本实用新型涉及一种消耗品寿命预报技术，特别是涉及一种可预报滤网寿命的空气净化装置。
背景技术：
随着社会的发展，人们的健康意识逐渐提升。空气品质就是当今人们关注的重点之一，尤其是室内空气品质。为了减少空气中颗粒物(PM2.5)对人体的影响，目前越来越多的家庭开始使用空气净化器或者新风系统。
空气净化器与新风系统均通过滤网实现空气过滤，并将过滤过的空气排入室内从而实现室内空气品质的提高。所不同的是空气净化从室内吸入空气，经过过滤后再排入室内。而新风系统则是将室外的空气过滤，将纯净的空气排如室内，同时将原有的室内空气排出室外。目前大多数的空气净化器或者新风系统均采用滤网这一物理过滤的方法实现空气的净化。滤网按照过滤成分的不同，又分为初效滤网、中效滤网和高效滤网。这些滤网由于材质疏密的不同能够过滤掉空气中不同尺寸的颗粒物质。随着使用时间的增加，滤网的颗粒物质逐渐增多，会导致滤网的空气阻力增加同时滤网的过滤效率减小。为了保证空气净化器或者新风系统的出风量以及净化效果，通常规定滤网的阻力增加到一定程度(终阻力)或者净化效率低于一定值时，认为滤网达到设计的寿命。对于空气净化器或者新风系统而言，就需要及时更换滤网。因此开发一种可以预报滤网寿命的空气净化装置十分必要。
技术实现要素：
本申请的主要目的在于提供一种滤网寿命预报技术，以解决现有空气净化装置的滤网寿命预报不准确的技术问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种可预报滤网寿命的空气净化装置，该空气净化装置包括机壳、风机、滤网和滤网寿命预报装置，
所述机壳内部为供气流流动的通道，所述通道的下部和上部分别设置进气口和出气口；
所述滤网设置在所述通道内，用于过滤空气；
所述风机设置在所述进气口处，用于为空气流动提供所需的动力；
所述滤网寿命预报装置包括处理模块和提醒模块，其中，所述处理模块用于对环境参数和空气净化装置的运行参数进行运算处理，判断滤网是否需要更换，当滤网需要更换时，输出滤网更换提醒消息至所述提醒模块；所述提醒模块用于根据所述滤网更换提醒消息，提醒用户更换滤网，所述提醒模块的输入端与所述处理模块的输出端连接。
进一步的，所述滤网寿命预报装置还包括颗粒物浓度传感器，所述颗粒物浓度传感器的输出端与处理模块的输入端连接。
进一步的，所述颗粒物浓度传感器设置在所述进气口处。
进一步的，所述处理模块的输入端与所述风机的控制系统连接，可读取所述风机的控制信号U。
进一步的，所述滤网与所述风机之间设置有限制气流单向通过的隔板，气流的通过方向为由进气口流向出气口。
进一步的，所述滤网包括初效滤网、中效滤网和高效滤网中的至少一种。
进一步的，所述空气净化装置为空气净化器或新风系统。
进一步的，所述提醒模块为显示单元或报警单元，
所述显示单元用于通过文字或图像形式在显示器上显示提醒消息，提醒用户更换所述空气过滤网；
所述报警单元用于通过声音或闪光发出与提醒消息相对应的报警信息，提醒用户更换所述空气过滤网。
进一步的，所述报警单元包括蜂鸣器、呼吸灯和跑马灯中的至少一种。
有益效果：本实用新型可预报滤网寿命的空气净化装置可以更加准确的预报滤网寿命，提示人们及时更换空气净化器或者新风系统的滤网。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型滤网寿命预报方法的流程框图；
图2是本实用新型滤网寿命预报方法在实际应用中的基本控制逻辑框图；
图3是出风量和气动阻力的关系示意图；
图4是滤网阻力与累积集尘量关系示意图；
图5是过滤效率与累积集尘量的关系示意图；以及
图6是本实用新型空气净化装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的产品不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品固有的其它单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1～6给出了本申请的具体实施方式。
实施例1
