CN205808931U - 一种滤尘网脏堵检测装置和家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及家电控制领域，特别涉及一种滤尘网脏堵检测装置和家用电器。本实用新型的滤尘网脏堵检测装置，通过检测滤尘网的透光性或反光性来反映脏堵程度，同时根据光敏元件接收光照强度不同而产生不同光电流的特性，利用转化电路将光照强度转化为电压强弱，用以直观判断滤尘网脏堵程度。本实用新型的技术方案只需要两个模块和三根连接线即可解决传统滤尘网检测方法误差大、成本高、实施困难的问题，不仅结构简单、安装成本低廉、安装方便而且结果准确，能够在空调、空气过滤器等需要安装滤尘网的家用电器中直接安装使用，应用范围广泛。

Description

一种滤尘网脏堵检测装置和家用电器

技术领域

本实用新型涉及家电控制领域，特别涉及一种滤尘网脏堵检测装置和家用电器。

背景技术

涉及空气流通的装置都会安有滤尘网对空气进行过滤，随着设备的运行，滤尘网上也会积累越来越多的灰尘，进而影响设备的性能。在空调设备上，长时间不清洁滤尘网会导致空调出风带有尘土味，而且其中附着大量尘螨，对健康造成危害。并且滤尘网脏堵后会增大空调能耗，严重脏堵更会导致制冷制热效果变差，甚至不能正常运行。

传统检测滤尘网脏堵情况的方法主要有根据设备运行时长、检测风机运行功率、检测滤尘网两侧压差，滤网两侧分别安装光发射和接收装置等。对于根据设备运行时长，到设定时长则认为滤尘网已脏堵的方法，虽然运行时长跟脏堵程度正相关，但由于环境因素的差异等，其误差很大。根据风机运行功率进行检测的方法同样属于间接检测，滤尘网的脏堵影响空气流通，维持相同的出风量风机则需要更大的输入功率，但影响风机运行功率的并不只此因素，还有其他诸多内外因素，例如换热器上的冷凝水等，因而此方法检测结果并不十分准确。根据滤网两侧压差进行检测的方法，需要专用压差感应装置，成本较高。滤网两端分别安装光发射和接收装置虽然检测较为准确，但安装困难，受环境光影响，因此虽然有理论支撑但实施困难。现有技术的上述方法存在检测误差大、成本高、实施困难等缺点，因而急需一种成本低廉、易于实施，通用性强而且准确度高的滤尘网脏堵检测装置和方法。。

实用新型内容

本实用新型提供了一种滤尘网脏堵检测装置和家用电器，解决了现有技术的上述技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本实用新型的一个方面，提供了一种滤尘网脏堵检测装置，包括通过接插件连接的发射接收模块和检测模块，以及和所述检测模块连接的供电模块；所述检测模块包括用于向滤尘网发射光线的光发射装置和用于接收透过滤尘网的透射光或者经过滤尘网漫反射的反射光的光敏元件，所述光发射装置连接所述发射接收模块的发射信号控制端，光敏元件连接所述发射接收模块的接收信号控制端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种滤尘网脏堵检测装置，通过检测滤尘网的透光性或反光性来反映脏堵程度，同时根据光敏元件接收光照强度不同而产生不同光电流的特性，将光照强度转化为具体数值，用以直观判断滤尘网脏堵程度。本实用新型的结构简单，仅包括检测模块、发射接收模块和供电模块三个部分，且检测模块和发射接收模块只需要通过两根连接线即可实现信号的发射和接收，再加一根连接供电模块的连接线即可实现整个检测方案，因此减少了连接线，降低了成本且易于安装，同时检测结果准确，能够在空调、空气过滤器等需要安装滤尘网的家用电器中直接安装使用，应用范围广泛。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述光发射装置为红外发光二极管；光敏元件为光电二极管或光电三极管。

采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型的光发射装置采用了红外发光二极管，通过控制红外发光二极管的开通，实现环境可见光的校正，避免环境可见光对检测的影响；同时红外发光二极管产生的光具有不可视性，不会因开通发光而被用户察觉，从而干扰用户。此外，开通检测期间不会对环境亮度产生影响，不影响采用本设备的产品的观感性。同时，光敏元件采用了光电二极管或者光电三极管，这种光敏元件能耗极低，能够起到节约能源作用。

