过滤单元有效性检测系统及检测方法与流程

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种过滤单元有效性检测系统及检测方法。

背景技术：

在空气污染日益严重的今天，如空气净化器等空气净化设备得到了越来越多消费者的青睐。在空气净化设备中，起净化作用的是其中的过滤单元。随着空气净化设备使用时间的增加，过滤单元的容尘量会随之增加，空气流经过滤单元所受到阻力也会增大，从而使得过滤效果变差。对于何时更换过滤单元，目前最常用办法的是对过滤单元的使用时间进行监控，当达到一定的使用期限后即更换过滤单元，但过滤单元在一定使用时间内的容尘量还与使用环境等因素有关，因此上述方案不能够准确地反映过滤单元的使用情况。

针对现有技术的缺陷，需要提供一种新的过滤单元有效性检测系统及检测方法，实现对过滤单元使用情况的准确检测，在保证过滤效果的同时使过滤单元得到充分使用。

技术实现要素：

本发明提供了一种过滤单元有效性检测系统及检测方法，解决不能准确检测过滤单元使用情况的问题。

本发明的一个目的在于一种过滤单元有效性检测系统，包括分别设置在所述过滤单元两侧的超声波传感器和挡板；所述超声波传感器包括发送器和接收器，所述发送器用于发送超声波信号，所述接收器用于接收经所述过滤单元和挡板反射的超声波信号；所述检测系统还包括计时器，所述计时器用于采集从发送超声波信号到接收到过滤单元反射的超声波信号的时间，以及从发送超声波信号到接收到挡板反射的超声波信号的时间。

进一步地，所述检测系统还包括处理器和存储单元；所述处理器用于与所述超声波传感器和计时器连接；所述存储单元内储存有多条指令，所述指令被所述处理器执行时使所述处理器控制：发送器发送超声波信号；接收器接收超声波信号；以及计时器采集从发送超声波到接收到反射的超声波信号的时间，并计算接收到挡板反射的超声波信号和过滤单元反射的超声波信号的时间差，获得反射时间差。

进一步地，所述发送器的频率为20khz至20mhz。

进一步地，所述系统包括报警单元，所述过滤单元失效时，所述报警单元用于输出报警信号。

进一步地，所述检测系统还包括标准过滤单元；所述标准过滤单元达临界失效状态时，用于计算接收到挡板反射的超声波信号和标准过滤单元反射的超声波信号的标准反射时间差。

进一步地，所述标准过滤单元达临界失效状态。

进一步地，所述存储介质中还储存有标准反射时间差，所述标准反射时间差是标准过滤单元达临界失效状态时，接收到挡板反射的超声波信号和标准过滤单元反射的超声波信号的时间差。

本发明的第二个目的在于提供一种过滤单元有效性检测方法，用于上述任一种所述的过滤单元有效性检测系统，其特征在于，包括以下步骤：

s1、采用发送器发送超声波信号，并分别采集从发射超声波信号到接收到过滤单元反射的超声波信号的时间，以及从发射超声波信号到接收到挡板反射的超声波信号时间，确定反射时间差；

s2、根据反射时间差与标准反射时间差确定过滤单元的有效性；所述标准反射时间差是标准过滤单元达临界失效状态时，接收到挡板反射的超声波信号和标准过滤单元反射的超声波信号的时间差。

进一步地，所述步骤s2为：当反射时间差＞标准反射时间差时，确定过滤单元有效；当所述反射时间差≤标准反射时间差时，确定过滤单元失效。

进一步地，所述检测方法还包括确定标准反射时间差的步骤：

采用标准过滤单元吸附盐性颗粒，使所述标准过滤单元达临界失效状态；分别采集从发射超声波信号到接收到标准过滤单元反射的超声波信号的时间，以及从发射超声波信号到接收到挡板反射的超声波信号的时间，确定标准时间差。

本发明提供的检测系统结构简单，操作方便，通过采集接收到过滤单元反射的超声波信号的时间和挡板反射的超声波信号的时间，计算挡板反射的超声波信号和过滤单元反射的超声波信号的反射时间差，即可准确确定过滤单元的使用状态，从而能够在保证过滤效果的同时使过滤单元得到充分使用。

附图说明

图1是本发明第一实施例中检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。

此说明书中，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如可以是点连接，也可以是通过中间媒介连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解具体含义。

