DE4142365A1

DE4142365A1 - Verschmutzungsgrad-messvorrichtung und -verfahren fuer ein luftreinigungsgeraet

Info

Publication number: DE4142365A1
Application number: DE4142365A
Authority: DE
Inventors: Young Ki Hong; Byung Koo Kwak
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1992-07-02
Also published as: JPH04292732A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf (Luft-)Ver schmutzungsgrad-Meßvorrichtungen und -verfahren bei Luftreinigungsgeräten und betrifft insbesondere eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren für ein Luftreinigungsgerät, mit denen beim Einschalten des letzteren ein anfänglicher Reinzustand der Innen(raum) luft gemessen, über eine Selbstlernfunktion automatisch ein Referenz- oder Bezugswert bezüglich des Reinzu stands der Innenluft aufgestellt, ein gemessener Ver schmutzungsgrad angezeigt und der Luftstrom eines Ge bläses entsprechend dem vorgegebenen Bezugswert gere gelt werden.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine bisherige Verschmutzungsgrad-Meßvorrichtung bei einem Luftrei nigungsgerät. Diese Vorrichtung umfaßt eine Verschmut zungsgrad-Meßschaltung 1 zum Messen eines Verschmut zungsgrads der Innen(raum)luft und zum Abgeben eines Spannungssignals entsprechend dem gemessenen Verschmut zungsgrad, einen Mikrorechner 2 zum Umwandeln des Span nungssignals von der Schaltung 1 in Digitaldaten, um einen Verschmutzungszustand entsprechend dem gemessenen Verschmutzungsgrad in Übereinstimmung mit Faktoren, die auf der Grundlage von Verschmutzungsbedingungen ent sprechend Verschmutzungsgraden vorgegeben sind, zu dis kriminieren und ein Verschmutzungsgrad-Anzeigesteuer signal sowie ein Luftstromregelsignal entsprechend dem diskriminierten Verschmutzungszustand auszugeben, eine Verschmutzungsgrad-Anzeige(einheit) 3 zum Anzeigen des gemessenen Verschmutzungsgrads in Abhängigkeit vom Ver schmutzungsgradanzeigesteuersignal vom Mikrorechner 2 und eine Luftstrom-Steuer- oder -Regelschaltung 4 zum Steuern des Betriebs eines Gebläses in Abhängigkeit von dem Luftstromregelsignal vom Mikrorechner 2.

Der Mikrorechner 2 enthält einen A/D-Wandler 2-1 zum Umwandeln des Spannungssignals von der genannten Meß schaltung 1 in Digitaldaten und einen Verschmutzungs zustand-Diskriminator 2-2 zum Diskriminieren oder Be stimmen eines Verschmutzungszustands entsprechend dem gemessenen Verschmutzungsgrad in Abhängigkeit von Fak toren, die auf der Grundlage von Verschmutzungsgraden entsprechenden Verschmutzungszuständen vorgegeben (preset) sind, und zum Ausgeben des Verschmutzungsgrad- Anzeigesteuersignals und des Luftstromregelsignals nach Maßgabe des diskriminierten Verschmutzungszustands.

Gemäß Fig. 2, die ein detailliertes Schaltbild der Meßschaltung 1 nach Fig. 1 darstellt, umfaßt die Meß schaltung 1 einen Gassensor 1-1 zum Messen des Ver schmutzungsgrads der Innenluft und einen mit dem Gas sensor 1-1 in Reihe geschalteten und mit letzterem zusammenwirkenden Widerstand RL zum Teilen einer Ver sorgungs- oder Quellenspannung. Der Gassensor 1-1 weist einen Widerstandswert auf, der entsprechend dem gemes senen Verschmutzungsgrad variiert. Dabei wird in der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 1 bei Messung des Ver schmutzungsgrads der Innenluft die Quellenspannung durch den Widerstandswert des Gassensors 1-1 entspre chend dem gemessenen Verschmutzungsgrad geteilt, und der Wert des Widerstands RL und damit die geteilte Spannung wird als Spannungssignal dem gemessenen Ver schmutzungsgrad ausgegeben.

Die Arbeitsweise dieser bisherigen Vorrichtung ist nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben.

Nach dem Einschalten des Luftreinigungsgeräts wird der Widerstandswert des Gassensors 1-1 in der Verschmut zungsgrad-Meßschaltung 1 auf der Grundlage des aktuel len gemessenen oder Meß-Verschmutzungsgrads nach dem Durchgang durch einen Einschwingzustand während einer Stabilisierzeit T bestimmt. Beim Einschalten des Luft reinigungsgeräts in einem Zustand, in welchem die Luft rein ist, weist der Gassensor 1-1 nach dem Durchgang durch einen Einschwingzustand während der Stabilisier (ungs)zeit T einen stabilen Widerstandswert Ro auf, der vorliegt, bis der Widerstandswert des Gassensors 1-1 gemäß Fig. 3A zu 0,8 Ro wird. Demzufolge gibt die Ver schmutzungsgrad-Meßschaltung 1 eine Spannung aus, die dem Widerstandswert des Gassensors 1-1 umgekehrt pro portional ist (vgl. Fig. 3B). Dies bedeutet, daß die Meßschaltung 1 eine Spannung entsprechend dem Wider standswert Ro des Gassensors 1-1 ausgibt oder liefert, die nach dem Durchgang durch einen Einschwingzustand während der Stabilisier(ungs)zeit T stabilisiert ist oder wird. Die Ausgangsspannung der Meßschaltung 1 läßt sich wie folgt ausdrücken:

