Устройство очистки воздуха
Изобретение относится к устройству очистки воздуха. Оно содержит проточный канал, продолжающийся между входом и выходом, удаляющую загрязняющие вещества структуру и устройство перемещения воздуха, разветвленный канал датчика, включающий в себя первую ветвь, продолжающуюся между отверстием для окружающего воздуха и дополнительным выходом в проточном канале между входом и устройством перемещения воздуха, и вторую ветвь, продолжающуюся между отверстием для окружающего воздуха и дополнительным входом в проточном канале между устройством перемещения воздуха и выходом, датчик загрязняющего вещества в разделенной секции ветвей, клапанный механизм в разветвленном канале датчика, выполненный с возможностью исключительно отсоединения первой ветви от проточного канала в первой конфигурации и исключительно отсоединения второй ветви от проточного канала во второй конфигурации, и контроллер с возможностью управления клапанным механизмом, процессор, подключенный к датчику загрязняющего вещества, при этом процессор выполнен с возможностью извлечения концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества, а также с возможностью периодического переключения клапанного механизма между первой конфигурацией и второй конфигурацией, извлечения первой концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме в первой конфигурации, извлечения второй концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме во второй конфигурации, и определения эффективности удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой исходя из извлекаемых первой концентрации загрязняющего вещества и второй концентрации загрязняющего вещества. Это позволяет определять экономически эффективным образом концентрацию анализируемого вещества, представляющего интерес, в нескольких потоках текучих сред. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к устройству очистки воздуха, содержащему проточный канал, продолжающийся между входом и выходом, а также удаляющую загрязняющие вещества структуру и устройство перемещения воздуха в проточном канале.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Очистители воздуха распространены в современном обществе и предназначены для очистки воздуха в ограниченных пространствах, например - помещениях, чтобы снизить воздействие вредных или неприятно пахнущих загрязняющих веществ, например - аллергенов, частиц пыли, отдушек, и т.п., на людей в таких ограниченных пространствах. С этой целью, очистители воздуха, как правило, содержат одну или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур, таких, как один или несколько фильтров, каталитических преобразователей, электростатических пылеулавливателей, и т.п. Один или несколько фильтров могут включать в себя воздушные фильтры, такие, как угольные фильтры, высокоэффективные фильтры очистки воздуха (HEPA фильтры), фильтры, поглощающие запахи, антибактериальные фильтры или аналогичные устройства. Каталитические преобразователи можно использовать для разложения газообразных загрязняющих веществ на вещества с меньшими молекулами, например, H2O и CO2. Электростатические пылеулавливатели можно применять для удаления заряженных частиц посредством пластин коллектора. Известны и другие технологии удаления загрязняющих веществ в таких очистителях.
Чтобы управлять работой очистителя воздуха, очиститель воздуха может содержать датчики загрязняющих веществ, например - для регулирования расхода воздуха через очиститель воздуха на основе измеряемых концентраций загрязняющих веществ в поступающем воздухе или для оперативного контроля рабочих характеристик удаляющих загрязняющие вещества структур, которые, как правило, имеют ограниченный срок службы, и поэтому их нужно регулярно заменять или обслуживать, чтобы гарантировать, что очиститель воздуха будет демонстрировать требуемые рабочие характеристики, т.е., сможет в достаточной мере очищать воздух в ограниченном пространстве, где этот очиститель воздуха находится, например - в помещении здания, таком, как офисное помещение или дом.
Общепринятым критерием качества очистителей воздуха является коэффициент подачи чистого воздуха (КПЧВ (CADR - clean air delivery rate)), выражающий долю загрязняющих веществ, которые удалены из воздуха, умноженную на выражаемый в кубических футах в минуту (фт3/мин) расход воздуха через очиститель воздуха.
Вместе с тем, спрогнозировать, когда нужно осуществлять замену или техническое обслуживание таких удаляющих загрязняющие вещества структур, нелегко. При условии, что такие удаляющие загрязняющие вещества структуры, например - воздушные фильтры, могут быть довольно дорогими, желательно не осуществлять замену или обслуживание таких удаляющих загрязняющие вещества структур преждевременно, поскольку это может значительно увеличить эксплуатационные расходы на очиститель воздуха. С другой стороны, если замена или обслуживание удаляющей загрязняющие вещества структуры продлевается после окончания ее срока службы (ОСС (EOL - end of life)), рабочие характеристики очистителя воздуха, включающего в себя удаляющую загрязняющие вещества структуру, могут стать неудовлетворительными, что может привести к проблемам со здоровьем людей, занимающих ограниченное пространство, в котором очиститель воздуха расположен. Это утверждение справедливо, в частности, для определенных групп риска; документально доказано, что беременные женщины, младенцы или дети, престарелые и люди с респираторными или сердечно-сосудистыми заболеваниями подвержены повышенному риску воздействия загрязняющих веществ. Для этих групп потребность в минимизации воздействия на них загрязняющих веществ является повышенной.
Некоторые фирмы-изготовители очистителей воздуха поддерживают фиксированные значения ОСС для удаляющих загрязняющие вещества структур в очистителе воздуха, так что пользователю предлагается заменять или обслуживать такие структуры через регулярные интервалы времени. Вместе с тем, эти приближенные значения не влияют на условия окружающей среды и время эксплуатации, вследствие чего могут приводить к довольно неточным приближенным значениям ОСС этих удаляющих загрязняющие вещества структур.