进一步，所述发射接收模块包括单片机、第一开关控制电路和转换电路，光发射装置经第一开关控制电路连接单片机的第一输出端，光敏元件经转换电路连接单片机的模拟输入端口。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，通过单片机IO端口输出的高低电平信号控制第一开关控制电路的通断从而给发光二极管通电；同时通过转换电路将光敏元件的光照强度转换为电压强弱，用以判断滤尘网脏堵程度，结构简单、安装方便且检测结果准确。

进一步，所述转换电路包括与所述光敏元件串联的电阻R4，电阻R4与所述光敏元件的串联端同时连接所述单片机的模拟输入端口。

进一步，所述发射接收模块还包括第二开关控制电路，所述光敏元件经第二开关控制电路连接单片机的第二输出端。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案增加了一个用于控制光敏元件开通和关断的第二开关控制电路，第二开关控制电路连接单片机另一IO口，通过对应IO口输出的高低电平信号控制第二开关控制电路的开通与关断。本进一步技术方案在不对滤尘网脏堵进行检测时，可以可靠关断此电路，相对于没有此开关控制电路的装置，避免了在非检测时间环境光照射光敏元件时产生的光电流在发射接收模块上的电能消耗。

进一步，所述第一开关控制电路和第二开关控制电路均为三极管开关电路。

进一步，所述第一开关控制电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R3，三极管Q1的基极经电阻R1连接到单片机的第一IO端口，集电极经电阻R3连接到所述光发射装置，发射集接地。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中中，根据红外发光二极管的发光特性，采用三极管开关电路，在需要检测时开通发光，在不需要检测时关闭，不仅控制电路简单，而且可以最大程度节约能耗。同时，本实施例中，三极管的集电极经过电阻R3连接到红外发光二极管LED，所述电阻R3为LED限流保护电阻，可以保证LED中流过合适的电流，提高本实用新型的效果同时保护红外发光二极管不因电流过大而损坏。

进一步，所述三极管Q1的基极还串联下拉电阻R2后接地。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，因三极管的基极不能出现悬空，因此可以串联下拉电阻R2，当输入信号不确定时，比如输入信号为高阻态时，可以有效接地，使三极管更加可靠。

进一步，所述第二开关控制电路包括三极管Q2、电阻R6和电阻R7，三极管Q2的基极经电阻R6连接到单片机的第二IO端口，集电极经电阻R4连接到所述光敏元件，发射集接地；所述三极管Q1的基极还串联所述电阻R7后接地。

进一步，所述第一开关控制电路、第二开关控制电路、转换电路和供电模块均集成在主控板中。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，外接器件只包括光发射装置和光敏元件，其余的控制电路部分均布置在主控板上，因此结构简单，占用空间小，易于实施。同时光发射装置和光敏元件体积小，大大降低了占用空间，从而降低了外接器件对滤尘网附着灰尘的影响，保证了检测结果的准确性。

进一步，所述供电模块为五伏的稳压滤波电源。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步的技术方案中，供电模块简单，无需复杂电源，只需主板5v供电即可。同时，通过在供电电源上并联一个接地的电容，可以去除直流电的噪声干扰，使供电更加干净，减少噪声。

进一步，所述单片机包含模数转换器，所述转换电路经单片机的模拟输入端口连接到所述模数转换器。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，将转换电路连接单片机的模拟输入端口，利用单片机内置的AD转换器将电压模拟信号转换成数字信号，用以检测得出的光照强度信息，因此不仅仅可以得到简单的脏堵或者非脏堵检测结果，而且可以得到滤尘网的脏堵程度，从而方便信息处理与其他功能对此信息的判断。

为了解决所述技术问题，本实用新型还提供了一种家用电器，包括所述的滤尘网脏堵检测装置。

进一步，所述家用电器为包括空调和空气过滤器。

采用上述进一步方案的有益效果是：本实用新型的滤尘网脏堵检测装置不仅仅可以使用在空调中，其他装有滤尘网的空气设备比如空气过滤器中均可以使用，因此使用范围广泛，效果也很好。

