空气净化器及控制方法与流程

1.本发明涉及空气净化技术领域，具体地说，涉及一种空气净化器及控制方法。


背景技术：

2.空气净化器是用来净化室内空气的小型家电产品，主要解决室内空气污染问题，空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。
3.现有的一些空气净化器中，还设置有杀菌装置，如设置有紫外(uv)杀菌装置，该装置固定设置在净化器的内部，受限于空气净化器内部的空间尺寸，紫外杀菌装置的固定安装方式及其杀菌面积有限。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供了一种空气净化器及控制方法，该空气净化器利用现有的结构，在其风扇的扇叶上设置杀菌灯，节省空气净化器内部空间的同时，随扇叶转动的杀菌灯可有效地提高杀菌覆盖面及杀菌效率。
6.本发明的第一方面提供了一种空气净化器，包括风扇与杀菌系统；
7.所述杀菌系统包括至少一杀菌灯，所述至少一杀菌灯设置于所述风扇的扇叶的朝向滤网的一侧，所述至少一杀菌灯的运行参数可调节。
8.根据本发明的第一方面，所述杀菌系统还包括与所述至少一杀菌灯电连接的能量转换模块；
9.所述能量转换模块包括：
10.两个极性不同的磁铁；
11.环形感应线圈，位于两个所述磁铁之间，所述环形感应线圈与所述风扇的转轴连接且转轴的转动带动所述环形感应线圈转动并切割两个所述磁铁之间的磁场线。
12.根据本发明的第一方面，所述空气净化器还包括第一控制系统；
13.所述第一控制系统包括第一监测模块、第一算法模块和第一控制模块；
14.所述第一监测模块用于监测空气净化器的环境参数；
15.所述第一算法模块根据所述环境参数和预设的第一算法获得所述风扇的运行参数；
16.所述第一控制模块用于根据获得所述风扇的运行参数控制所述风扇。
17.根据本发明的第一方面，所述至少一杀菌灯与空气净化器的电源电连接。
18.根据本发明的第一方面，所述空气净化器还包括第二控制系统；
19.所述第二控制系统包括第二监测模块、第二算法模块和第二控制模块；
20.所述第二监测模块用于监测空气净化器的运行参数；
21.所述第二算法模块根据所述运行参数和预设的第二算法获得所述至少一杀菌灯
的运行参数；
22.所述第二控制模块用于根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯。
23.根据本发明的第一方面，所述空气净化器的运行参数为空气净化器的运行功率；和/或
24.所述至少一杀菌灯的运行参数为所述至少一杀菌灯的运行功率。
25.根据本发明的第一方面，所述空气净化器还包括第三控制系统；
26.所述第三控制系统包括第三监测模块、第三算法模块和第三控制模块；
27.所述第三监测模块用于监测空气净化器的环境参数；
28.所述第三算法模块根据所述环境参数和预设的第三算法获得所述至少一杀菌灯的运行参数；
29.所述第三控制模块用于根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯。
30.根据本发明的第一方面，所述至少一杀菌灯与滤网的距离在1cm至3cm之间和/或
31.所述至少一杀菌灯为短波紫外线led灯。
32.根据本发明的第一方面，所述杀菌系统包括一杀菌灯，所述杀菌灯在所述滤网的照射半径为r，所述杀菌灯与风扇的中心轴和滤网的边缘的中心轴线之间的距离为h，满足：距离h小于等于r，且(h+r)大于等于所述滤网最小的径向距离的1/2。
33.本发明的第二方面提供了一种控制方法，适用于所述的一空气净化器，所述控制方法包括以下步骤：
34.监测空气净化器的环境参数；
35.根据所述环境参数和预设的第一算法获得所述风扇的运行参数；
36.根据获得所述风扇的运行参数控制所述风扇。
37.本发明的第三方面提供了另一种控制方法一种控制方法，适用于权利所述的一空气净化器，所述控制方法包括以下步骤：
38.监测空气净化器的运行参数；
39.根据所述运行参数和预设的第二算法获得所述至少一杀菌灯的运行参数；
40.根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯；或