Vout = RL* Vcc/RL + Ro

Andererseits weist der Gassensor 1-1 beim Einschalten des Luftreinigungsgeräts bei einem vorliegenden Ver schmutzungszustand der Luft nach dem Durchgang durch einen Einschwingzustand während der Stabilisierzeit T einen stabilen Widerstandswert Rs auf, der vorliegt oder angenommen wird (is taken), bis der Widerstands wert des Gassensors 1-1 gemäß Fig. 4A zu 0,8 Ro wird. Demzufolge gibt die Meßschaltung 1 eine Spannung aus, die dem Widerstandswert des Gassensors 1 umgekehrt pro portional ist (vgl. Fig. 4B). Dies bedeutet, daß die Meßschaltung 1 eine Spannung entsprechend dem Wider standswert Rs des Gassensors 1-1 ausgibt, die nach dem Durchgang durch einen Einschwingzustand während der Stabilisierzeit T stabilisiert ist (oder wird). Die Ausgangsspannung der Meßschaltung 1 läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

Vout′ = RL* Vcc/RL + Rs

Infolgedessen besitzt der Gassensor 1-1 anfänglich, d. h. beim Einschalten (oder Anspannunglegen) des Luft reinigungsgeräts, unterschiedliche Widerstandswerte, die nach dem Durchgang durch den Einschwingzustand während einer vorbestimmten Zeitspanne dem Reinluft zustand oder dem Luft-Verschmutzungszustand entspre chen. Danach variiert oder ändert sich der Widerstands wert des Gassensors 1-1 gemäß dem Verschmutzungsgrad oder der Menge des Innen(luft)gases, so daß die Ver schmutzungsgrad-Meßschaltung 1 als Spannungssignal entsprechend dem gemessenen Verschmutzungsgrad eine Spannung abgibt, die dem Widerstandswert des Gassensors 1-1 umgekehrt proportional ist. Die Ausgangsspannung von der Meßschaltung 1 wird dann dem Mikrorechner 2 eingespeist. Bei Eingang der Ausgangsspannung von der Meßschaltung 1 wandelt der A/D-Wandler 2-1 im Mikro rechner 2 das Spannungssignal von der Meßschaltung 1 in Digitaldaten um, während der darin vorgesehene Ver schmutzungszustand-Diskriminator 2-2 einen Verschmut zungszustand entsprechend den Digitaldaten des (für den) gemessenen Verschmutzungsgrads diskriminiert.

Zum Diskriminieren eines Verschmutzungszustands ent sprechend dem Meß-Verschmutzungsgrad werden nach der bisherigen Methode mittels einer Tabelle Faktoren ge bildet (configures), die gemäß den Verschmutzungszu ständen entsprechend Verschmutzungsgraden experimentell abgeleitet sind; der Verschmutzungszustand entsprechend dem Meß-Verschmutzungsgrad wird durch Suchen des Ver schmutzungszustandsfaktors entsprechend dem Meß-Ver schmutzungsgrad diskriminiert, und der gemessene oder Meß-Verschmutzungsgrad wird angezeigt, während der Luftstrom bzw. -durchsatz des Gebläses nach Maßgabe des diskriminierten Verschmutzungszustands geregelt wird. Der Verschmutzungszustand-Diskriminator 2-2 im Mikro rechner 2 durchläuft anfänglich einen Einschwingzu stand und setzt danach die niedrigste Verschmutzungs grad-Meßspannung von der Verschmutzungsgrad-Meßschal tung 1 als Bezugswert, und zwar anfänglich im stabili sierten Zustand. Als Ergebnis diskriminiert der (ge nannte) Diskriminator 2-2 den aktuellen Verschmutzungs zustand als Luftrein- oder Reinluftzustand, wenn die aktuelle Verschmutzungsgrad-Meßspannung von der Meß schaltung 1 unterhalb des Bezugswerts liegt, bzw. als Luft-Verschmutzungszustand, wenn diese Meßspannung über dem Bezugswert liegt. Wenn der Verschmutzungszustand- Diskriminator 2-2 den Luft-Verschmutzungszustand diskri miniert (oder feststellt), steuert er die Anzeige für den Meß-Verschmutzungsgrad an, und er regelt den Luft strom (oder -durchsatz) des Gebläses entsprechend dem diskriminierten Verschmutzungszustand.

Die bisherige Verschmutzungsgrad-Meßvorrichtung für ein Luftreinigungsgerät ist jedoch mit dem Nachteil be haftet, daß dann, wenn das Luftreinigungsgerät unter der Bedingung einer verschmutzten oder verunreinigten Innen(raum)luft zu arbeiten beginnt, die Vorrichtung einen Spannungswert beim Luft-Verschmutzungszustand als Bezugswert setzt oder vorgibt (vgl. Fig. 4). Dies führt zu einer Fehldiskriminierung des aktuellen Verschmut zungszustands als Reinluftzustand, so daß die Vorrich tung keine perfekte Reinluftfunktion des Luftreini gungsgeräts gewährleisten kann. Im Normalbereich des Luftreinigungsgeräts kann andererseits der Widerstands wert des Gassensors 1-1 unter dem Einfluß der Umge bungstemperatur oder der Luftfeuchtigkeit variieren bzw. abweichen. In diesem Fall ist es erforderlich, den Bezugswert für den Luftrein- oder Reinluftzustand durch Neuvorgabe des Bezugswerts zu kompensieren. Bei der bisherigen Verschmutzungsgrad-Meßvorrichtung für ein Luftreinigungsgerät kann aber der Bezugswert für den Reinluftzustand nicht kompensiert werden, so daß die Vorrichtung den Reinluftzustand fälschlich als Luft verschmutzungszustand diskriminieren kann.