В соответствии со стандартом GB/T 18801 («Очистители воздуха»), срок службы воздушного фильтра достигается, как только его КПЧВ падает до 50 %. Уменьшение КПЧВ, обуславливаемое, например, старением воздушного фильтра, коррелируется с увеличением времени, требуемого для снижения концентрации некоторого загрязняющего вещества в помещении. Одним из достоинств такого стандарта является то, что он дает пользователям возможность сравнивать рабочие характеристики разных очистителей воздуха, так что можно легко идентифицировать очиститель воздуха, наилучшим образом соответствующий нуждам пользователя.
Вместе с тем, этот стандарт по-прежнему основа на обобщенных предположениях, например, о 12-часовой работе в сутки, фиксированных скоростях воздухообмена, и т.д., без учета фактического использования очистителя воздуха. Поскольку фактический срок службы зависит от нескольких факторов, связанных с фактическим использованием, о котором шла речь выше, возникает проблема, заключающаяся в том, что большинство пользователей, следуя рекомендациям фирмы-изготовителя, будут заменять или обслуживать свою удаляющую загрязняющие вещества структуру либо слишком рано, что вызывает необязательные расходы, либо слишком поздно, а это означает, что удаляющую загрязняющие вещества структуру будут по-прежнему использовать даже тогда, когда она больше не способна снижать уровень загрязняющего вещества до безопасного значения.
В документе CN 102019102 A раскрыт способ осуществляемого в реальном времени оперативного контроля уровня загрязняющего вещества фильтрующего слоя машины для очистки воздуха, включающий в себя метод обнаружения качества воздуха. Способ отличается тем, что располагают датчики качества воздуха на воздухозаборном конце и воздуховыпускном конце фильтрующего слоя и используют их для обнаружения качества воздуха на обеих сторонах фильтрующего слоя, а посредством управляющей схемы выносят суждение об уровне загрязнения фильтрующего слоя в соответствии с сигналами качества воздуха, обнаруживаемыми обоими датчиками качества воздуха. Когда фильтрующий слой серьезно загрязнен, так что эффект очистки оказывается слабым, можно послать пользователю аварийный сигнал, чтобы напомнить о своевременной замене или промывке фильтрующего слоя, тем самым гарантируя положительный эффект машины для очистки воздуха. Необходимость встраивания нескольких датчиков качества воздуха в машину для очистки воздуха увеличивает ее стоимость, что может оказаться нежелательным. Более того, использование нескольких датчиков качества воздуха может осложнять точное определение ОСС фильтрующего слоя, например - потому, что соответственные датчики качества воздуха демонстрируют разный дрейф чувствительности со временем, например, из-за того, что датчик качества воздуха перед фильтрующим слоем оказывается более загрязненным загрязняющими веществами, чем датчик качества воздуха позади фильтрующего слоя.
В документе US 2003/181158 A1 раскрыто устройство управления экономайзером, включающее в себя датчик, который измеряет характеристики воздуха, заслонку, размещенную относительно датчика так, что заслонка может управлять потоком воздуха, который поступает снаружи, и перенаправлять воздух к датчику, и контроллер, осуществляющий связь с датчиком и заслонкой. Контроллер управляет открыванием и закрыванием заслонки в соответствии с условиями, замеры параметров которых осуществляет датчик.
В документе US 2012/145010 A1 раскрыт воздухоочиститель, причем корпус воздухоочистителя, включает в себя вход, через который происходит забор воздуха снаружи за счет вращения внутреннего вентилятора. Забираемый снаружи воздух всасывается через фильтр со входа в первый проточный канал. Снаружи первого проточного канала расположен узел датчика, и забираемый снаружи воздух всасывается через узел датчика посредством трубки проточного канала, образующей второй проточный канал, отличающийся от первого проточного канала. В результате, узел датчика измеряет забираемый снаружи воздух, всасываемый по проточному каналу, отличающемуся от проточного канала, ведущего к фильтру.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение направлено на разработку устройства очистки воздуха, которое может определять экономически эффективным образом концентрацию анализируемого вещества, представляющего интерес, в нескольких потоках текучих сред.
В соответствии с одним аспектом, предложено устройство очистки воздуха, содержащее: проточный канал, продолжающийся между входом и выходом; удаляющую загрязняющие вещества структуру и устройство перемещения воздуха в проточном канале; разветвленный канал датчика, включающий в себя первую ветвь, продолжающуюся между отверстием для окружающего воздуха и дополнительным выходом в проточном канале между входом и устройством перемещения воздуха, и вторую ветвь, продолжающуюся между отверстием для окружающего воздуха и дополнительным входом в проточном канале между устройством перемещения воздуха и выходом, причем первая ветвь и вторая ветвь делят между собой секцию ветвей; по меньшей мере один датчик в разделенной секции ветвей; клапанный механизм в разветвленном канале датчика, выполненный с возможностью исключительно отсоединения первой ветви от проточного канала в первой конфигурации и исключительно отсоединения второй ветви от проточного канала во второй конфигурации; и контроллер, выполненный с возможностью управления клапанным механизмом.