参考图1，本发明第一实施例提供了一种过滤单元有效性检测系统，包括分别设置在所述过滤单元1两侧的超声波传感器2和挡板3；所述超声波传感器2包括发送器21和接收器22，所述发送器21用于发送超声波信号；所述接收器22用于接收经所述过滤单元1和挡板3反射的超声波信号；所述检测系统还包括计时器4，所述计时器4用于采从发送超声波信号到接收到过滤单元2反射的超声波信号的时间，以及从发送超声波信号到接收到挡板3反射的超声波信号的时间。

需要说明的是，本发明可以用于检测多种不同形式的过滤单元的有效性。例如空气净化装置上的滤网，防护面罩上的滤芯等。

所述挡板并无特殊限制，只需能对所述发送器发射的超声波信号起反射作用即可。本发明一具体实施例中，所述挡板为滤网支架。

采用过滤单元吸附空气中的污染物时，大部分污染物的尺寸在2.5微米至10微米之间，远小于超声波的波长。当超声波从过滤单元中穿过遇到污染颗粒时，会沿原有传播途径继续行进，超声波在固体中的传播速度。

其中，e为介质的杨氏弹性模量；ρ为介质的密度；σ为泊松比，由于污染颗粒尺寸远小于超声波波长，≈1；使得，即超声波在污染颗粒中的传播速度大于在空气中的传播速度；因此，过滤单元内吸附的污染颗粒越多，超声波传播的时间越短。

本发明通过采计算挡板反射的超声波信号和过滤单元反射的超声波信号的反射时间差，即可准确确定过滤单元的使用状态。

进一步地，所述检测系统还包括处理器5和存储单元（图中未示出）；所述处理器5用于与所述超声波传感器2连接；所述存储单元内储存有多条指令，所述指令被所述处理器5执行时使所述处理器5控制：发送器21发送超声波信号；接收器22接收超声波信号；以及计时器4采集接收到反射的超声波信号的时间，并计算接收到所述挡板3反射的超声波信号和过滤单元1反射的超声波信号的时间差，获得反射时间差。

进一步地，所述发送器的频率为20khz至30khz；所述计时器的频率为10mhz至15mhz。

进一步地，所述检测系统还包括报警单元（图中未示出），所述报警单元通过电路与所述处理器连接，当所述过滤单元失效时，所述报警单元用于输出报警信号。本方案能够通过报警信号提供使用者更换过滤单元，避免由于过滤单元失效造成空气净化效果不佳的情况。

本发明一具体实施方式中，所述检测系统还包括标准过滤单元（图中未示出）；所述标准过滤单元达临界失效状态时，用于计算接收到挡板反射的超声波信号和标准过滤单元反射的超声波信号的标准反射时间差。

需要说明的是，本发明可以根据国家标准、行业标准或企业标准自定义标准单元的临界失效状态。本方案可以采用检测系统检测处于临界失效状态时的标准过滤单元，获得的反射时间差即为标准反射时间差，通过比较待检测过滤单元处于检测状态时获得的反射时间差与标准反射时间差之间的关系，即可准确判断待检测过滤单元的有效性。

进一步地，所述标准过滤单元达临界失效状态。本方案无需额外对标准功率单元进行加载。

本发明另一具体实施例中，所述存储介质中还储存有标准反射时间差，所述标准反射时间差是标准过滤单元达临界失效状态时，接收到挡板反射的超声波信号和标准过滤单元反射的超声波信号的时间差。

需要说明的是，所述标准反射时间差可以是采用本实施例相同规格的检测系统计算的数据。

采用本实施例的检测系统对过滤单元有效性进行检测的方法，包括以下步骤：

s1、采用所述发送器发送超声波信号，并分别采集过滤单元反射的超声波信号的时间t1和挡板反射的超声波信号时间t2，确定反射时间差t=t2-t1；

s2、根据反射时间差t与标准反射时间差t确定过滤单元的有效性；所述标准反射时间差t是标准过滤单元达临界失效状态时，接收器接收到挡板反射的超声波信号和标准过滤单元反射的超声波信号的时间差。

进一步地，所述步骤s2为：当反射时间差t＞标准反射时间差t时，确定过滤单元有效；当反射时间差t≤标准反射时间差t时，确定过滤单元失效。

进一步地，所述检测方法还包括确定标准反射时间差的步骤：

采用标准过滤单元吸附盐性颗粒，使所述标准过滤单元达临界失效状态；分别采集标准过滤单元反射的超声波信号的时间t1和挡板反射的超声波信号的时间t2，确定标准时间差t=t2-t1。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。