Im Hinblick auf die oben geschilderten Gegebenheiten liegt damit der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschmutzungsgrad-Meßvorrichtung und ein Verschmut zungsgrad-Meßverfahren für ein Luftreinigungsgerät zu schaffen, bei denen nach dem Einschalten des Luftrei nigungsgeräts ein anfänglicher Reinzustand der Innen (raum)luft gemessen, ein anfänglicher Bezugswert für den Reinzustand der Innenluft gesetzt oder vorgegeben, über eine Selbstlernfunktion erneut ein Bezugswert für den Reinzustand der Innenluft gesetzt oder vorgegeben, und zwar entsprechend einer Änderung des Widerstands werts eines Gassensors in Übereinstimmung mit einer Änderung von Umgebungstemperatur oder Luftfeuchtigkeit im Normalbetrieb des Luftreinigungsgeräts, ein Höchst wert eines Verschmutzungsgrads gesetzt oder vorgege ben, vorbestimmte Stufen zwischen dem Bezugswert für den Reinluftzustand und dem Höchstwert des Verschmut zungsgrads gesetzt oder vorgegeben, eine Verschmutzungs stufe entsprechend dem aktuellen Meß-Verschmutzungsgrad angezeigt und der Luftstrom (oder -durchsatz) eines Ge bläses nach Maßgabe der Verschmutzungsstufe angezeigt werden, so daß eine Fehlfunktion des Luftreinigungs geräts aufgrund des gemessenen anfänglichen Verschmut zungsgrads und der Umgebungseinflüsse verhindert und eine Stabilisierung der Luftreinigungsfunktion dieses Geräts erreicht werden können.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verschmutzungsgrad- Meßvorrichtung bei einem Luftreinigungsgerät, umfas send: eine Verschmutzunggrad-Meßeinheit zum Messen eines Verschmutzungsgrad von Innen(raum)luft mittels eines darin vorgesehenen Sensors und zum Ausgeben oder Liefern eines dem gemessenen Verschmutzungsgrad ent sprechenden Spannungssignals, einen Mikrorechner zum in vorbestimmten Stufen (steps) erfolgenden Diskriminieren eines Verschmutzungszustands entsprechend dem durch die Meßeinheit gemessenen Verschmutzungsgrad und zum Durch führen einer Systemsteuerung nach Maßgabe des diskrimi nierten Verschmutzungszustands, eine Speichereinheit zum Speichern von Daten für einen Verschmutzungszu stand-Diskriminierprozeß des Mikrorechners, eine Ver schmutzungsgrad-Anzeigeeinheit zum Anzeigen des gemes senen Verschmutzungsgrads in Abhängigkeit von einem Ver schmutzungsgrad-Anzeigesteuersignal vom Mikrorechner und eine Luftstrom- oder -durchsatzregeleinheit zum Steuern des Betriebs eines Gebläses in Abhängigkeit von einem Luftstromregelsignal vom Mikrorechner.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Messen eines Verschmutzungsgrads bei einem Luftreini gungsgerät, umfassend die folgenden Schritte: (a) Zäh len oder Bestimmung einer Warmlaufzeit nach dem Ein schalten (Anspannunglegen) des Luftreinigungsgeräts zum Prüfen des Ablaufs der Warmlaufzeit, Regeln des Luft stroms oder -durchsatzes eines Gebläses auf einen Höchstwert nach Ablauf der Warmlaufzeit und Auslesen eines Verschmutzungsgrad-Meßwerts in einem konstanten Intervall, (b) Diskriminieren eines Gefälles oder einer Steilheit (slope) der Verschmutzungsgrad-Meßwerte wäh rend einer vorbestimmten Zeitspanne, (c) dann, wenn das (die) gemessene Gefälle oder Steilheit abnimmt, Diskri minieren eines Verschmutzungszustands oder Setzen bzw. Vorgeben eines Anfangsbezugswerts bezüglich eines Luft rein- oder Reinluftzustands, (d) dann, wenn das (die) diskriminierte Gefälle oder Steilheit natürlich auf rechterhalten wird oder bleibt, Rücksetzen des Mindest werts oder Diskriminieren eines Verschmutzungszustands, (e) dann, wenn sich das (die) diskriminierte Gefälle oder Steilheit erhöht, Durchführen einer Selbstlernfunk tion des (durch) Rücksetzen(s) der Höchst- und Mindest werte und durch automatisches Rücksetzen von Verschmut zungsgradstufen und (f) nach Durchführung jedes Ver schmutzungszustand-Diskriminierschritts Rückkehr zum Anfangsschritt des Auslesens eines neuen Verschmutzungs grad-Meßwerts und Steuern des Systems nach Maßgabe der Gefälle- oder Steilheitsdiskriminierung.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bisherigen Ver schmutzungsgrad-Meßvorrichtung bei einem Luftreinigungsgerät (oder Reinluftgerät),

Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild einer Verschmut zungsgrad-Meßschaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Wellenformdiagramm für die Anfangs-Aus gangskennlinien einer Verschmutzungsgrad- Meßschaltung nach Fig. 1 beim (bzw. nach dem) Einschalten des Luftreinigungsgeräts unter der Bedingung, daß die Innen(raum) luft rein ist, wobei im einzelnen zeigen:

