一种基于STM8单片机智能控制型等离子空气净化器的制作方法

文档序号:11983710阅读:1009来源:国知局

本实用新型涉及一种空气净化器,尤其涉及一种基于STM8单片机智能控制型等离子空气净化器。



背景技术:

随着社会经济的发展,空气污染问题已日益突出,尤其是近几年来,空气雾霾及室内空气污染已严重的威胁着人类的健康,因此,为了改善空气质量,生产一种净化效果好、节能环保的等离子空气净化器已尤为必要。

现有的等离子空气净化器能够去除空气中的有害物质,然而正负极板的高压在进行放电时,产生的氧离子会与空气中的氧分子结合产生臭氧,臭氧对人体呼吸道有害。对于不同种类的空气质量污染物,现有的等离子空气净化器均采用同一净化功率,无法使空气净化效率达到最佳;无法根据空气质量的情况自动调整风扇转速;无法显示当前空气质量情况及温度。

文献《电晕放电等离子体催化室内空气净化器的研制》涉及一种以电晕放电除尘以及等离子体放电催化为主要原理的室内空气净化器,其以等离子风为动力的设计具备了静音和低耗的优势,但相对于本实用新型此净化器无显示装置,无法显示当前空气的质量、温度、风机转速等参考信息,不够智能。

中国专利:一种等离子空气净化器(CN 105091120 A)、一种高压静电等离子空气净化器及其净化方法(CN 105091120 A)均涉及一种高压电离等离子空气净化器,与本实用新型类似,净化器内部含有木炭吸附过滤层、等离子发生层、臭氧处理层,虽具有良好的净化效果,但是本实用新型的优势在于可根据空气质量的实际情况,通过单片机控制PWM波的占空比自动调整电源的输出电压,不仅具有理想的净化效果,而且节能。

中国专利:一种等离子空气净化器(CN 204063331U)涉及一种含有加湿器的等离子空气净化器,此净化器设有HEPA除尘过滤网,采用抗过敏图层设计,可去除过敏原等物质,其周围还设有过滤网密封圈,可以提高净化器的气密性以及净化效率。此净化器的不足之处在于高压击穿空气产生等离子后,氧离子与空气中的氧分子结合后会产生对人体有害的臭氧。本实用新型相对于上述专利设有臭氧处理层,以紫外灯为光源,TiO2为光催化剂,对臭氧具有良好的的分解作用,净化效果进一步提升。

文献:一种电晕放电与光催化协同净化室内空气研究(Adaptive unscented Kalman filter of fuzzy logic interacting multiple model,FLIMM-AUKF)。文中所述的等离子发生装置采用的是针板式结构,这种结构在顶尖处进行放电,产生的等离子浓度不高,净化效果不理想。而本实用新型采用的镍镉金属带是沿着电极的四周处作电晕放电的,产生的等离子浓度高,净化效果好。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了提供一种基于STM8单片机智能控制型等离子空气净化器,具有风速可调节、可除臭氧、可根据空气质量的情况调整净化器功率、可显示空气质量情况的特性。不仅能够吸附空气中的灰尘颗粒,而且能够消灭空气中的细菌、病毒,有效的清除室内装修后产生的甲醛、笨化学污染物等。

本实用新型的目的是这样实现的:在壳体的一侧设置有进风口、另一侧设置有出风口,在进风口处的壳体内设置有风机,壳体内还依次设置有木炭过滤吸附层、等离子发生层和臭氧处理层,在壳体的顶部设置有开关按钮、显示装置以及风速控制按钮,壳体底部设置有STM8单片机智能控制装置和脉冲电源,风机下方设置有空气质量传感器和温度传感器,空气质量传感器、温度传感器、开关按钮、显示装置以及风速控制按钮均与STM8单片机智能控制装置连接。

本实用新型还包括这样一些结构特征:

1.木炭过滤吸附层位于进风口侧,臭氧处理层位于出风口侧,等离子发生层位于木炭过滤吸附层与臭氧处理层之间。

2.等离子发生层的正极板由镍铬合金带组成,负极板由涂有TIO2的铝板组成,正极板之间由铜导线连接,负极板之间由螺柱连接,正负极板间由尼龙柱连接。这种极板间的连接方式简洁、方便。净化器可自由拆卸,有利于维护与清洗。

3.臭氧处理层由紫外灯作为光源,含有光导纤维束和纳米光催化剂。

4.所述STM8单片机智能控制装置结合最优化算法,可根据空气质量传感器和温度传感器探测得到的空气质量产生不同频率、不同占空比的控制风机输出电压的PWM波,调整风机转速。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型针对传统等离子空气净化器不能根据空气质量情况自动调整风机的转速及无法自动调节脉冲电源电压、无法彻底去除臭氧等缺点,引入STM8单片机作为控制装置的核心,控制装置结合最优化算法将温度及空气质量传感器感知的信息传递到STM8单片机系统中,由单片机控制输出的PWM波控制风机的转速及脉冲电源的电压,使空气与等离子浓度接触面最大,充分净化空气;同时控制显示系统显示温度及空气质量情况;本实用新型不仅设有木炭吸附过滤层及等离子发生层,而且设有臭氧处理层,该层基于常温下光催化氧化机理,采用纳米光催化剂(如TiO2),光导纤维束为载体,紫外灯为光源协同合作,以实现最大限度的发挥光催化剂的分解作用,最大限度的清除臭氧,提高空气的净化效率。本实用新型可以检测温度及空气质量情况、杀灭病毒细菌、分解甲醛、苯等化学有害气体,而且体积小,使用寿命长,广泛应用于工厂、医院等公共场地。