41.监测空气净化器的环境参数；
42.根据所述环境参数和预设的第三算法获得述获得所述至少一杀菌灯的运行参数；
43.根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯。
44.本发明的空气净化器中，利用空气净化器现有的机构，在其风扇的扇叶上设置杀菌灯，节省空气净化器内部空间的同时，随扇叶转动的杀菌灯可有效地提高杀菌覆盖面及杀菌效率；在一些实施中，空气净化器可以通过设置与风扇连动的能量转换模块，实现杀菌功能的自动控制。
附图说明
45.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理，通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所
作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本发明一实施例的空气净化器的结构示意图；
47.图2为本发明一实施例的杀菌灯可照射到的滤网的平面图；
48.图3为本发明第一实施例的空气净化器的结构示意图；
49.图4为本发明第一实施例的空气净化器的模块示意图；
50.图5为本发明第二实施例的空气净化器的模块示意图；
51.图6为本发明第三实施例的空气净化器的模块示意图；
52.图7为本发明一实施例的控制方法的流程图；
53.图8为本发明另一实施例的控制方法的流程图。
具体实施方式
54.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
55.在本说明书的表示中，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”等的表示意指结合该实施例或示例表示的具体特征、结构、材料或者特点包括于本说明书的至少一个实施例或示例中。而且，表示的具体特征、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表示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。
56.在通篇说明书中，当说某器件与另一器件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一器件相对于另一器件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它器件“下”的某器件则说明为在其它器件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90
°
或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。
57.虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来表示各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等表示。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
58.虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本说明书所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的内容相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。
59.本发明提供了一种空气净化器及控制方法，该空气净化器包括风扇与杀菌系统；所述杀菌系统包括至少一杀菌灯，所述至少一杀菌灯设置于所述风扇的扇叶的朝向滤网的一侧，所述至少一杀菌灯的运行参数可调节。本发明的空气净化器中，利用空气净化器现有的机构，在其风扇的扇叶上设置杀菌灯，节省空气净化器内部空间的同时，随扇叶转动的杀菌灯可有效地提高杀菌覆盖面及杀菌效率；在一些实施中，空气净化器可以通过设置与风扇连动的能量转换模块，实现杀菌功能的自动控制。