Разветвленный канал датчика, в котором расположен датчик, такой, как датчик давления или датчик загрязняющего вещества, и выполненный с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде с окружающим воздухом, всасываемым в основной проточный канал устройства очистки воздуха по разветвленному каналу датчика в первой конфигурации, и с очищенным воздухом, нагнетаемым из устройства очистки воздуха по разветвленному каналу датчика во второй конфигурации, обеспечивает устройство очистки воздуха, которое может точно определять уровни загрязняющих веществ в окружающем воздухе, а также определять эффективность очистки, присущую устройству очистки воздуха, при использовании лишь одного-единственного датчика, тем самым обеспечивая экономичное устройство очистки воздуха, которое нечувствительно к вопросам точности, обуславливаемым некоррелированными характеристиками дрейфа датчиков перед устройством перемещения воздуха и/или одной или несколькими удаляющими загрязняющие вещества структурами устройства очистки воздуха и после упомянутого устройства перемещения и этих структур. Помимо этого, устройство перемещения воздуха при эксплуатации может создавать давление, пониженное относительно давления окружающей среды, в секции проточного канала до устройства перемещения воздуха, создавая при этом давление, повышенное относительно давления окружающей среды, в дальнейшей секции проточного канала после устройства перемещения воздуха. Первая ветвь, как правило, подключена к пониженному давлению, а вторая ветвь, как правило, подключена к повышенному давлению, так что воздух нагнетается по соответственным каналам к сенсорному устройству. Таким образом, можно достичь высоких скоростей течения воздуха по соответственным ветвям за счет придания этим ветвям надлежащих размеров, что позволяет достичь преимущества, заключающегося в том, что посредством датчика можно эффективно обнаруживать низкие концентрации загрязняющего вещества, представляющего интерес, в этих потоках воздуха в случае датчика, представляющего собой датчик загрязняющего вещества.
Устройство очистки воздуха может быть выполнено с возможностью передачи показаний датчика по меньшей мере из одного датчика загрязняющего вещества в устройство дистанционной обработки. В альтернативном варианте, по меньшей мере один датчик может представлять собой датчик загрязняющего вещества, а устройство очистки воздуха может дополнительно содержать процессор, подключенный с возможностью связи к датчику загрязняющего вещества, при этом процессор выполнен с возможностью извлечения концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества, с целью оперативного контроля концентрации загрязняющего вещества устройством очистки воздуха. Контроллер и процессор могут быть отдельными устройствами, или - в альтернативном варианте - контроллер может содержать процессор, а процессор также может управлять, например, клапанным механизмом.
В одном варианте осуществления, в котором контроллер выполнен с возможностью периодического переключения клапанного механизма между первой конфигурацией и второй конфигурацией, а процессор выполнен с возможностью: извлечения первой концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме в первой конфигурации; извлечения второй концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме во второй конфигурации; и определения эффективности удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой исходя из извлекаемых первой концентрации загрязняющего вещества и второй концентрации загрязняющего вещества. Это может облегчить оптимальную эксплуатацию устройства очистки воздуха.
Например, процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью сравнения определенной эффективности удаления загрязняющего вещества с установленным порогом эффективности и для генерирования сигнала окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры, если определенная эффективность удаления загрязняющего вещества ниже установленного порога эффективности, чтобы тем самым облегчить своевременное осуществление замены или обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры в ответ на удаление загрязняющего вещества, оперативно контролируемое датчиком загрязняющего вещества.
Устройство очистки воздуха может дополнительно содержать сенсорное выходное устройство, реагирующее на сигнал окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры, например - дисплей, сборку светоизлучающих диодов (СИДов) и/или акустическую систему либо аналогичное средство для генерирования визуального или звукового сигнала, предупреждающего об окончании срока службы (оценочного остающегося срока службы) удаляющей загрязняющие вещества структуры.
В альтернативном или дополнительном варианте, устройство очистки воздуха может дополнительно содержать модуль передачи данных, выполненный с возможностью обеспечения соединения с устройством дистанционного обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры с целью замены или обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры посредством устройства дистанционного обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры в ответ на сигнал окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что вероятность своевременного осуществления замены или обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры увеличивается благодаря автоматизированному характеру предписания замены или обслуживания.
Процессор может быть выполнен с возможностью обеспечения устройства перемещения воздуха сигналом управления устройством перемещения воздуха, генерируемым в ответ на извлеченную концентрацию загрязняющего вещества. Таким образом, поток воздуха через устройство очистки воздуха можно регулировать, например, в зависимости от извлеченной концентрации загрязняющего вещества, чтобы гарантировать, что загрязняющее вещество будет удалено из окружающего воздуха эффективно, т.е., быстро.
Чтобы эффективно эксплуатировать устройство очистки воздуха, устройство перемещения воздуха можно расположить в промежутке между удаляющей загрязняющие вещества структурой и выходом.
Упомянутый по меньшей мере один датчик может быть любым пригодным датчиком. Например, по меньшей мере один датчик может быть датчиком давления или может быть датчиком загрязняющего вещества, содержащим по меньшей мере один из датчика пыльцы, датчика частиц и датчика запахов.
