗并烘干。
9.如权利要求6-8任一项所述的自清洁装置，其特征在于，所述自清洁装置还包括：
终端，所述终端与所述控制模块电连接；
所述终端，用于接收所述控制模块输出的信号，并将接收到的信号处理为所述自清洁装置的运行参数后进行显示。
10.一种净化系统，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的自清洁装置。
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