Fig. 3A ein Wellenformdiagramm für die anfängliche Widerstandswertänderung eines Gassensors in der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung und

Fig. 3B ein Wellenformdiagramm einer anfänglichen Ausgangsspannungsänderung der Verschmut zungsgrad-Meßschaltung;

Fig. 4 ein Wellenformdiagramm für die Anfangs-Aus gangskennlinien einer Verschmutzungsgrad- Meßschaltung nach Fig. 1 beim (bzw. nach dem) Einschalten des Luftreinigungsgeräts unter der Bedingung, daß die Innen(raum) luft verschmutzt bzw. verunreinigt ist, wobei im einzelnen zeigen:

Fig. 4A ein Wellenformdiagramm für die anfängliche Widerstandswertänderung eines Gassensors in der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung und

Fig. 4B ein Wellenformdiagramm einer anfänglichen Ausgangsspannungsänderung der Verschmut zungsgrad-Meßschaltung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Verschmutzungsgrad-Meßvorrichtung für ein Luftreinigungsgerät,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Bezugswertvorgabe- und Verschmutzungszu stand-Diskriminieroperation bei der Vor richtung nach Fig. 5,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm für eine Selbstlernfunk tion der Vorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 8 ein Wellenformdiagramm der Ausgangskenn linien einer erfindungsgemäßen Verschmut zungsgrad-Meßschaltung nach Fig. 5 während einer Stabilisier(ungs)zeit beim (bzw. nach dem) Einschalten des Luftreinigungsgeräts unter der Bedingung, daß die Innenluft rein ist, wobei im einzelnen zeigen:

Fig. 8A ein Wellenformdiagramm einer Widerstands wertänderung eines Gassensors in der Ver schmutzungsgrad-Meßschaltung und

Fig. 8B ein Wellenformdiagramm einer Ausgangsspan nungsänderung der Verschmutzungsgrad-Meß schaltung; und

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm einer Widerstands wertänderung des Gassensors in der Verschmut zungsgrad-Meßschaltung nach Fig. 5 entspre chend einer Temperatur/Luftfeuchtigkeitsän derung.

Die Fig. 1 bis 4 sind eingangs bereits erläutert wor den.

Im folgenden ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Ver schmutzungsgrad-Meßvorrichtung für ein Luftreinigungs gerät anhand von Fig. 5 beschrieben.

Die (Verschmutzungsgrad-Meß-)Vorrichtung nach Fig. 5 umfaßt eine Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 11 zum Mes sen eines Verschmutzungsgrads der Innen(raum)luft mit tels eines nicht dargestellten Gassensors und zum Aus geben oder Liefern eines Spannungssignals entsprechend dem gemessenen oder Meß-Verschmutzungsgrad, einen Mikro rechner 12 zum Umwandeln des Spannungssignals von der Meßschaltung 11 in Digitaldaten, zum Diskriminieren eines Verschmutzungszustands entsprechend dem Meß-Ver schmutzungsgrad und zur Durchführung einer Systemrege lung oder -steuerung nach Maßgabe des diskriminierten Verschmutzungszustands, einen Randomspeicher bzw. RAM 13 zum Speichern von Daten für einen Verschmutzungszu stand-Diskriminierprozeß des Mikrorechners 12, eine Ver schmutzungsgrad-Anzeige(einheit) 14 zum Anzeigen des Meß-Verschmutzungsgrads nach Maßgabe eines Verschmut zungsgrad-Anzeigesteuersignals vom Mikrorechner 12 und eine Luftstrom- oder -durchsatzregelschaltung 15 zum Steuern des Betriebs eines Gebläses nach Maßgabe eines Luftstromregelsignals vom Mikrorechner 12.

Der Aufbau der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 11 ist der gleiche wie bei der Meßschaltung gemäß Fig. 2, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.

Der Mikrorechner 12 enthält einen A/D-Wandler 12-1 zum Umwandeln des Spannungssignals von der Meßschaltung 11 in Digitaldaten, einen Verschmutzungszustand-Diskrimi nator 12-2 zum Diskriminieren (bzw. Feststellen) eines Verschmutzungszustands entsprechend dem Meß-Verschmut zungsgrad anhand der Ausgangsdaten vom A/D-Wandler 12-1, einen Zeitgeber 12-3 zum Zählen oder Bestimmen einer Stabilisierzeit in Übereinstimmung mit einer an fänglichen Widerstandswertänderung des Gassensors in der Meßschaltung 11 und einer Widerstandswertänderung des Gassensors auf der Grundlage von Umgebungsbedingun gen und einen Teiler 12-4 zum Teilen der Verschmutzungs gradwerte zwischen dem Höchstwert und dem Mindestwert in vorbestimmten Stufen oder Schritten entsprechend den durch den Diskriminator 12-2 diskriminierten Verschmut zungszuständen und zum Ausgeben eines Verschmutzungs grad-Anzeigesteuersignals und eines Luftstromregelsi gnals gemäß der Verschmutzungsgradstufe entsprechend dem diskriminierten Verschmutzungszustand.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der beschriebenen Ver schmutzungsgrad-Meßvorrichtung anhand der Fig. 6 bis 9 erläutert.