В одном варианте осуществления, клапанный механизм содержит первый клапан в первой ветви между разделенной секцией ветвей и дополнительным выходом и второй клапан во второй ветви между разделенной секцией ветвей и дополнительным входом для облегчения придания прямолинейной конфигурации разветвленному каналу датчика. Первый клапан и второй клапан можно осуществить любым приемлемым способом. Например, первый клапан и второй клапан могут быть электромагнитными клапанами.
В одном конкретно предпочтительном варианте осуществления, устройство очистки воздуха выполнено с возможностью создания давления, пониженного относительно давления окружающей среды, в секции проточного канала до устройства перемещения воздуха, и давления, повышенного относительно давления окружающей среды, в дальнейшей секции проточного канала после устройства перемещения воздуха, причем дополнительный вход находиться в сообщении по текучей среде с секцией, характеризующейся упомянутым пониженным давлением, а дополнительный выход находится в сообщении по текучей среде с дальнейшей секцией, характеризующейся упомянутым повышенным давлением, во время эксплуатации устройства очистки воздуха. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что требуемых потоков воздуха по разветвленному каналу датчика можно достичь без дополнительных устройств перемещения воздуха.
В соответствии с еще одним аспектом, предложен способ эксплуатации устройства очистки воздуха в соответствии со любым из вариантов осуществления данного изобретения, причем способ включает в себя этапы, на которых: придают клапанному механизму первую конфигурацию; определяют первую концентрацию загрязняющего вещества или первое давление посредством по меньшей мере одного датчика при клапанном механизме в первой конфигурации; придают клапанному механизму вторую конфигурацию; определяют вторую концентрацию загрязняющего вещества или второе давление посредством по меньшей мере одного датчика при клапанном механизме во второй конфигурации; и вычисляют эффективность удаления загрязняющего вещества для удаляющей загрязняющие вещества структуры исходя из определенной первой концентрации загрязняющего вещества и определенной второй концентрации загрязняющего вещества или из определенного первого давления и второго давления. Это облегчает определение эффективности удаления загрязняющего вещества посредством лишь одного-единственного датчика загрязняющего вещества, что повышает, например, точность определения эффективности удаления загрязняющего вещества.
Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором оценивают окончание срока службы для удаляющей загрязняющие вещества структуры путем сравнения вычисленной эффективности удаления загрязняющего вещества с установленным порогом эффективности. Таким образом, замену или обслуживание удаляющей загрязняющие вещества структуры можно проводить своевременно, снижая вследствие этого риск того, что рабочие характеристики устройства очистки воздуха окажутся ниже нормы. С этой целью, способ может дополнительно включать в себя этап, на котором генерируют сигнал окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры, если определенная эффективность удаления загрязняющего вещества ниже установленного порога эффективности, причем этот сигнал можно использовать для генерирования выходного сигнала датчика посредством сенсорного выходного устройства или автоматического предписания обслуживания или замены удаляющей загрязняющие вещества структуры, например, через сеть такую, как Internet.
В одном варианте осуществления, способ дополнительно включает в себя этап, на котором обнаруживают пользователя в окрестности устройства очистки воздуха, а в ответ на обнаружение в окрестности - захватывают данные загрязняющего вещества в первой конфигурации и передают захваченные данные загрязняющего вещества в удаленное устройство для облегчения хранения и оценки захваченных данных загрязняющего вещества посредством удаленного устройства, при этом возможно захваченные данные загрязняющего вещества содержат захваченные уровни пыльцы. Это облегчает генерирование статистической информации, касающейся уровней загрязняющих веществ, представляющих интерес, посредством устройства очистки воздуха, которое может осуществлять связь с удаленным устройством, например, смартфоном, планшетным компьютером, персональным компьютером или аналогичным устройством для обработки на удаленном устройстве. Таким образом, человек, подвергающийся воздействию загрязняющего вещества, представляющего интерес, например - человек, страдающий астмой, подвергающийся воздействию уровней пыльцы, может получать информацию, относящуюся к управлению состоянием организма, связанным с этим конкретным загрязняющим веществом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения описываются подробнее в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:
на фиг.1 схематически изображено устройство очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления в первой конфигурации;
на фиг.2 схематически изображено устройство очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления во второй конфигурации;
на фиг.3 схематически изображено устройство очистки воздуха в соответствии с другим вариантом осуществления;
на фиг.4 схематически изображено устройство очистки воздуха в соответствии с еще одним вариантом осуществления;
на фиг.5 представлена блок-схема способа эксплуатации устройства очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления; и
на фиг.6 представлена блок-схема способа эксплуатации устройства очистки воздуха в соответствии с другим вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Следует понимать, что чертежи являются лишь схематическими и не выполнены в масштабе. Следует также понять, что одинаковые позиции на всех чертежах обозначают одинаковые или сходные части.
На фиг.1 схематически изображено устройство 100 для очистки воздуха в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. Устройство 100 для очистки воздуха содержит основной проточный канал 110, продолжающийся между входом 111 воздуха и выходом 113 воздуха. В основном проточном канале 110 находится механизм для очистки воздуха, включающий в себя одну или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120, предназначенных для удаления целевых загрязняющих веществ из окружающего воздуха, поступающего в устройство 100 для очистки воздуха через вход 111 воздуха, так что из устройства 100 очистки воздуха через выход 113 воздуха исторгается очищенный воздух. Упомянутая одна или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120 могут включать в себя один или несколько фильтров таких, как высокоэффективные сухие воздушные фильтры, угольные фильтры, каталитические преобразователи, электростатические пылеулавливатели, и т.п., для удаления таких загрязняющих веществ, как дисперсное вещество, пыльца, запахи, бактерии, формальдегид, и т.п., из атмосферы в пространстве, в котором находится такой устройство 100 для очистки воздуха.