附图说明

图1为本实施例1一种滤尘网脏堵检测装置的结构示意图；

图2为本实施例2一种滤尘网脏堵检测装置的结构示意图；

图3为本实施例3一种空调的结构示意图；

上述附图中，各标号具体为：

1、单片机，2、第一开关控制电路，3、红外发光二极管，4、光电二极管，5、供电模块，6、接插件，7、滤尘网，8、检测模块，9、发射接收模块，10、第二开关控制电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所述，为本实施例1一种滤尘网脏堵检测装置的结构示意图，包括通过接插件6连接的发射接收模块9和检测模块8，以及和所述检测模块8连接的供电模块5；所述检测模块8包括用于向滤尘网发射光线的红外发光二极管3和用于接收透过滤尘网7的透射光的光电二极管4。本实施例中，所述发射接收模块9包括单片机1、第一开关控制电路2和用于将光电二极管4的光电流转换为电压的转换电路，所述单片机1的第一IO端口连接第一开关控制电路2，第一开关控制电路2通过接插件6连接所述红外发光二极管3，所述转换电路连接单片机1的模拟输入端口。在其他实施例中，还可以采用光电三极管替代本实用新型中的光电二极管，同样具备非常好的检测效果。本实施例中，所述转换电路包括与所述光敏元件串联的电阻R4，电阻R4与所述光敏元件的串联端同时连接所述单片机1的模拟输入端口，电阻R4另一端接地。

本实施例中，所述第一开关控制电路中的三极管Q1的基极经电阻R1连接到单片机的第一IO端口，集电极经电阻R3连接到所述光发射装置，发射集接地。所述三极管Q1的基极还串联下拉电阻R2后接地。本实施例采用三极管开关电路，在需要检测时开通发光，在不需要检测时关闭，不仅控制电路简单，而且可以最大程度节约能耗。同时，本实施例中，三极管的集电极经过电阻R3连接到红外发光二极管LED，所述电阻R3为LED限流保护电阻，可以保证LED中流过合适的电流，提高本实用新型的效果同时保护红外发光二极管不因电流过大而损坏。

本实用新型单片机1的第一IO端口输出高低电平信号，通过高低电平信号控制三极管Q1导通关断从而给红外发光二极管LED通电，LED发出的红外光透过滤尘网，其中一部分光由于滤尘网7附着的灰尘对光的反射、散射、吸收等作用而无法透过滤尘网，从而使透过的光减少，而且附着灰尘越多，透过的光越少。光电二极管4是光敏元件，照射到其上的光越多，通过其的光电流越大，将其与电阻R4串联，利用欧姆定律u＝ir即可将光电流转换成电压，通过采集电阻R4两端电压，并传输给单片机，然后利用单片机1内置的模数转换器，即可将模拟电压信号转换成数字信息值，并用此值表示滤尘网的脏堵程度，本实施例中，电阻R4两端电压越大，单片机转换成数字信息值越大，说明所透出的光照强度越大，滤尘网1脏堵的情况越轻微。本实用新型解决了传统滤尘网检测方法误差大、成本高、实施困难的问题，不仅结构简单、成本低廉而且结果准确，能够在空调、空气过滤器等需要安装滤尘网的家用电器中直接安装使用，应用范围广泛。

如图2所示，为实施例2的一种滤尘网脏堵检测装置的结构示意图，与实施例相比，增加了用于控制光敏元件开通和关断的第二开关控制电路10，第二开关控制电路连接单片机的第二IO端口，通过对应IO端口输出的高低电平信号控制第二开关控制电路的开通与关断。在不对滤尘网脏堵进行检测时，可以可靠关断此电路，相对于没有此开关控制电路的装置，避免了在非检测时间环境光照射光敏元件时产生的光电流在发射接收模块上的电能消耗。本实施例2中，所述第二开关控制电路10为三极管开关电路，包括三极管Q2、电阻R6和电阻R7，所述,三极管Q2的基极经电阻R6连接到单片机的第二IO端口，集电极经电阻R4连接到所述光敏元件和电阻R5的串联端，发射集接地。所述三极管Q1的基极还串联下拉电阻R7后接地。采用三极管开关电路，在需要检测时开通发光，在不需要检测时关闭，不仅控制电路简单，而且可以最大程度节约能耗。