Beim (bzw. nach dem) Einschalten bzw. Aktivieren des Luftreinigungsgeräts wird zunächst der Widerstandswert des Gassensors in der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 11 allmählich oder schrittweise erhöht, nachdem er zum Zeitpunkt des Einschaltens des Luftreinigungsgeräts abrupt verringert worden war (vgl. Fig. 8A). Da der Widerstandswert des Gassensors typischerweise ziemlich viel Zeit benötigt, um einen stabilen Widerstandswert Ro zu erreichen, wird eine Erwärmungs- oder Warmlauf zeit T vorgesehen, bis der Widerstandswert des Gassen sors 0,8 Ro erreicht. Mit dem Ablauf der Warmlaufzeit T arbeitet das Luftreinigungsgerät in einem Normalzu stand.

Im Normalbetriebszustand des Luftreinigungsgeräts wird der Widerstandswert des Gassensors in der Meßschaltung 11 verkleinert, wenn sich der Verschmutzungsgrad der Innenluft erhöht; andererseits wird er erhöht, wenn sich der Verschmutzungsgrad der Innenluft verringert. Da hierbei die Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 11 eine Spannung ausgibt oder liefert, die dem Widerstandswert des Gassensors ungefähr proportional ist, erhöht sich als Ergebnis die Ausgangsspannung der Meßschaltung 11 mit einem zunehmenden Verschmutzungsgrad der Innenluft, und sie fällt mit einem verminderten Verschmutzungsgrad der Innenluft ab (vgl. Fig. 8B).

Bei Abnahme der dem Verschmutzungsgrad proportionalen Verschmutzungsgrad-Meßspannung Vout von der Meßschal tung 11 wandelt der Mikrorechner 12 die Ausgangsspan nung von der Meßschaltung 11 mittels des A/D-Wandlers 12-1 nach Ablauf der Warmlaufzeit T in Digitaldaten um, und er arbeitet sodann ein Verschmutzungszustand-Dis kriminierprogramm nach Maßgabe der Verschmutzungsgrad- Meßdaten ab.

Die Verschmutzungszustand-Diskriminieroperation des Mikrorechners 12 wird auf die in Fig. 6 gezeigte Weise durchgeführt. Wenn dabei Netz- und Automatikbetrieb- Tasten betätigt (geschlossen) werden, wird ein erster Schritt (S1) durchgeführt, in welchem die Warmlaufzeit T zur Prüfung ihres Ablaufs gezählt oder bestimmt wird; nach Ablauf der Warmlaufzeit T wird der Luftstrom des Gebläses auf den Höchstwert eingestellt, um einen An fangsbezugswert für den Reinluftzustand zu setzen oder vorzugeben; sodann werden die Verschmutzungsgrad-Meß daten ausgelesen. Anschließend arbeitet der Mikrorech ner 12 einen Schritt des Zählens oder Bestimmens einer vorbestimmten Zeitspanne T1 durch den Zeitgeber 13 ab, um dann ein Gefälle (slope) des Verschmutzungsgrad- Meßwerts während der vorbestimmten Zeitspanne T1 zu diskriminieren.

Wenn entsprechend dem Gefälle-Diskriminierergebnis der Verschmutzungsgrad-Meßwert während der vorbestimmten Zeitspanne T1 nicht variiert, d. h. wenn das Gefälle (oder die Steilheit) des Verschmutzungsgrad-Meßwerts gleich "0" ist, arbeitet der Mikrorechner 12 einen Schritt zum Rücksetzen des Mindestwerts des Verschmutzungsgrads ab. Dies bedeutet, daß der Mikrorechner 12 den augenblick lichen oder aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßwert mit dem vorher im RAM 13 gespeicherten Mindestwert in einem entsprechenden Schritt (S4-1) vergleicht, den aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßwert als neuen Mindestwert im RAM 13 abspeichert, wenn dieser augenblickliche Meßwert nicht größer ist als der vorhergehende Mindestwert (Schritt S4-2), und dann, wenn der aktuelle Verschmut zungsgrad-Meßwert größer ist als der vorherige Mindest wert, einen Verschmutzungszustand-Diskriminierschritt (S4-3) abarbeitet, um einen Verschmutzungszustand in Übereinstimmung mit dem aktuellen Verschmutzungsgrad- Meßwert zu diskriminieren und die Anzeige für den Ver schmutzungsgrad anzusteuern und den Luftstrom- (oder -durchsatz) des Gebläses entsprechend dem diskriminier ten Verschmutzungszustand zu regeln.

Wenn dabei das Gefälle oder die Steilheit des Verschmut zungsgrad-Meßwerts gleich "+" ist, arbeitet der Mikro rechner 12 eine in Fig. 7 dargestellte Selbstlern funktion (Schritt S5) ab.

Wenn andererseits das Gefälle oder Steilheit (slope) des Verschmutzungsgrad-Meßwerts gleich "-" ist, prüft der Mikrorechner 12, ob das Gefälle bzw. die Steilheit dieses Meßwerts einer Anfangssteilheit, (Vd-Vs)/Stabili sierzeit, während der Stabilisierzeit des Gassensors in der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 11 gleich ist (Schritt S3-1), und er setzt den aktuellen Verschmut zungsgrad-Meßwert als Bezugswert (Mindestwert) bezüg lich des Reinluftzustands, wenn die Steilheit dieses Meßwerts der Anfangssteilheit gleich ist (Schritt S3-2) ; wenn das Gefälle oder die Steilheit des Ver schmutzungsgrad-Meßwerts der anfänglichen Steilheit nicht gleich ist, führt der Mikrorechner einen Verschmut zungszustand-Diskriminierschritt (S3-3) aus, um einen Verschmutzungszustand nach Maßgabe der Steilheit und des aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßwerts zu diskrimi nieren oder in Übereinstimmung mit dem diskriminierten Verschmutzungszustand die Anzeige für den Verschmut zungsgrad zu steuern und den Luftstrom des Gebläses zu regeln.

