一种高效过滤器使用寿命的检测方法及洁净工作台与流程

1.本发明涉及空气净化技术领域，具体而言，涉及一种高效过滤器使用寿命的检测方法及洁净工作台。


背景技术：

2.洁净工作台是一种用于医疗机构，可提供洁净等级为iso等级5(100级)或更高等级的局部操作环境的空气净化设备，高效过滤器是其关键零件，需定期更换，因此，需要时刻检测高效过滤器的使用寿命，提醒用户及时更换。
3.目前，通常采用由压差传感器检测高效过滤器两端压差的方法来检测高效过滤器的使用寿命，使用该方法来检测高效过滤器使用寿命的洁净工作台结构不仅需要安装价格较为昂贵的压差传感器，并且还需要采用接头、气管等耗材将压差传感器分别与低压区以及高压区连通，使得洁净工作台的结构较为复杂，成本较高。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何在方便检测高效过滤器使用寿命的同时，简化洁净工作台的结构，降低成本。
5.为解决上述问题，本发明提供一种高效过滤器使用寿命的检测方法，包括：
6.获取风扇电机的初始电压值、第一电压值和最大电压值；
7.判断所述第一电压值、所述初始电压值以及所述最大电压值是否满足第一预设条件；
8.若满足所述第一预设条件，则根据所述第一预设条件获取高效过滤器的剩余寿命。
9.进一步地，所述获取所述风扇电机的所述初始电压值包括：
10.判断所述高效过滤器是否为首次通电或刚更换；
11.若是，则获取所述风扇电机的预设风速值和第一风速值，判断所述预设风速值和所述第一风速值是否满足第二预设条件，所述第二预设条件包括：q
v1
＝q
v0
±
δv,其中，q
v1
为所述第一风速值，q
v0
为所述预设风速值，δv为区间值；
12.若满足所述第二预设条件，则获取所述风扇电机的所述初始电压值。
13.进一步地，若所述预设风速值和所述第一风速值不满足所述第二预设条件，则判断所述预设风速值和所述第一风速值是否满足第三预设条件，所述第三预设条件包括：q
v1
＜q
v0-δv。
14.进一步地，若所述预设风速值和所述第一风速值满足所述第三预设条件，则将所述第一电压值增加一个预设值。
15.进一步地，若所述预设风速值和所述第一风速值不满足所述第三预设条件，则将所述第一电压值减少一个预设值。
16.进一步地，所述判断所述第一电压值、所述初始电压值以及所述最大电压值是否
满足所述第一预设条件中，所述第一预设条件包括：
17.其中，u0为所述初始电压值，u
max
为所述最大电压值,u1为所述第一电压值，n为所述初始电压值至所述最大电压值之间的等分区间数量。
18.进一步地，所述根据所述第一预设条件获取高效过滤器的剩余寿命包括：
19.若满足所述第一预设条件，则获取所述高效过滤器的剩余寿命为
20.进一步地，在所述获取风扇电机的所述初始电压值、所述第一电压值和所述最大电压值之后，在所述判断所述第一电压值、所述初始电压值以及所述最大电压值是否满足所述第一预设条件之前，还包括：
21.判断所述第一电压值是否小于所述最大电压值；
22.若是，则判断所述预设风速值和所述第一风速值是否满足第二预设条件，所述第二预设条件包括：q
v1
＝q
v0
±
δv,其中，q
v1
为所述第一风速值，q
v0
为所述预设风速值，δv为区间值；
23.若不是，则获取所述高效过滤器的剩余寿命为零。
24.进一步地，所述判断所述预设风速值和所述第一风速值是否满足所述第二预设条件还包括：
25.若满足所述第二预设条件，则判断所述第一电压值、所述初始电压值以及所述最大电压值是否满足所述第一预设条件；
26.若不满足所述第二预设条件，则判断所述预设风速值和所述第一风速值是否满足第三预设条件，所述第三预设条件包括：q
v1
＜q
v0-δv。
27.进一步地，在所述判断所述第一电压值、所述初始电压值以及所述最大电压值是否满足所述第一预设条件之后，还包括：
28.若不满足所述第一预设条件，则判断所述第一电压值、所述初始电压值以及所述最大电压值是否满足第四预设条件，所述第四预设条件包括：其中，u0为所述初始电压值，u