本实施例中，所述第一开关控制电路、第二开关控制电路和转换电路均集成在主控板中，主控板上还设有供电模块5，所述供电模块5分别连接所述红外发光二极管和光电二极管，用于为所述红外发光二极管和光电二极管供电。所述供电模块为五伏的稳压滤波电源。本实施例中，外接器件只包括光发射装置和光敏元件，其余的控制电路部分均布置在主控板上，同时只需两个连接线即可实现信号的发射和接收，再加一根连接供电模块的连接线即可实现整个检测方案，因此减少了连接线，占用空间小，易于实施而且降低了成本。同时光发射装置和光敏元件体积小，大大降低了占用空间，从而降低了外接器件对滤尘网附着灰尘的影响，保证了检测结果的准确性。同时供电模块简单，无需复杂电源，只需主板5v供电即可。通过在供电电源上并联一个接地的电容C1，可以去除直流电的噪声干扰，使供电更加干净，减少噪声。

本实施例中，所述单片机包含模数转换器，所述转换电路经单片机的模拟输入端口连接到所述模数转换器，利用模数转换器将电压模拟信号转换成数字信号，用以检测得出的光照强度信息，因此不仅仅可以得到简单的脏堵或者非脏堵检测结果，而且可以得到滤尘网的脏堵程度，从而方便信息处理与其他功能对此信息的判断。本实施例中，所述单片机的模数转换器的输出引脚处接一个电阻R5再并联一个接地的电容C2，可以起到限流和去耦的作用。

在其他实施例中，还可以通过接收经过滤尘网漫反射的反射光的光照强度来检测滤尘网的脏堵程度，其检测装置的结构与实施例1、实施例2的滤尘网脏堵检测装置基本相同，只需要将所述光电二极管换成用于接收经过所述滤尘网漫反射的反射光的光电二极管或者光电三极管即可。在该实施例中，与光电二极管或者光电三极管串联的电阻两端电压越大，单片机转换成数字信息值越大，说明所反射的光照强度越大，滤尘网上的灰尘等越多，滤尘网的脏堵情况越严重。

如图3所示，为本实施例3一种空调的结构示意图，包括以上所述的滤尘网脏堵检测装置。在其他实施例中，所述滤尘网脏堵检测装置也可以应用在其他按照有滤尘网的家用电器中，比如空气过滤器等等。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，包括通过接插件连接的发射接收模块和检测模块，以及和所述检测模块连接的供电模块；所述检测模块包括用于向滤尘网发射光线的光发射装置和用于接收透过滤尘网的透射光或者经过滤尘网漫反射的反射光的光敏元件，所述光发射装置连接发射接收模块的发射信号控制端，光敏元件连接发射接收模块的接收信号控制端。

2.根据权利要求1所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，光发射装置为红外发光二极管；光敏元件为光电二极管或光电三极管。

3.根据权利要求1或2所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，发射接收模块包括单片机、第一开关控制电路和转换电路，光发射装置经第一开关控制电路连接单片机的第一输出端，光敏元件经转换电路连接单片机的模拟输入端口。

4.根据权利要求3所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，转换电路包括与所述光敏元件串联的电阻R4，电阻R4与所述光敏元件的串联端同时连接所述单片机的模拟输入端口。

5.根据权利要求4所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，所述发射接收模块还包括第二开关控制电路，所述光敏元件经第二开关控制电路连接单片机的第二输出端。

6.根据权利要求5所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，所述第一开关控制电路包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，三极管Q1的基极经电阻R1连接到单片机的第一IO端口，集电极经电阻R3连接到所述光发射装置，发射集接地；所述三极管Q1的基极还串联所述电阻R2后接地。

7.根据权利要求6所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，所述第二开关控制电路包括三极管Q2、电阻R6和电阻R7，三极管Q2的基极经电阻R6连接到单片机的第二IO端口，集电极经电阻R4连接到所述光敏元件，发射集接地；所述三极管Q1的基极还串联所述电阻R7后接地。

8.根据权利要求5所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，所述第一开关控制电路、第二开关控制电路、转换电路和供电模块均集成在主控板中。

9.根据权利要求8所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，所述供电模块为五伏的稳压滤波电源。

10.根据权利要求8所述的滤尘网脏堵检测装置，其特征在于，所述单片机包含模数转换器，所述转换电路经单片机的模拟输入端口连接到所述模数转换器。

11.一种家用电器，其特征在于，包括权利要求1～10任一所述的滤尘网脏堵检测装置。

12.根据权利要求11所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器包括包括空调和空气过滤器。