Канал 110 для очистки воздуха дополнительно содержит устройство 130 перемещения воздуха, такое, как насос, вентилятор, генератор ионного ветра или аналогичное устройство для всасывания окружающего воздуха в основной проточный канал 110 через вход 111 воздуха и исторжения очищенного воздуха обратно в окружающую среду через выход 113 воздуха. Устройство 100 для очистки воздуха может быть любым подходящего типа устройством очистки воздуха, например - может быть портативным очистителем воздуха. Упомянутая одна или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120 и устройство 130 перемещения воздуха могут находиться в любом подходящем месте внутри основного проточного канала 110 в промежутке между входом 111 воздуха и выходом 113 воздуха. В одном варианте осуществления, устройство 130 перемещения воздуха находится в промежутке между упомянутой одной или несколькими удаляющими загрязняющие вещества структурами 120 и выходом 113 воздуха, хотя можно также предусмотреть альтернативные варианты осуществления, в которых устройство 130 перемещения воздуха находится, например, в промежутке между упомянутой одной или несколькими удаляющими загрязняющие вещества структурами 120 и входом 111 воздуха. Устройство 100 очистки воздуха может дополнительно содержать дополнительную удаляющую загрязняющие вещества структуру 121, например - фильтр предварительной очистки или аналогичное устройство, в окрестности входа 111 воздуха, например - установленное во входе 111 воздуха или над этим входом.
Устройство 100 очистки воздуха дополнительно содержит разветвленный канал 140 датчика, включающий в себя первую ветвь 142, продолжающуюся между отверстием 141 для окружающего воздуха и вспомогательным входом 143 в основной проточный канал 110, и вторую ветвь 144, продолжающуюся между отверстием 141 для окружающего воздуха и вспомогательным выходом 145 основного проточного канала 110. Первая ветвь 142 и вторая ветвь 144 имеют разделенную секцию ветвей, в которой находится, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества. Такой датчик 150 загрязняющего вещества, как правило, выбирают так, чтобы он мог «ощущать» загрязняющее вещество - для чего устройство 100 очистки воздуха содержит удаляющую загрязняющие вещества структуру - таким образом, чтобы датчик 150 загрязняющего вещества мог измерять концентрацию этого загрязняющего вещества в окружающем воздухе до того, как этот воздух пройдет через соответствующую удаляющую загрязняющие вещества структуру, или в воздухе, очищенном устройством 100 очистки воздуха, т.е., посредством соответствующей удаляющей загрязняющие вещества структуры 120. Например, датчик 150 загрязняющего вещества может быть по меньшей мере одним из датчика частиц PM 2.5 (размером не более 2,5 мкм), датчика газа, датчика пыльцы, датчика микроорганизмов, датчика (био)аэрозолей и датчика запахов. Датчики других пригодных типов сами по себе хорошо известны, и их тоже можно предусмотреть. В некоторых вариантах осуществления, датчик мог бы быть не датчиком загрязняющего вещества, а, например, датчиком давления. В таких вариантах осуществления, для извлечения информации о состоянии фильтра можно воспользоваться тем фактом, что падение давления, обуславливаемое удаляющей загрязняющие вещества структурой, такой, как фильтр для частиц, изменяется с увеличением накопления загрязняющих веществ.
При эксплуатации, устройство 130 перемещения воздуха создает давление, отрицательное относительно давления окружающего воздуха, до устройства 130 перемещения, так что воздух всасывается в основной проточный канал 110 через вход 111 воздуха и первую ветвь 142 разветвленного канала 140 датчика при условии, что первая ветвь 142 соединена по текучей среде с основным проточным каналом 110, как будет подробнее пояснено ниже. При этом, устройство 130 перемещения воздуха создает давление, положительное относительно давления окружающего воздуха, после устройства 130 перемещения, так что воздух выталкивается из основного проточного канала 110 через выход 113 воздуха и вторую ветвь 144 разветвленного канала 140 датчика при условии, что вторая ветвь 144 соединена по текучей среде с основным проточным каналом 110, как будет подробнее пояснено ниже. Разветвленный канал 140 датчика, как правило, имеет такие размеры, что большая часть воздуха, перемещаемого устройством 130 перемещения воздуха, попадает в основной проточный канал 110 через вход 111 воздуха и доступно в основном проточном канале 110 через выход 113 воздуха. Как легко поймет специалист данной области, расходом воздуха через основной проточный канал 110 может управлять устройство 130 перемещения воздуха. Таким образом, расход воздуха через упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества тоже можно регулировать. Выбирая для разветвленного канала 140 датчика подходящие размеры, т.е., диаметры или поперечные сечения первой и второй ветвей 142, 144 и отверстий 141, 143, 145, можно управлять расходом воздуха через упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества. В варианте осуществления, разветвленному каналу 140 датчика придают такие размеры, что расход воздуха через разветвленный канал 140 датчика оказывается (существенно) выше, чем расход воздуха через вход 111 воздуха и выход 113 воздуха.