max
为所述最大电压值,u1为所述第一电压值，n为所述初始电压值至所述最大电压值之间的等分区间数量，m为循环操作的次数，n≥m+1；
29.若满足所述第四预设条件，则获取所述高效过滤器的剩余寿命为
30.若不满足所述第四预设条件，则依次类推循环操作，直至获取所述高效过滤器的剩余寿命为零。
31.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
32.只需在现有洁净工作台的控制器中设置第一预设条件，通过控制器采集风扇电机的初始电压值、第一电压值和最大电压值，并判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件，即可根据第一预设条件获取高效过滤器的剩余寿命，相较于现有的采用压差传感器检测高效过滤器两端压差的方法来检测高效过滤器的使用寿命，可省去
现有洁净工作台上的压差传感器、接头以及气管等结构，不仅能够降低洁净工作台的成本，还能简化洁净工作台的结构。
33.本发明的另一目的在于提供一种洁净工作台，以解决如何在方便检测高效过滤器使用寿命的同时，简化洁净工作台的结构，降低成本。
34.为解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：
35.一种洁净工作台，采用如上所述的高效过滤器使用寿命的检测方法检测其高效过滤器的使用寿命，包括风扇电机、高效过滤器、微风速传感器和控制器，所述风扇电机、所述高效过滤器和所述微风速传感器分别与所述控制器电连接，所述风扇电机和所述微风速传感器沿气流方向分别设置在所述高效过滤器相对的两侧，所述控制器用于执行所述高效过滤器使用寿命的检测方法。
36.所述洁净工作台对于现有技术所具有的优势与上述高效过滤器使用寿命的检测方法相同，在此不再赘述。
附图说明
37.图1为本发明一实施例中高效过滤器使用寿命的检测方法的流程图；
38.图2为本发明一实施例中s100的子流程图；
39.图3为本发明另一实施例中高效过滤器使用寿命的检测方法的流程图；
40.图4为本发明另一实施例中s200的子流程图；
41.图5为本发明又一实施例中s500的子流程图；
42.图6为本发明实施例中高效过滤器使用寿命的检测方法的原理图；
43.图7为本发明实施例中洁净工作台的结构示意图；
44.图8为本发明实施例图7中a-a方向的剖视图。
45.附图标记说明：
46.1、风扇电机；2、高效过滤器；3、微风速传感器；4、控制器；5、台体；6、台架。
具体实施方式
47.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，附图中“x”的正向代表左方，相应地，“x”的反向代表右方；“y”的正向代表前方，相应地，“y”的反向代表后方；“z”的正向代表上方，相应地，“z”的反向代表下方，术语“x”、“y”、“z”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
49.术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于描述目的，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。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.用于医疗机构的洁净工作台通常采用电机风扇将空气从高效过滤器上方的高压区吹向其下方的低压工作区，在此过程中，高效过滤器将空气中的杂质进行过滤，使得进入
低压工作区的空气更加洁净，满足医疗洁净等级要求。为了保证进入低压工作区的空气洁净度，需要对高效过滤器的使用寿命进行实时检测，以便及时对其进行更换。
51.现有的洁净工作台通常是采用安装压差传感器的方式对高效过滤器的使用寿命进行检测，需要在设备内安装气管以及接头等耗材伸入高压区和低压区并分别与压差传感器连通，通过检测高压区与低压区的压差来判断高效过滤器的使用寿命，不仅造价昂贵，并且设备的内部结构更加复杂，安装和拆卸较为麻烦，维修保养也不方便。