Andererseits wird der Selbstlernfunktionsschritt (S5) durch den Mikrorechner 12 durchgeführt bzw. abgearbei tet, wenn die Steilheit des Verschmutzungsgrad-Meßwerts gleich "+" ist (vgl. Fig. 7). Zunächst vergleicht der Mikrorechner 12 den aktuellen Verschmutzungsgrad-Meß spannungswert mit dem Spannungswert anhand von im RAM 13 gespeicherten Verschmutzungsgradstufen (Schritt S5-1); wenn dabei der dem aktuellen Verschmutzungsgrad- Meßspannungswert entsprechende Spannungswert im RAM 13 gespeichert (worden) ist, arbeitet der Mikrorechner 12 den Verschmutzungszustand-Diskriminierschritt (S5-2) ab, um den Verschmutzungsgrad der Stufe (step) entspre chend dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert anzuzeigen und den Luftstrom des Gebläses in Überein stimmung mit der entsprechenden Stufe zu regeln.

Wenn im RAM 13 keine Daten bzw. kein entsprechender Spannungswert vorhanden sind, führt der Mikrorechner 12 (Schritt S5-3) ein Rückstellen des Spannungswerts nach Verschmutzungsgradstufen aus. Dieser Schritt ist vor gesehen, um eine Änderung bzw. Abweichung des Verschmut zungsgrad-Bezugswert bezüglich des Reinluftzustands zu kompensieren, die aufgrund einer Änderung des Wider standswerts des Gassensors in der Verschmutzungsgrad- Meßschaltung 11 infolge einer Änderung der Umgebungs temperatur oder Luftfeuchtigkeit auftreten kann.

Der Schritt (S5-3) des Rückstellens des Spannungswerts nach Verschmutzungsgradstufen enthält einen Schritt (S5-3 ₁) des Speicherns des aktuellen Verschmutzungs grad-Meßspannungswerts als dem neuen Höchstwert im RAM 13, falls kein Spannungswert nach Verschmutzungsgradstu fen im RAM 13 gespeichert ist oder kein Spannungswert entsprechend dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßspan nungswert im RAM 13 vorliegt, einen Schritt (S5-3 ₂) des Speicherns des aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßspan nungswerts als neuer Mindestwert im RAM 13, wenn der Verschmutzungsgrad-Meßwert während der vorbestimmten Zeitspanne nicht variiert, d. h. wenn das Gefälle bzw. die Steilheit des Verschmutzungsgrad-Meßwerts gleich "0" ist, einen Schritt (S5-3 ₃) zur Ableitung oder Bil dung eines Differenzwerts A zwischen dem Höchstwert und dem Mindestwert, einen Schritt (S5-3 ₄) eines Verglei chens des Differenzwerts A mit einem vorbestimmten Re ferenz- oder Bezugswert B, wobei dann, wenn der Diffe renzwert A kleiner ist als der Bezugswert B, der Ver schmutzungszustand-Diskriminierschritt durchgeführt wird, um den Verschmutzungsgrad der Stufe entsprechend dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert an zuzeigen und den Luftstrom des Gebläses in Überein stimmung mit der entsprechenden oder betreffenden Stufe zu regeln, ferner einen Schritt (S5-3 ₅) eines Teilens bzw. Dividierens des Differenzwerts A in N Verschmut zungsgradstufen, wenn der Differenzwert A nicht klei ner ist als der Bezugswert B, und zum Speichern des Spannungswerts nach den N Verschmutzungsgradstufen, so wie einen Schritt (S5-3 ₆) zur Durchführung des Ver schmutzungszustand-Diskriminierschritts für Anzeige des Verschmutzungsgrads der Stufe entsprechend dem aktuel len Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert und zum Regeln des Luftstroms des Gebläses in Übereinstimmung mit der entsprechenden Stufe.

Im Betrieb wird nach der Durchführung jedes Verschmut zungszustand-Diskriminierschritts der neue Verschmut zungsgrad-Meßwert ausgelesen. Als Ergebnis kehrt die Operation des Mikrorechners 12 zum Verschmutzungszu stand-Diskriminiersteuerschritt entsprechend der Ge fälle- oder Steilheitsdiskriminierung zurück.

Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß der Anfangsbezugswert in der Anfangsbetriebsphase des Luft reinigungsgeräts fehlerfrei gesetzt bzw. vorgegeben werden. Auch wenn sich der Widerstandswert des Gassen sors in der Verschmutzungsgrad-Meßschaltung 11 gemäß Fig. 9 mit einer Änderung der Umgebungstemperatur oder Luftfeuchtigkeit ändert, wird das Gefälle bzw. die Steilheit entsprechend der Änderung des Verschmutzungs grad-Meßspannungswerts diskriminiert. Wenn sich das Gefälle bzw. die Steilheit während einer vorbestimmten Zeitspanne (z. B. 20 bis 30 Minuten) nicht ändert, wird der Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert zu diesem Zeit punkt als Mindestwert rückgesetzt (reset). Infolgedes sen kann der Bezugswert für den Luftreinzustand auto matisch in Abhängigkeit von einer Änderung der Umge bungstemperatur oder Luftfeuchtigkeit variiert bzw. geändert werden, so daß der Verschmutzungsgrad absolut fehlerfrei gemessen und angezeigt und der Luftstrom des Gebläses nach Maßgabe des Verschmutzungsgrads genau ge regelt werden kann.