В другом варианте осуществления, разветвленный канал 140 датчика имеет такие размеры, что скорость воздуха, протекающего по разветвленному каналу 140 датчика, (существенно) выше, чем скорость воздуха, протекающего через вход 111 воздуха и выход 113 воздуха. Это можно понимать следующим образом. Во время эксплуатации, устройство 130 перемещения воздуха создает в проточном канале 110 воздуха давление, пониженное относительно давления окружающей среды, до устройства 130 перемещения воздуха, т.е., в промежутке между входом 111 воздуха и устройством 130 перемещения воздуха. Это происходит потому, что устройство 130 перемещения воздуха перемещает воздух к выходу 113 воздуха быстрее, чем воздух попадает в устройство 100 для очистки воздуха через вход 111 воздуха. Следовательно, этот эффект также создает давление, повышенное относительно давления окружающей среды, в проточном канале 110 воздуха после устройства 130 перемещения воздуха, т.е., в промежутке между устройством 130 перемещения воздуха и выходом 113 воздуха. Расходами воздуха, связанными с этой разностью давлений, можно управлять за счет придания надлежащих размеров каналам, по которым протекает воздух в результате этих перепадов давления. В типичных случаях, увеличивая диаметр такого канала, увеличивают расход воздуха. Вследствие этого, задание размеров первой ветви 142 и второй ветви 144 можно использовать для регулирования потока воздуха к датчику. Таким образом, высоких расходов в направлении к датчику можно достичь, не нуждаясь в дополнительной перемещающей воздух структуре, что важно, в частности, в ситуациях, где загрязняющих веществ мало, как бывает в случае пыльцы. Разветвленный канал 140 датчика дополнительно содержит клапанный механизм под управлением контроллера 170, выполненный с возможностью обеспечения исключительно соединения по текучей среде с первой ветвью 142 между отверстием 141 для окружающего воздуха и вспомогательным входом 143 в первый конфигурации, как схематически изображено на фиг.1, и исключительно соединения по текучей среде со второй ветвью 144 между отверстием 141 для окружающего воздуха и вспомогательным выходом 145 во второй конфигурации, как схематически изображено на фиг.2. Например, клапанный механизм может включать в себя первый клапан 161, выполненный с возможностью обеспечивать соединение по текучей среде первой ветви 142 с основным проточным каналом 110 в первой конфигурации и разъединение их во второй конфигурации, соответственно, и второй клапан 163, выполненный с возможностью соединения или разъединения по текучей среде второй ветви 144 с основным проточным каналом 110 во второй конфигурации и разобщения их в первой конфигурации, соответственно. Другие механизмы, например - механизмы, включающие в себя дополнительные клапаны, будут сразу же очевидны для специалиста данной области. Клапанный механизм, как правило, выполнен так, что разделенная секция ветвей, включающая в себя упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества, образует часть канала текучей среды между отверстием 141 для окружающего воздуха и основным проточным каналом 110 в обеих - первой и второй - конфигурациях. Этого можно достичь, например, размещая эту разделенную секцию ветвей в промежутке между отверстием 141 для окружающего воздуха и клапанным механизмом. Для клапанного механизма можно использовать клапаны любых подходящих типов; например, первый клапан 161 и второй клапан 163 могут быть электромагнитными клапанами, хотя столь же подходят клапаны других типов.
Контроллер 170 может быть любым пригодным контроллером, например, блоком микроконтроллера (БМК), обычным процессором, выполненным с возможностью эксплуатации для управления клапанным механизмом, и т.п. В одном варианте осуществления, контроллер 170 выполнен с возможностью периодического переключения клапанного механизма между первой конфигурацией и второй конфигурацией. Контроллер 170 может дополнительно предусматривать функциональные возможности обработки для извлечения первой концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных упомянутым, по меньшей мере, одним датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме в первой конфигурации и для извлечения второй концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных по меньшей мере одним датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме во второй конфигурации. Функциональные возможности обработки, которыми обладает контроллер 170, можно дополнительно адаптировать для определения эффективности удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой исходя из извлеченных первой концентрации загрязняющего вещества и второй концентрации загрязняющего вещества. В альтернативном варианте, как схематически изображено на фиг.3, устройство 100 для очистки воздуха может содержать в качестве средства осуществления этих функциональных возможностей обработки отдельный процессор 175, реагирующий на по меньшей мере один датчик 150 загрязняющего вещества. Процессор 175 может быть выполнен с возможностью управления контроллером 170, например - для предписания контроллеру 170 переключать клапанный механизм между первой конфигурацией и второй конфигурацией, как описано выше. Процессор 175 можно осуществить любым подходящим способом, например - в виде интегральной схемы прикладной ориентации (ИСПО (ASIC)) или в виде процессора общего назначения, запрограммированного на осуществление требуемых функциональных возможностей, описываемых в данной заявке. Процессор 175 также может иметь средство хранения данных, предназначенное для хранения данных датчика, и средство беспроводной связи, предназначенное для посылки данных датчика во внешнее устройство, такое, как смартфон.