52.为此，需要通过改变高效过滤器使用寿命的检测方法，从而实现对现有洁净工作台的结构进行简化，达到降低成本，方便安装和拆卸的效果。
53.结合图1所示，本发明的实施例提供一种高效过滤器使用寿命的检测方法，包括：
54.s100、获取风扇电机1的初始电压值、第一电压值和最大电压值；
55.本实施例中，初始电压值为高效过滤器2在寿命为100％时，风扇电机1运行平稳时一段时间内的平均电压，第一电压值为高效过滤器2在任意寿命时，风扇电机1运行平稳时一段时间内的平均电压，初始电压值和第一电压值均可在洁净工作台的电源接通正常开机，风扇电机1运行平稳后由控制板获取。
56.最大电压值可以是风扇电机1的额定电压也可以是其市值电压，示例性地，例如某型号风扇电机1的额定电压为100v，实际接的是220v市值电压，通过风扇电机1的内部保护，风扇电机1的最大电压也只能达到100v，则此种情况下最大电压值为100v，若某风扇电机1的额定电压为300v，而医疗机构的实验室实际只能提供的电压为220v，则此种情况下最大电压值为220v，最大电压值也可由控制板根据实际情况获取。
57.当控制板发送信号控制风扇电机1以最大电压值工作时，风扇电机1的运行负荷达到最大，说明此时高效过滤器2已经达到使用寿命为零的状态，需要更换高效过滤器2。
58.s300、判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件；
59.具体地，本实施例中，控制板中预先设置有运算逻辑，控制板获取第一电压值、初始电压值以及最大电压值之后，通过将第一电压值与初始电压值以及最大电压值的关系进行比较后，判断三者之间是否满足第一预设条件。
60.s400、若满足第一预设条件，则根据第一预设条件获取高效过滤器2的剩余寿命。
61.具体地，本实施例中，如果控制板判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值三者之间满足第一预设条件，则控制板根据第一预设条件的运算逻辑得出高效过滤器2的剩余寿命百分比，并通过显示单元进行显示。
62.需说明的是，第一电压值越接近初始电压值，说明风扇电机1此时的负荷越接近高效过滤器使用寿命为100％时的负荷，空气穿透高效过滤器2的阻力越小，高效过滤器2的使用寿命百分比越高，相反，第一电压值越接近最大电压值，说明风扇电机1此时的负荷越接近高效过滤器使用寿命为零时的负荷，空气穿透高效过滤器2的阻力越大，高效过滤器2的使用寿命百分比也就越低。
63.这样，只需在现有洁净工作台的控制器4中设置第一预设条件，通过控制器4采集风扇电机1的初始电压值、第一电压值和最大电压值，并判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件，即可根据第一预设条件获取高效过滤器2的剩余寿命，相较于现有的采用压差传感器检测高效过滤器2两端压差的方法来检测高效过滤器2的使用寿命，可省去现有洁净工作台上的压差传感器、接头以及气管等结构，不仅能够降低洁净
工作台的成本，还能简化洁净工作台的结构。
64.进一步地，结合图2所示，s100中获取风扇电机1的初始电压值包括：
65.s110、判断高效过滤器2是否为首次通电或刚更换；
66.s120、若是，则获取风扇电机1的预设风速值和第一风速值，判断预设风速值和第一风速值是否满足第二预设条件；
67.s130、若满足第二预设条件，则获取风扇电机1的初始电压值。
68.具体地，本实施例中，洁净工作台的电源接通正常开机后，控制板送出电信号并由电源提供一个预设电压给风扇电机1进行工作，此时，高效过滤器2上方的风压增大，空气经过高效过滤器2送往压力较低的微风速传感器3所在的工作区处，控制板判断此时机器状态是否为首次通电或刚更换高效过滤器2。若是，则由控制板采集微风速传感器3的第一风速值，并由控制板判断第一风速值与预设风速值之间是否满足第二预设条件，若第一风速值与预设风速值之间满足第二预设条件，则控制板将风扇电机1此时的电压值记为初始电压值。