60.下面结合附图以及具体的实施例进一步阐述本发明的空气净化器及其控制方法，可以理解的是，各个具体实施例不作为本发明的保护范围的限制。
61.本发明的第一方面提供了一种空气净化器，包括风扇1与杀菌系统；
62.所述杀菌系统包括至少一杀菌灯21，所述至少一杀菌灯21设置于所述风扇1的扇叶11的朝向滤网9的一侧，所述至少一杀菌灯的运行参数可调节。
63.当然，空气净化器还包括电源、驱动风扇的电机、多个传感器、容置上述部件的壳体等，其中，风扇1可以是安装在电机的转轴上，电机转轴的转动驱动风扇1的转动。传感器可以是气体传感器、温度/湿度传感器等，气体传感器可以是pm2.5传感器或甲醛浓度检测器，pm2.5一般指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。
64.在具体的实施例中，每一扇叶上可以设置一个或多个杀菌灯，但每一扇叶上设置多个杀菌灯时，各个杀菌灯可以沿风扇的径向方向排布。本发明对杀菌灯的数量以及扇叶的数量不做限定。举例来说，风扇具有多个扇叶时，其每一扇叶均可设置一杀菌灯，也可以只在其中一个扇叶上设置一个或多个杀菌灯。
65.杀菌灯可以为产生波长为200～400nm的紫外线的uv杀菌灯。优选地，杀菌灯为短波紫外线(uvc)杀菌灯，即杀菌灯产生波长为200～280nm的短波紫外线，uvc杀菌灯可以为紫外线发光二极管，即为led杀菌灯。
66.在一些实施例中，所述至少一杀菌灯21与滤网9的距离在1cm至3cm之间，即如图1所示，滤网9设置于风扇1的出风方向的一侧，杀菌灯21设置于扇叶11的朝向滤网9的一侧，且杀菌灯21的光源垂直与滤网9平面，滤网9平面与杀菌灯21之间的垂直距离可以为1cm、2cm或3cm。表1为一实施例的一个uvc杀菌灯的杀菌效果，实施例中采用3m环境李斯特菌快检片配合使用标准的菌落计数器计数，通过改变uvc杀菌灯与细菌快检试片的距离和uvc杀菌灯照射时间的杀菌效果见表1，需说明的是，表1选择半定量检测的结果，其中“无菌”为快检片未检测到菌落；“少”为快检片检测到的菌落数可数且快检片整体颜色未发生改变；“多”为快检片检测到的菌落数多不可计，快检片颜色较深，呈紫色或棕色；“中”介于“少”与“多”之间，快检片颜色呈淡粉色。
67.表1为一实施例中不同距离、照射时间的杀菌效果
[0068][0069]
同时，测试结果还显示无uvc杀菌灯照射杀菌的对照组经过一天即有大面积的细菌产生，两天后更为明显。从表1可以看出，经uvc杀菌灯照射杀菌后，可抑制细菌生长，照射时间越长，抑制区域越明显，且整张试纸细菌总数明显较少，优选地，杀菌灯21与被目标杀菌面(本发明中为滤网9)之间的距离为2cm。
[0070]
杀菌灯的照射半径随其与滤网之间的距离变化而变化。当一杀菌灯与滤网9之间的距离固定时，其在该滤网上的照射半径固定，上述实施例中，uvc杀菌灯的照射半径在3.25cm至3.5cm之间。
[0071]
如图2的实施例中，一滤网的长度l为160mm，宽度w为120mm，由于周边被封装结构遮蔽，假设其有效面积s为总面积的95％，s约为18240mm2；
[0072]
以所述杀菌系统包括一杀菌灯，该杀菌灯(风扇)与滤网之间的距离固定，且有该杀菌灯在滤网处的照射半径r为3.25cm(即2r为65mm)为例，当风扇(杀菌灯)不转动时，其最大的照射面积为πr2(～3318.2mm2)，其效率为η0＝πr2/s，且有η0＝18.2％；
[0073]
不改变菌灯(风扇)与滤网之间的距离，将该杀菌灯固定于与风扇的中心轴的距离为h，当扇叶转动时，其照射在所述滤网处的平面上的半径为(h+r)。举例来说，一杀菌灯固定于与风扇的中心轴的距离h等于其照射半径r时，其照射在所述滤网处的平面上的半径即为2r，相应地在滤网的照射面积为a，有：
[0074][0075]
经计算，α为45
°
，a为13042.1mm2，其效率为η＝a/s，且有η＝71.5％，即本发明中，通过杀菌灯设置于转动的扇叶，扇叶的转动带动杀菌灯的转动，增大了杀菌灯的有效照射面积，从而提高了杀菌的效率。
[0076]