В одном варианте осуществления контроллер 170, например - его функциональные возможности обработки, или процессор 175 может быть выполнен с возможностью управления устройством 130 перемещения воздуха на основе определенной эффективности удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой 120 по мере извлечения этой информации из данных датчика, обеспеченных упомянутым, по меньшей мере, одним датчиком загрязняющего вещества в первой и второй конфигурациях клапанов, соответственно. Например, контроллер 170 или процессор 175 может быть выполнен с возможностью увеличения скорости перемещения воздуха посредством устройства 130 перемещения воздуха в случае, если эффективность удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой 120 оказывается ниже установленного порога эффективности, и/или может быть выполнено с возможностью уменьшения скорости перемещения воздуха посредством устройства 130 перемещения воздуха в случае, если эффективности удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой 120 оказывается выше установленного порога эффективности.
В одном варианте осуществления контроллер 170, например - его функциональные возможности обработки, или процессор 175 может быть выполнен с возможностью сравнения определенной эффективности удаления загрязняющего вещества с установленным порогом эффективности и для генерирования сигнала окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры, если определенная эффективность удаления загрязняющего вещества ниже установленного порога эффективности. Таким образом, эффективность конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры 120 механизма для очистки воздуха можно определить исходя из разности между показанием первого датчика по этому конкретному загрязняющему веществу, получаемым в первой конфигурации клапанного механизма, т.е., исходя из концентрации загрязняющего вещества в окружающем воздухе перед очисткой воздуха посредством удаляющей загрязняющие вещества структуры 120, и показанием второго датчика по этому конкретному загрязняющему веществу, получаемым во второй конфигурации клапанного механизма, т.е., исходя из концентрации загрязняющего вещества в воздухе, очищенном посредством удаляющей загрязняющие вещества структуры 120.
Например, контроллер 170 или процессор 175 могут быть выполнены с возможностью определения фактического КПЧВ oконкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры из следующего уравнения:
В уравнении (1), КПЧВ - коэффициент подачи чистого воздуха устройством 100 очистки воздуха, К1 - концентрация воздуха на входе загрязняющего вещества устройства 100 очистки воздуха, определяемая посредством датчика 150 загрязняющего вещества в первой конфигурации клапанного механизма, К2 - концентрация воздуха на выходе загрязняющего вещества устройства 100 очистки воздуха, определяемая посредством датчика 150 загрязняющего вещества во второй конфигурации клапанного механизма, а Р - расход воздуха через удаляющую загрязняющие вещества структуру (удаляющие загрязняющие вещества структуры) 120 устройства 100 очистки воздуха. Расход воздуха через удаляющую загрязняющие вещества структуру (удаляющие загрязняющие вещества структуры) 120 можно получить любым подходящим способом, включая, например, предусматривающий применение расходомера (не показан) в основном проточном канале 110, либо наличие таблицы просмотра или аналогичного устройства, доступ к которому получают посредством контроллера 170 или процессора 175 и из которого можно получать расход воздуха путем определения надлежащего расхода воздуха на основе настраиваемого параметра расхода через устройство 100 для очистки воздуха, задаваемого пользователем, например, путем выбора расхода на пользовательском интерфейсе устройства 100 очистки воздуха. Другие подходящие способы получения расхода Р воздуха для контроллера 170 сразу же станут очевидными специалисту данной области.
Контроллер 170 или процессор 175 может быть выполнен с возможностью сравнения фактического КПЧВ, определенного посредством уравнения (1), с эталонным КПЧВ для конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры. Такой эталонный КПЧВ, может быть задан, например, фирмой-изготовителем конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры; например, это может быть некоторый номинальный КПЧВ, полученный в ходе лабораторных испытаний, следующих строгим процедурам испытаний и правилам техники безопасности, который можно запрограммировать в контроллере 170 или процессоре 175 или в памяти, доступной контроллеру 170 или процессору 175, или это может быть некоторый начальный КПЧВ, определяемый посредством датчика 150 загрязняющего вещества, например, в режиме калибровки после монтажа конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры. Такой режим калибровки можно инициировать любым подходящим способом, например, это может быть инициирование пользователем или автоматически следующее после обнаружения замены или обслуживания конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры 120. Это можно обнаружить, например, по внезапному увеличению КПЧВ, определяемого исходя из первого и второго показаний датчика, получаемых посредством датчика 150 загрязняющего вещества при клапанном механизме в первой и второй конфигурациях, соответственно.
В варианте осуществления контроллер 170 или процессор 175 может содержать устройство для хранения данных (не показано), или может иметь доступ к такому устройству, в котором процессор 120 может хранить величины КПЧВ, определенные посредством сенсорного устройства 10 для текучих сред, как пояснялось выше, чтобы построить предысторию КПЧВ. Такую предысторию изменения можно использовать, например, для прогнозирования ОСС конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры, например, путем экстраполяции, когда ожидается, что КПЧВ конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры достигнет некоторого критического значения, на основе времени, прошедшего между определением начального значения КПЧВ в предыстории изменения и фактического значения КПЧВ конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры.