69.其中，预设风速值为医疗设备要求的工作区风速，通常称为产品宣称风速，例如，某型号的医疗设备宣称额定功率下的工作区风速在0.32m/s，那么该产品的预设风速值就是0.32m/s，预设风速值可直接由人工输入或预先存储在医疗设备的存储介质中并由控制板读取。
70.需要说明的是，在判断高效过滤器2是否为首次通电或刚更换的过程中，控制板可记录高效过滤器2通电的脉冲次数，通过判断脉冲次数是否为1从而判断高效过滤器2是否为首次通电。
71.另外，高效过滤器2的使用寿命已到时会发出报警提示，此时，用户需要更换高效过滤器2，并点击控制板的屏幕按钮消除报警提示，报警提示消除的同时会给控制板一个信号从而判断出用户刚更换了高效过滤器2，若用户忘记点击按钮，控制板还可以通过判断前后两次通电后，风速达到预设风速的要求时，风扇电机1的工作电压是否出现较大的波动来判断是否更换了高效过滤器2。
72.示例性地，当高效过滤器2的寿命接近为零，风速达到预设风速的要求时，风扇电机1的工作电压为220v，当更换高效过滤器2并通电后，风速达到预设风速的要求时，风扇电机1的工作电压为130v，则可据此判定前后两次通电后风扇电机1的工作电压出现了大的波动，从而判断出更换了高效过滤器2。
73.这样，由于现有洁净工作台的低压工作区需要一个稳定的微风速环境，其低压工作区通常都配备有微风速传感器3以便实时检测风速，因此，该检测方法中只需利用现有的结构即可获取风扇电机1的初始电压值，为控制板后续获取高效过滤器2的剩余寿命提供必要的参数，相较于现有的采用压差传感器检测高效过滤器2两端压差的方法来检测高效过滤器2的使用寿命，可省去现有洁净工作台上的压差传感器、接头以及气管等结构，不仅能够降低洁净工作台的成本，还能简化洁净工作台的结构。
74.进一步地，结合图2所示，在s120中，第一风速值为风扇电机1在第一时间内的风速平均值，在s130中，初始电压值为风扇电机1在第一时间内的平均电压。
75.需要说明的是，本实施例中，第一时间不是指某一具体时刻，而应理解为一个时间段，其取值大小可根据需要选择，通常情况下其范围在2-10s之间，例如，第一时间可取2s、
3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s或10s等数值，其中，第一时间越短，第一风速值以及初始电压值的精度越低，高效过滤器2的剩余寿命百分比的精度越低，但实时性越强；第一时间越长，第一风速值以及初始电压值越精确，高效过滤器2的剩余寿命百分比的精度越高，但实时性越差。
76.需要说明的是，获取第一风速值所需的第一时间和获取初始电压值所需的第一时间可以采用相同的时长，也可以采用不同的时长，具体可根据需要进行设置。
77.优选地，本实施例中，获取第一风速值所需的第一时间和获取初始电压值所需的第一时间可以采用相同的时长，这样可在同一时长周期内同时获取第一风速值和初始电压值，即在判断出第一风速值与预设风速值满足第二预设条件之后立即可以判断出获取的电压值即为初始电压值，无需再等待下一个第一时长，在保证检测精度的同时可以节省检测时间。
78.进一步地，在s120中，判断预设风速值和第一风速值是否满足第二预设条件，第二预设条件包括：q
v1
＝q
v0
±
δv,其中，q
v1
为第一风速值，q
v0
为预设风速值，δv为区间值。
79.具体地，本实施例中，当q
v1
＝q
v0
±
δv时，即第一风速值等于预设风速值加减一个区间值时，可判断为预设风速值和第一风速值满足第二预设条件，此时，可执行s130，获取风扇电机1的初始电压值；当q
v1
≠q
v0
±
δv时，即第一风速值不等于预设风速值加减一个区间值时，可判断为预设风速值和第一风速值不满足第二预设条件，此时，可执行s120的后续操作。