根据上述计算，优选地，该杀菌灯与风扇的中心轴和滤网的边缘的中心轴线之间的距离h等于此时该杀菌灯在滤网的照射半径r。当距离h大于此时的照射半径r时，滤网的中心轴线的周边(h-r)的范围内无杀菌照射，鉴于此，杀菌灯与风扇的中心轴的距离h应满足小于等于该杀菌灯21与滤网9的距离下的杀菌灯的照射半径r。
[0077]
同时，当该杀菌灯转动时，照射在所述滤网处的平面上的半径为(h+r)，需满足(h+r)大于等于所述滤网最小的径向距离的1/2，当滤网为长方形时，其最小的径向距离即为其短边(即滤网的宽度w)，即(h+r)大于等于(w/2)。当滤网为正方形时，其最小的径向距离即为其边长；当滤网为圆形时，其最小的径向距离即为其半径；实际的应用中，杀菌灯与风扇的中心轴和滤网的边缘的中心轴线之间的距离可以根据风扇的尺寸、滤网的尺寸、杀菌灯与滤网之间的距离以及杀菌灯的数量等设定，以达到最佳的杀菌效果。
[0078]
当所述杀菌系统包括多个杀菌灯，需满足至少一杀菌灯与风扇的中心轴的距离hi小于等于该杀菌灯21与滤网9的距离下的杀菌灯的照射半径ri，同时，另一杀菌灯与风扇的
中心轴的距离hj+rj大于等于所述滤网最小的径向距离的1/2，即多个杀菌灯构成的有效照射面积尽可能多的覆盖滤网。
[0079]
图3为本发明另一实施例的空气净化器的结构示意图，在此实施例中，所述杀菌系统还包括与所述至少一杀菌灯21电连接的能量转换模块m90；
[0080]
所述能量转换模块m90包括：
[0081]
两个极性不同的磁铁，即磁铁22a和磁铁22b，磁力线的方向为磁铁22a的n极指向磁铁22b的s极；
[0082]
环形感应线圈23，位于两个所述磁铁(磁铁22a和磁铁22b)之间，所述环形感应线圈23与所述风扇的转轴连接且转轴12的转动带动所述环形感应线圈23转动并切割两个所述磁铁之间的磁场线，环形感应线圈23转动切割磁力线所产生的感应电势，为与之连接的至少一杀菌灯提供电能。
[0083]
当然，在实际的使用中，所述杀菌系统还包括能量转换模块m90与杀菌灯21之间的稳压模块，用于稳定能量转换模块输出至杀菌灯的电压。
[0084]
根据右手定则，能量转换模块切割磁力线后产生的感应电势e为：
[0085]
e＝b*l*v；
[0086]
v＝w*r＝2π*rpm*r；
[0087]
其中，b为日磁感应强度，l为感应线圈的长度，v为感应线圈切割磁力线的速度，w为角速度，r为感应线圈的半径，rpm为风扇的转速。
[0088]
可以看出，能量转换模块切割磁力线后产生的感应电势e与风扇的转速成正比，即风扇的转速越大，则所述能量转换模块产生的感应电势e越大，相应地，与之电连接的杀菌灯的照射强度越大，其杀菌效果更强。
[0089]
图5为第一实施例的空气净化器的模块示意图，在所述至少一杀菌灯21与设置的能量转换模块电连接的实施例中，所述空气净化器还可以包括第一控制系统m10；
[0090]
所述第一控制系统m10包括第一监测模块m11、第一算法模块m12和第一控制模块m13；
[0091]
所述第一监测模块m11用于监测空气净化器的环境参数，环境参数可以是空气净化器所处的环境的各个空气污染物的值，如pm2.5、二氧化碳、甲醛、细菌、过敏原等的浓度值，该环境参数可以通过安装在空气净化器进风通道侧的传感器获得。
[0092]
所述第一算法模块m12根据所述环境参数和预设的第一算法获得所述风扇的运行参数；预设的第一算法可以是空气污染物含量与风扇运行参数之间的映射关系，风扇运行参数可以是风扇运行功率等；
[0093]
所述第一控制模块m13用于根据获得所述风扇的运行参数控制所述风扇。第二实施例中，由于能量转换模块m90的环形感应线圈23与风扇1联动，举例来说，当所述第一监测模块m11监测到空气净化器的环境参数(如细菌值)较高，即空气污染物含量较高时，则控制风扇运行在较高的功率，此时，能量转换模块m90由于环形感应线圈23的转速增大产生较高的电能，与能量转换模块m90电连接的杀菌灯21的照射强度增大，其杀菌效果增强。
[0094]
图5为本发明第二实施例的空气净化器的模块示意图，第二实施例中，所述至少一杀菌灯21与空气净化器的电源电连接。所述空气净化器还可以包括第二控制系统m20；