如图1所示，本实用新型实施例提供的基于容尘量的滤网寿命预报方法，包括以下步骤：
(1)获取滤网和空气净化装置的属性参数：具体包括
A空气净化装置内的流道气动阻力d0，流道气动阻力d0在空气净化装置出厂时测量获得。
B空气净化装置的出风量Q与风机运转速度rs、空气流道的气动阻力d之间的函数关系Q＝f(rs，d)。一般情况下，当转速r＝rs时，出风量Q随阻力的总体趋势如图3所示。该函数为风机的属性，由风机厂提供。
C滤网i的滤网阻力di与滤网i的累积集尘量σi之间的函数关系di＝g(σi)。一般情况下，滤网阻力di随累积集尘量σi的变化趋势如图4所示。该函数关系为滤网的属性，由滤网厂家提供。
D滤网i的净化效率ηi与滤网i的累积集尘量σi之间的函数关系ηi＝h(σi)。一般情况下，净化效率ηi随累积集尘量σi的变化趋势如图5所示。净化效率ηi取决于滤网材质。该函数由滤网厂家提供。
E滤网i的设计容尘量σ0,i。滤网出厂时，分别存在相应的设计容尘量σ0,i，也就是滤网最大寿命对应的颗粒物重量。该指标在滤网出厂时获得。
其中滤网i表示第i个滤网，i≥1，且i为整数，例如当空气净化装置中包含初效滤网、中效滤网和高效滤网三个滤网时，分别以滤网1、滤网2和滤网3进行表示，其累积集尘量分别以σ1、σ2和σ3进行表示，其累积集尘量分别以σ1、σ2和σ3进行表示，其滤网阻力分别以d1、d2和d3进行表示，其净化效率分别以η1、η2和η3进行表示，其设计容尘量分别以σ0,1、σ0,2和σ0,3进行表示，当滤网的数量为其他数值时，以此类推即可，三个滤网所对应的其他参数，如下文出现的Δσi，均参照本表示方式进行。
(2)计算空气净化装置的出风量Q：根据公式d＝d0+Σdi计算出空气流道的气动阻力d，然后依据函数关系Q＝f(rs，d)计算出出风量Q；其中，风机的运转速度rs取决于控制程序的控制信号U，可以通过控制程序直接读取。
(3)测定空气中的颗粒物浓度P。优选的，空气中的颗粒物浓度P通过颗粒物浓度传感器进行测定；为了达到较佳的测量结果，颗粒物浓度传感器最好设置在空气净化装置的进气口处。
(4)计算单位时间Δt内滤网i过滤颗粒物的重量Δσi：
计算公式为Δσi＝PQηiΔt；
(5)计算累积集尘量：将单位时间Δt内滤网i过滤颗粒物的重量Δσi累加在原有的累积集尘量上即得更新后的累积集尘量σi。由于室内空气中固体颗粒物含量随时间逐渐下降，为了减小累积集尘量σi的计算误差，可以选择每分钟计算一次集尘量，也就是Δt＝60s。
(6)对比更新后累积集尘量σi与设计容尘量σ0,i，判断是否需要更换滤网。优选的，具体的对比方式为：当更新后的累积集尘量σi的数值大于等于设计容尘量σ0时，认为滤网达到设计寿命，此时提示使用者更换滤网；当更新后的累积集尘量σi的数值小于设计容尘量σ0,i时，认为滤网可以正常使用。
本实施方式中的滤网寿命预报方法的基本实现逻辑如图2所示，具体过程如下：
在每个滤网i出厂时，分别存在相应的设计容尘量，即最大寿命对应的颗粒物重量σ0,i。空气净化器或者新风系统使用过程中，滤网i存在其对应的累积集尘量，即过滤的颗粒物重量σi。
在空气净化器或者新风系统开启时，首先读取累积集尘量σi，并与容尘量σ0,i进行对比。对于新出厂或在新安装的滤网来说，σi＝0；对于已经使用过一段时间的滤网来说，σi的数值则通过上述的步骤(4)中的单位时间Δt内滤网i过滤颗粒物的重量Δσi在σi＝0的基础上不断的连续累积所得。
当累积集尘量σi的数值大于等于设计容尘量σ0,i时，即σi≥σ0,i，认为滤网达到设计寿命，此时提示使用者更换滤网。当σi≤σ0,i时，认为滤网可以正常使用。此时，控制算法的主要任务为计算单位时间Δt内滤网i过滤颗粒物的重量Δσi。
单位时间Δt内滤网i过滤颗粒物的重量Δσi取决于空气净化器或者新风系统的出风量Q、空气中颗粒物浓度P以及滤网的过滤效率ηi，概括起来也就是Δσi＝PQηiΔt。其中，
颗粒物浓度P通过颗粒物浓度传感器测量获得；
空气净化器或者新风系统的出风量Q取决于风机的运转速度rs和机器内空气流道的气动阻力d，可以表示为Q＝f(rs,d)，该函数为风机的属性，由风机厂提供；