80.其中，区间值δv的取值大小可根据需要选择，通常情况下其范围在0-0.05m/s之间，例如，区间值可取0.01m/s、0.02m/s、0.03m/s、0.04m/s或0.05m/s等数值，在此不做限制。
81.需要说明的是，区间值δv的取值越小，获取的第一风速值以及初始电压值的精度越高，高效过滤器2的剩余寿命百分比的精度越高，但误判几率越大，检测效率越低；区间值δv的取值越大，获取的第一风速值以及初始电压值的精度越低，高效过滤器2的剩余寿命百分比的精度越低，但误判几率越小，检测效率越高。
82.这样，通过将预设风速值设置一个区间值再与第一风速值的大小进行比较，可避免因第一风速值与预设风速值之间的细小误差而进行重复的循环检测，导致迟迟无法获取第一电压值而不能进行后续的检测，在保障检测质量的同时可以提高检测效率。
83.进一步地，结合图2所示，s120中获取风扇电机1的初始电压值还包括：
84.s121、若预设风速值和第一风速值不满足第二预设条件，则判断预设风速值和第一风速值是否满足第三预设条件，第三预设条件包括：q
v1
＜q
v0-δv。
85.需要说明的是，第三预设条件中的区间值与上述第二预设条件中的区间值为同一区间值。
86.这样，通过将预设风速值q
v0
与区间值δv的差值与第一风速值q
v1
进行比较，可判断第一风速值过高还是过低，为后续调节风扇电机1的工作电压提供依据。
87.进一步地，结合图2所示，s120还包括s122和s123，s122、若预设风速值和第一风速值满足第三预设条件，则将第一电压值增加一个预设值；s122、若预设风速值和第一风速值不满足第三预设条件，则将第一电压值减少一个预设值。
88.其中，预设值可直接由人工输入并由控制板在满足上述第三预设条件时读取，其
取值大小可根据需要选择，通常情况下其范围在2-10v之间，例如，预设值可取2v、3v、4v、5v、6v、7v、8v、9v或10v等数值。
89.需要说明的是，预设值越小，第一风速值以及初始电压值的精度越高，高效过滤器2的剩余寿命百分比的精度越高，但风扇电机1达到稳定运行需要的时间越长，实时性越差；预设值越大，第一风速值以及初始电压值的精度越低，高效过滤器2的剩余寿命百分比的精度越低，但风扇电机1达到稳定运行需要的时间越短，实时性越强。
90.这样，通过将第一电压值增加一个预设值或减少一个预设值，可快速地将风扇电机1调节至符合第二预设条件的稳定运行状态，方便进行后续的操作。
91.进一步地，在s300中判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件中，第一预设条件包括：其中，u0为初始电压值，u
max
为最大电压值,u1为第一电压值，n为初始电压值至最大电压值之间的等分区间数量；在s400中根据第一预设条件获取高效过滤器2的剩余寿命包括：若满足第一预设条件，则获取高效过滤器2的剩余寿命为
92.本实施例中，n值取决于初始电压值u0至最大电压值u
max
之间划分区间的多少，划分的区间越多，n值越大，高效过滤器2的剩余寿命显示区间越小，显示越精确。
93.需要说明的是，若第一电压值u1属于上述区间内，由于上述式中n值越大，与u0越接近，则说明第一电压值u1与初始电压值u0越接近，也就是说，高效过滤器2的剩余寿命百分比越大，相应地，n值越小，与u0的区间越大，说明第一电压值u1与最大电压值u
max
越接近，也就是说，高效过滤器2的剩余寿命百分比越小。
94.进一步地，结合图3和图4所示，在s100获取风扇电机1的初始电压值、第一电压值和最大电压值之后，在s300判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件之前，还包括：
95.s200、判断第一电压值是否小于最大电压值；
96.s210、若是，则判断预设风速值和第一风速值是否满足第二预设条件，第二预设条件包括：q
v1
＝q
v0
±
δv,其中，q
v1
为第一风速值，q
v0
为预设风速值，δv为区间值；
97.s220、若不是，则获取高效过滤器2的剩余寿命为零。