附图说明

图1是是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

结合图1,本实用新型包括壳体12、及壳体内部的空气质量传感器6、温度传感器7、风机(风扇)5、开关2、移动轮10、控制按钮3、显示装置1、STM8单片机智能控制装置9、脉冲电源15、高压包11、木炭吸附过滤层8、臭氧处理层14、等离子发生层4、电源线13以及进风口、出风口,所述进风口位于箱体最左侧,所述出风口位于箱体最右侧,所述进风口处设有风扇,所述风扇下方设有空气质量传感器、温度传感器,所述STM8单片机智能控制装置位于箱体底部,所述移动轮位于箱体下端,壳体下方设有智能控制装置、脉冲电源、高压包;所述脉冲电源及高压包位于智能控制装置内部,所述显示装置位于箱体顶部,也即壳体上方设有显示屏,所述开关按钮及风速调整按钮位于箱体顶部,且位于显示装置同侧。壳体内部设有木炭吸附过滤层、等离子发生层、臭氧处理层;壳体外壳处接有电源插头。

所述智能控制装置由STM8单片机作为主控装置,所述STM8单片机结合最优化算法可根据空气质量情况产生不同频率、不同占空比的PWM波,从而调整脉冲电源的幅值和频率。显示装置可以显示等当前空气净化器产生的等离子浓度、温度、空气质量情况。也即本实用新型由显示屏显示当前温度、空气质量情况,系统可以根据当前空气质量情况智能的调整风扇风机转速、脉冲电源电压,使空气与等离子浓度接触面最大,充分净化空气。

进一步地,本实用新型还可以是:所述木炭吸附过滤层位于风扇右侧,所述臭氧处理层位于出风口左侧,所述等离子发生层位于木炭吸附过滤层右侧、臭氧处理层左侧。

等离子发生层的负极板由涂有TIO2的铝板组成、正极板由镍铬合金带组成,正极板之间由铜导线连接,负极板之间由螺柱(导电性较好)连接,正负极板间由尼龙柱(廉价)连接。臭氧处理层含有光导纤维束和纳米光催化剂。

本实用新型由STM8单片机作为智能控制系统的核心,净化器开启后,空气质量传感器将空气信息传递给单片机控制系统,由净化器顶部的显示屏显示此刻的空气质量情况,由单片机控制系统控制风机输出电压的PWM波,从而调整风机的转速,使风机转速达到最佳,净化器净化效果达到最好。也即单片机根据空气质量的情况判断电源应输出的最佳电压,通过程序控制单片机的IO口,产生最佳宽度的PWM波,使净化功率达到最佳,有利于节能。

当空气中的污染物经过第一层木炭吸附过滤层及等离子发生层后,进入箱体内部右侧的臭氧处理层,臭氧处理层是基于常温下光催化氧化机理,采用纳米光催化剂(如TiO2),光导纤维束为载体,紫外灯为光源的一种空气净化层。该层通过优化紫外光强度对净化效率的影响以及优化纳米光催化通风装置设计,以实现最大限度的发挥光催化剂的分解作用,提高空气质量的净化效率。

更为具体的说:本实用新型提供的等离子空气净化器的净化方法,包括以下步骤:

步骤一:开启电源,位于净化器最左侧的温度传感器和空气质量传感器开始工作,将空气温度、质量信息传递到净化器底部的智能控制系统中,由智能控制系统控制显示屏显示此时的温度、空气质量情况,调整最佳风扇转速。

步骤二:开启风扇后,空气进入到第一层木炭吸附过滤层,由木炭吸附过滤层拦截毛发、宠物毛屑、大颗粒灰尘。

步骤三:空气经过第一层木炭吸附过滤层后,大颗粒杂质基本被滤除,进入第二层等离子体发生层。脉冲电源的正、负极分别与等离子体装置的正负极相连,产生1.5-2.5万伏的高压。高压电离空气后,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体,轰击污染物分子,使其电离、解离和激发,等离子体对细胞膜也可以严重击穿和破坏,因此不仅可以净化甲醛、苯、氡、氨气、等高分子有机物,也可以消灭细菌病毒等有害物质。智能控制系统可根据空气质量情况自动调整电源电压,使电离的等离子浓度达到最佳,提高空气的净化效率。

步骤四:空气经过第二层等离子体发生层时,电离出的氧离子和空气中的氧分子,会结合产生少量臭氧,少量的臭氧进入第三层臭氧处理层。臭氧处理装层是基于常温下光催化氧化机理,采用纳米光催化剂(如TiO2),光导纤维束为载体,紫外灯为光源的空气净化层。该净化层通过优化紫外光强度对净化效率的影响以及优化纳米光催化通风装置设计,以实现最大限度的发挥光催化剂的分解作用,提高空气的净化效率。

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