Claims

1. Verschmutzungsgrad-Meßvorrichtung bei einem Luft reinigungsgerät, umfassend:
eine Verschmutzunggrad-Meßeinheit zum Messen eines Verschmutzungsgrad von Innen(raum)luft mittels eines darin vorgesehenen Sensors und zum Ausgeben oder Liefern eines dem gemessenen Verschmutzungsgrad entsprechenden Spannungssignals,
einen Mikrorechner zum in vorbestimmten Stufen (steps) erfolgenden Diskriminieren eines Verschmut zungszustands entsprechend dem durch die Meßeinheit gemessenen Verschmutzungsgrad und zum Durchführen einer Systemsteuerung nach Maßgabe des diskriminier ten Verschmutzungszustands,
eine Speichereinheit zum Speichern von Daten für einen Verschmutzungszustand-Diskriminierprozeß des Mikrorechners,
eine Verschmutzungsgrad-Anzeigeeinheit zum An zeigen des gemessenen Verschmutzungsgrads in Abhän gigkeit von einem Verschmutzungsgrad-Anzeigesteuer signal vom Mikrorechner und
eine Luftstrom- oder -durchsatzregeleinheit zum Steuern des Betriebs eines Gebläses in Abhängigkeit von einem Luftstromregelsignal vom Mikrorechner.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrorechner umfaßt:
einen A/D-Wandler zum Umwandeln des Spannungs signals von der Verschmutzungsgrad-Meßeinheit in Digitaldaten,
einen Verschmutzungszustand-Diskriminator zum Diskriminieren eines Verschmutzungszustands entspre chend dem gemessenen Verschmutzungsgrad anhand von (from) Ausgangsdaten vom A/D-Wandler nach oder mit einer Anfangsbezugswerteinstellung und einer Selbst lernfunktion,
einen Zeitgeber zum Zählen (oder Bestimmen) einer Stabilisier(ungs)zeit entsprechend einer Anfangswi derstandswertänderung des Sensors in der Verschmut zungsgrad-Meßeinheit und einer Widerstandswertände rung des Sensors auf der Grundlage von Umgebungsbe dingungen sowie
einen Teiler zum Teilen der Verschmutzungsgrad werte zwischen dem Höchstwert und dem Mindestwert in vorbestimmte Stufen (steps) gemäß den diskriminier ten Verschmutzungszustandsbedingungen des Verschmut zungszustand-Diskriminators, zum Speichern der Ver schmutzungsgradwerte nach (by) den vorbestimmten Stufen in der Speichereinheit und zum Ausgeben eines Verschmutzungsgrad-Anzeigesteuersignals und eines Luftstromregelsignals in Übereinstimmung mit der dem diskriminierten Verschmutzungszustand entsprechen den Verschmutzungsgradstufe.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschmutzungsgrad-Anzeigeeinheit den Ver schmutzungsgrad nach bzw. in einer oder mehreren Stufen anzeigt.