98.进一步地，结合图4所示，在s210中，判断预设风速值和第一风速值是否满足第二预设条件还包括：
99.s211、若满足第二预设条件，则判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件；
100.s212、若不满足第二预设条件，则判断预设风速值和第一风速值是否满足第三预设条件，第三预设条件包括：q
v1
＜q
v0-δv。
101.本实施例中，若控制板判断出第一电压值等于或超过最大电压值时，则说明风扇电机1已经处于临界工作状态或处于超负荷工作状态，此时，高效过滤器2的阻力已经到达了最大，也就是说高效过滤器2的使用寿命已经到达了极限，需要更换。
102.若控制板判断出第一电压值小于最大电压值时，则再次由微风速传感器3获取第一风速值，并判断预设风速值和第一风速值是否满足第二预设条件，具体过程如前文所述，在此不再赘述。
103.需要说明的是，通过在s300中判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第一预设条件之前，设置s200判断第一电压值是否小于最大电压值，可避免由于第一电压值、初始电压值以及最大电压值不在第一预设条件的范围内而出现漏判或错判，从而使得高效过滤器2的使用寿命检测更加准确和全面。
104.另外，通过再次对预设风速值和第一风速值是否满足第二预设条件进行判断，可避免因阶段性的实时风速或实时电压不稳定所带来的误判或错判，从而使得高效过滤器2的使用寿命检测更加准确。
105.进一步地，结合图5所示，在s300之后，该高效过滤器使用寿命的检测方法还包括：
106.s500、若不满足所述第一预设条件，则判断第一电压值、初始电压值以及最大电压值是否满足第四预设条件，第四预设条件包括：其中，u0为初始电压值，u
max
为最大电压值,u1为第一电压值，n为初始电压值至最大电压值之间的等分区间数量，m为循环操作的次数，n≥m+1；
107.s510、若满足第四预设条件，则获取高效过滤器2的剩余寿命为
108.s520、若不满足第四预设条件，则依次类推循环操作，直至获取高效过滤器2的剩余寿命为零。
109.示例性地，在s300之后，若第一电压值u1不属于区间不属于区间则判断第一电压值u1是否属于区间若是，则获取高效过滤器2的剩余寿命为n大于或等于2。
110.依次类推，若第一电压值u1不属于区间则判断第一电压值u1是否属于区间若是，则获取高效过滤器2的剩余寿命为n大于或等于3。
111.若第一电压值u1不属于区间则判断第一电压值u1是否
属于区间若是，则获取高效过滤器2的剩余寿命为n大于或等于4；
112.若不是，则依次类推直至获取高效过滤器2的剩余寿命为零。
113.这样，通过多次的循环操作，可避免由于第一电压值、初始电压值以及最大电压值不在某一特定区间范围内而出现漏判或错判，从而使得高效过滤器2的使用寿命检测更加准确和全面。
114.本发明的另一实施例提供一种洁净工作台，采用如上的高效过滤器使用寿命的检测方法检测其高效过滤器2的使用寿命，包括风扇电机1、高效过滤器2、微风速传感器3和控制器4，风扇电机1、高效过滤器2和微风速传感器3分别与控制器4电连接，风扇电机1和微风速传感器3沿气流方向分别设置在高效过滤器2相对的两侧，控制器4用于执行高效过滤器使用寿命的检测方法。
115.结合图7和图8所示，本实施例中，该洁净工作台包括台架6和台体5，台体5设置在台架6的中部，台架6上位于台体5上方的区域为该洁净工作台的箱式工作区，台架6上位于箱式工作区的顶部位置处设有高效过滤器2，台架6上位于高效过滤器2的上方位置处设有风扇电机1，台架6上位于高效过滤器2的下方位置处设有微风速传感器3，微风速传感器3用于检测箱式工作区的风速，台架6上位于高效过滤器2的前侧设有控制器4，控制器4采用控制板，风扇电机1、高效过滤器2以及微风速传感器3分别与控制板电连接。
116.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。