风机的运转速度rs取决于控制程序的控制信号U，可以通过控制程序直接读取；
机器内整个空气流道的气动阻力d为机器内流道气动阻力d0和各个滤网的滤网阻力di的和，也就是d＝d0+∑di；
机器内流道气动阻力d0在空气净化器或者新风系统出厂时测量获得，各个滤网阻力di是滤网的累积集尘量σi的函数，即di＝g(σi)，该函数关系为滤网的属性，由滤网厂家提供；
净化效率ηi取决于滤网材质，同时也是累积集尘量σi的函数，即ηi＝h(σi)，该函数由滤网厂家提供。
接下来选定一个Δt的时间值，根据公式Δσi＝PQηiΔt计算出单位时间Δt内滤网i过滤颗粒物的重量Δσi，并将计算结果计入原有的累积集尘量σi，在每次更新完累积集尘量σi后和设计容尘量σ0,i做一次对比，以判断是否需要更换滤网。如果更新后的累积集尘量σi的数值小于设计容尘量σ0，则每隔单位时间Δt，预报程序会重复上面的计算Δσi的步骤，利用空气净化装置的出风量、空气中颗粒物浓度以及过滤效率进行新一轮的累积集尘量的计算，并通过当更新后的累积集尘量与设计容尘量σ0,i对比判断是否需要更换滤网，直至关机或提示使用者更换滤网。
上述的预报方法适用的空气净化装置可以为空气净化器或新风系统。
上述预报方法适用的滤网包括但不限于初效滤网、中效滤网和高效滤网。即以上寿命预报方法对初效滤网、中效滤网和高效滤网均适用。对于任意的滤网i，当累积集尘量σi大于设计容尘量σ0,i时，均提示使用者更换相应的滤网。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的预报方法的各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。可以通过配置有实施例1方法的硬件结构来构建可以预报滤芯寿命的空气净化装置，具体通过实施例2来详细说明。
实施例2
如图6所示，本实施例提供了一种可预报滤网寿命的空气净化装置，该空气净化装置包括机壳1、风机4、滤网和滤网寿命预报装置，
机壳内部为供气流流动的通道，通道的下部和上部分别设置进气口2和出气口3；
滤网设置在通道内，用于过滤空气；
风机4设置在进气口2处，用于为空气流动提供所需的动力；
滤网寿命预报装置包括处理模块10和提醒模块11，其中，处理模块10用于对环境参数和空气净化装置的运行参数进行运算处理，判断滤网是否需要更换，当滤网需要更换时，输出滤网更换提醒消息至提醒模块11；提醒模块11用于根据滤网更换提醒消息，提醒用户更换滤网，提醒模块11的输入端与处理模块10的输出端连接。
本实施例中的处理模块可以配置现有的滤网寿命预报方法所对应的程序，来进行数据的处理运算和存储，实现本实用新型的目的。
更为优选的，本实用新型的处理模块中配置的处理程序对应于本实用新型实施例1所提供的基于容尘量的滤网寿命预报方法，从而实现其功能。
在一些实施例中，滤网寿命预报装置还包括颗粒物浓度传感器9，颗粒物浓度传感器9的输出端与处理模块10的输入端连接。
在一些实施例中，颗粒物浓度传感器9设置在进气口2处，可以获得较为准确的测量数据。
在一些实施例中，处理模块10的输入端与风机4的控制系统连接，可读取风机的控制信号U，进而可以通过控制信号U获取风机4的运转速度。
在一些实施例中，滤网与风机4之间设置有限制气流单向通过的隔板5，气流的通过方向为由进气口2流向出气口3。
在一些实施例中，滤网包括初效滤网、中效滤网和高效滤网中的至少一种。具体在附图6中，滤网包括初效滤网6、中效滤网7和高效滤网8。
在上述实施例中，空气净化装置包括但不限于空气净化器和新风系统。
在一些实施例中，提醒模块包括但不限于显示单元或报警单元，
显示单元用于通过文字或图像形式在显示器上显示提醒消息，提醒用户更换空气过滤网；例如LED显示屏、进度条等。
报警单元用于通过声音或闪光发出与提醒消息相对应的报警信息，提醒用户更换空气过滤网。例如蜂鸣器、呼吸灯和跑马灯等。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。