4. Verfahren zum Messen eines Verschmutzungsgrads bei einem Luftreinigungsgerät, umfassend die folgenden Schritte:

a) Zählen oder Bestimmung einer Warmlaufzeit nach dem Einschalten (Anspannunglegen) des Luftrei nigungsgeräts zum Prüfen des Ablaufs der Warmlauf zeit, Regeln des Luftstroms oder -durchsatzes eines Gebläses auf einen Höchstwert nach Ablauf der Warm laufzeit und Auslesen eines Verschmutzungsgrad-Meß werts in einem konstanten Intervall,
b) Diskriminieren eines Gefälles oder einer Steilheit (slope) der Verschmutzungsgrad-Meßwerte während einer vorbestimmten Zeitspanne,
c) dann, wenn das (die) gemessene Gefälle oder Steilheit abnimmt, Diskriminieren eines Verschmut zungszustands oder Setzen bzw. Vorgeben eines An fangsbezugswerts bezüglich eines Luftrein- oder Reinluftzustands,
d) dann, wenn das (die) diskriminierte Gefälle oder Steilheit natürlich aufrechterhalten wird oder bleibt, Rücksetzen des Mindestwerts oder Diskrimi nieren eines Verschmutzungszustands,
e) dann, wenn sich das (die) diskriminierte Ge fälle oder Steilheit erhöht, Durchführen einer Selbstlernfunktion des (durch) Rücksetzen(s) der Höchst- und Mindestwerte und durch automatisches Rücksetzen von Verschmutzungsgradstufen und
f) nach Durchführung jedes Verschmutzungszu stand-Diskriminierschritts Rückkehr zum Anfangs schritt des Auslesens eines neuen Verschmutzungs grad-Meßwerts und Steuern des Systems nach Maßgabe der Gefälle- oder Steilheitsdiskriminierung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) folgende Schritte umfaßt:
(c-1) dann, wenn das (die) diskriminierte Gefälle oder Steilheit abnimmt, Prüfen, ob das (die) Gefälle oder Steilheit des aktuellen Verschmutzungsgrad-Meß werts einem (einer) anfänglichen Gefälle oder Steil heit, (Vd-Vs)-Stabilisierzeit, gleich ist, während der Stabilisierzeit, die gegeben ist oder vorliegt, bis ein Widerstandswert eines Sensors nach der Warm laufzeit einen stabilen Widerstandswert erreicht,
(c-2) Setzen oder Vorgeben des aktuellen Ver schmutzungsgrad-Meßwerts als Bezugswert (Mindest wert) für den Luftreinzustand, wenn das (die) Ge fälle oder Steilheit des aktuellen Verschmutzungs grad-Meßwerts dem (der) anfänglichen Gefälle oder Steilheit gleich ist,
(c-3) dann, wenn das (die) Gefälle oder Steilheit des aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßwerts dem (der) anfänglichen Gefälle oder Steilheit nicht gleich ist, Durchführen des Verschmutzungszustands-Diskri minierschritts zum Diskriminieren eines Verschmut zungszustands entsprechend dem (der) Gefälle oder Steilheit und dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meß wert sowie Steuern der Anzeige des Verschmutzungs grads und Regeln des Luftstroms des Gebläses nach Maßgabe des diskriminierten Verschmutzungszustands.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) folgende Schritte umfaßt:
(d-1) Vergleichen des aktuellen Verschmutzungs grad-Meßwerts mit dem vorher in der Speichereinheit (ab)gespeicherten Mindestwert, wenn das (die) dis kriminierte Gefälle oder Steilheit natürlich auf rechterhalten wird oder bleibt,
(d-2) Speichern des aktuellen Verschmutzungsgrad- Meßwerts als neuer Mindestwert in der Speicherein heit, wenn der aktuelle Verschmutzungsgrad-Meßwert nicht größer ist als der vorherige Mindestwert, und
(d-3) dann, wenn der aktuelle Verschmutzungsgrad- Meßwert größer ist als der vorherige Mindestwert, Durchführen des Verschmutzungszustand-Diskriminier schritts zum Diskriminieren eines Verschmutzungszu stands entsprechend dem aktuellen Verschmutzungs grad-Meßwert sowie Steuern der Anzeige des Verschmut zungsgrads und Regeln des Luftstroms des Gebläses nach Maßgabe des diskriminierten Verschmutzungs zustands.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) folgende Schritte umfaßt:
(e-1) Vergleichen des aktuellen Verschmutzungs grad-Meßwerts mit einem Spannungswert nach (by) in die Speichereinheit (ab)gespeicherten Verschmutzungs gradstufen (steps), wenn das (die) diskriminierte Gefälle oder Steilheit ansteigt,
(e-2) dann, wenn der Spannungswert entsprechend dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert in der Speichereinheit (ab)gespeichert worden ist, Durchführen des Verschmutzungszustand-Diskriminier schritts zum Anzeigen des Verschmutzungsgrads der Stufe entsprechend dem aktuellen Verschmutzungsgrad- Meßspannungswert und Regeln des Luftstroms des Ge bläses nach Maßgabe der betreffenden Stufe sowie
(e-3) dann, wenn kein Spannungswert nach (by) Ver schmutzungsgradstufen in der Speichereinheit ge speichert ist oder kein Spannungswert entsprechend dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert in der Speichereinheit vorhanden ist oder vorliegt, Rücksetzen der Höchst- und Mindestwerte, Rücksetzen des Spannungswerts nach (by) Verschmutzungsgradstu fen in Übereinstimmung mit den rückgesetzten Höchst- und Mindestwerten und Durchführen des Verschmutzungs zustand-Diskriminierschritt zum Anzeigen des Ver schmutzungsgrads der Stufe entsprechend dem aktuel len Verschmutzungsgrad-Meßspannungswert und Regeln des Luftstroms des Gebläses nach Maßgabe der betref fenden Stufe.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e-3) folgende (Unter-)Schritte um faßt:
(e-3-1) Speichern des aktuellen Verschmutzungs grad-Meßspannungswerts als neuer Höchstwert in der Speichereinheit, wenn kein Spannungswert nach (by) Verschmutzungsgradstufen in der Speichereinheit (ab)gespeichert ist oder wenn kein Spannungswert entsprechend dem aktuellen Verschmutzungsgrad-Meß spannungswert in der Speichereinheit vorliegt,
(e-3-2) Speichern des aktuellen Verschmutzungs grad-Meßspannungswerts als neuer Mindestwert in der Speichereinheit, wenn sich der Verschmutzungsgrad- Meßwert während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Abspeichern des neuen Höchstwerts in der Spei chereinheit nicht ändert,
(e-3-3) Ableiten oder Bilden eines Differenz werts zwischen dem neuen Höchstwert und dem neuen Mindestwert,
(e-3-4) Vergleichen des Differenzwerts mit einem vorbestimmten Bezugswert und dann, wenn der Diffe renzwert kleiner ist als der vorbestimmte Bezugs wert, Durchführen des Verschmutzungszustand-Diskri minierschritts zum Anzeigen des Verschmutzungsgrads der Stufe entsprechend dem aktuellen Verschmutzungs grad-Meßspannungswert und Regeln des Luftstroms des Gebläses nach Maßgabe der betreffenden Stufe,
(e-3-5) Teilen des Differenzwerts in N Verschmut zungsgradstufen, wenn der Differenzwert nicht klei ner ist als der vorbestimmte Bezugswert, und Spei chern des Spannungswerts nach (by) den N Verschmut zungsgradstufen sowie
(e-3-6) Durchführen des Verschmutzungszustand- Diskriminierschritts zum Anzeigen des Verschmutzungs grads der Stufe entsprechend dem aktuellen Verschmut zungsgrad-Meßspannungswert und Regeln des Luftstroms des Gebläses nach Maßgabe der betreffenden Stufe.