[0095]
所述第二控制系统m20包括第二监测模块m21、第二算法模块m22和第二控制模块
m23；
[0096]
所述第二监测模块m21用于监测空气净化器的运行参数；
[0097]
所述第二算法模块m22根据所述运行参数和预设的第二算法获得所述至少一杀菌灯的运行参数；预设的第二算法可以是空气净化器的运行参数与风扇运行参数之间的映射关系，所述空气净化器的运行参数可以为空气净化器的运行功率；
[0098]
所述第二控制模块m23用于根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯的。所述至少一杀菌灯的运行参数可以为所述至少一杀菌灯的运行功率。第二实施例中，杀菌灯的运行参数可以通过第二算法设定，即可以根据空气净化器的运行情况设定，其甚至可以为根据历史数据库训练好的深度学习模型，通过上述模块，在空气净化器的各个运行模式下智能的获得杀菌灯的运行模型。
[0099]
图6为本发明第三实施例的空气净化器的模块示意图，第三实施例中，所述空气净化器可以包括第三控制系统m30；
[0100]
所述第三控制系统m30包括第三监测模块m31、第三算法模块m32和第三控制模块m33；
[0101]
所述第三监测模块m31用于监测空气净化器的环境参数；
[0102]
所述第三算法模块m32根据所述环境参数和预设的第三算法获得所述至少一杀菌灯的运行参数；
[0103]
所述第三控制模块m33用于根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯。第三实施例中，杀菌灯的运行参数可以通过第三算法设定，即可以直接根据空气污染物含量设定，所述第三算法可以包括空气污染物与杀菌灯的运行参数的映射关系，其或者可以为根据历史数据库训练好的深度学习模型，通过上述模块，本发明的杀菌灯可以根据空气污染物含量智能的调节，实现最佳的杀菌效果。
[0104]
本发明还提供了一种控制方法，可适用于第一实施例的空气净化器，图7为本发明一实施例的控制方法的流程图，具体的，所述控制方法包括以下步骤：
[0105]
s110：监测空气净化器的环境参数；
[0106]
s120：根据所述环境参数和预设的第一算法获得所述风扇的运行参数；
[0107]
s130：根据获得所述风扇的运行参数控制所述风扇。通过s110至s130步骤，当所述第一监测模块m11监测到空气净化器的环境参数(如细菌值)较高，即空气污染物含量较高时，则控制风扇运行在较高的功率，此时，能量转换模块m90产生较高的电能，与能量转换模块m90电连接的杀菌灯21的照射强度增大，其杀菌效果增强。通过上述控制方法，本发明的空气净化器实现了杀菌效果的自动控制。
[0108]
图8为本发明又一实施例的控制方法的流程图，可适用于第二实施例，控制方法可以包括以下步骤：
[0109]
s210：监测空气净化器的运行参数；
[0110]
s220：根据所述运行参数和预设的第二算法获得所述至少一杀菌灯的运行参数；
[0111]
s230：根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯。通过s210至s230步骤，将空气净化器的各个运行模式与杀菌灯的运行模式关联起来，本发明的控制方法实现空气净化器的各个运行模式下的杀菌灯的智能运行和调节。
[0112]
对于第三实施例的空气净化器，控制方法可以包括以下步骤：
[0113]
s310：监测空气净化器的环境参数；
[0114]
s320：根据所述环境参数和预设的第三算法获得述获得所述至少一杀菌灯的运行参数；
[0115]
s330：根据获得所述至少一杀菌灯的运行参数控制所述至少一杀菌灯。通过s310至s330步骤，杀菌灯的运行参数根据空气污染物含量设定，即通过上述控制方法，实现杀菌灯的运行模式根据空气污染物含量智能地调节，从而获得最佳的杀菌效果。
[0116]
各实施例的空气净化器中的各个功能模块的功能实现方式均可以采用上述控制方法中各个步骤的具体实施方式来实现。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。