Контроллер 170 или процессор 175 может быть выполнено с возможностью генерирования сигнала, предупреждающего когда фактический КПЧВ приближается к некоторому критическому значению или достигает его. Например, некоторую конкретную удаляющую загрязняющие вещества структуру можно считать достигшей своего ОСС, если ее фактический КПЧВ составляет 50 % ее эталонного КПЧВ. Иными словами, контроллер 170 или процессор 175 может быть выполнен с возможностью генерирования сигнала, предупреждающего, если отклонение КПЧВ конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры от ее эталонного КПЧВ превышает некоторый установленный порог, например - оказывается, по меньшей мере, на 50% меньше, чем эталонный КПЧВ. Конечно, в равной мере допустимы и другие значения установленного порога. Выработка предупреждающего сигнала возможна в сенсорном выходном устройстве 180 устройства 100 для очистки воздуха, чтобы оповестить пользователя о необходимости обслуживания и замены оперативно контролируемой удаляющей загрязняющие вещества структуры. Таким образом можно снизить или вообще предотвратить очистку воздуха посредством устройства 100 для очистки воздуха, ухудшающуюся из-за того, что конкретная удаляющая загрязняющие вещества структура демонстрирует ухудшившиеся характеристики КПЧВ.
В одном варианте осуществления, контроллер 170 или процессор 175 может генерировать первый предупреждающий сигнал, указывающий на приближение конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры к критическому КПЧВ, и второй предупреждающий сигнал, указывающий на приближение конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры к критическому КПЧВ, т.е., КПЧВ, указывающему на ОСС, так что пользователь сможет своевременно предписать замену конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры (или обслуживание оперативно контролируемой удаляющей загрязняющие вещества структуры) в ответ на первый предупреждающий сигнал и сможет заменить «старую» конкретную удаляющую загрязняющие вещества структуру заменяющей конкретной удаляющей загрязняющие вещества структурой (или провести обслуживание конкретной удаляющей загрязняющие вещества структуры) в ответ на второй предупреждающий сигнал.
Сенсорное выходное устройство 180 может быть любым устройством, выполненным с возможностью выработки выходного сигнала, который можно обнаружить посредством одного из органов чувств человека. Например, сенсорное выходное устройство 180 может быть выполнено с возможностью выработки видимого или слышимого выходного сигнала в ответ на предупреждающий сигнал, генерируемый посредством контроллера 170 или процессора 175. Например, сенсорное выходное устройство 130 может содержать дисплей и/или один или несколько светоизлучающих диодов (СИДов), выполненный и/или выполненные с возможностью обеспечения видимого выходного сигнала, и/или может содержать акустическую систему или аналогичное устройство для выработки слышимого выходного сигнала в ответ на такой предупреждающий сигнал. Остальные приемлемые варианты осуществления такого сенсорного выходного устройства 180 будут сразу же очевидны специалисту данной области.
На фиг.4 схематически изображен альтернативный вариант осуществления устройства 100 очистки воздуха, в котором устройство 100 очистки воздуха выполнено с возможностью осуществления связи с удаленным вычислительным устройством. В этом варианте осуществления устройство 100 очистки воздуха содержит модуль 190 беспроводной связи. Этот модуль 190 беспроводной связи выполнен с возможностью беспроводной передачи соответственных показаний датчика, генерируемых посредством упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества в первой и второй конфигурациях клапанного механизма, в удаленное вычислительное устройство. В одном варианте осуществления, удаленное вычислительное устройство 200 может содержать дополнительный процессор и дополнительное сенсорное выходное устройство, причем дополнительный процессор принимает передаваемые посредством беспроводной связи показания датчика из упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества через дополнительный модуль беспроводной связи удаленного вычислительного устройства. Дополнительный модуль беспроводной связи может быть подключен с возможностью связи к модулю 190 беспроводной связи устройства 100 очистки воздуха.
В этом варианте осуществления пользователь устройства 100 очистки воздуха, владеющий удаленным вычислительным устройством, может осуществлять дистанционный оперативный контроль КПЧВ соответственных удаляющих загрязняющие вещества структур 120 устройства 100 очистки воздуха, что имеет преимущество, заключающееся в возможности дистанционного оповещения пользователя о надвигающемся ОСС такой удаляющей загрязняющие вещества структуры, так что пользователь сможет немедленно принять меры во избежание того, что рабочие характеристики устройства 100 очистки воздуха окажутся ниже нормы, не будучи вынужденным находиться в ближайшей окрестности устройства 100 очистки воздуха, чтобы обратить внимание на такое оповещение.
Удаленное вычислительное устройство может быть портативным устройством, таким, как планшетный компьютер, устройством мобильной связи, таким, как смартфон, компьютер типа лэптоп, или некоторым стационарным устройством таким, как настольный компьютер. Другие подходящие варианты осуществления такого удаленного вычислительного устройства будут сразу же очевидны для специалиста. Удаленное вычислительное устройство и устройство 100 очистки воздуха могут осуществлять связь друг с другом через свои соответственные беспроводные модули, используя любой подходящий протокол беспроводной связи, например, Bluetooth, Wi-Fi, протокол мобильной связи, такой, как 2G, 3G, 4G или 5G, подходящий протокол коммуникации ближнего поля (КБП (NFC)) или проприетарный (корпоративный) протокол. В случае такой беспроводной связи, соответственные устройства могут осуществлять связь друг с другом непосредственно или могут осуществлять связь друг с другом через посредника, такого, как беспроводной мост, маршрутизатор, хаб, и т.п. Можно предусмотреть любой пригодный вариант осуществления беспроводной связи между такими соответственными устройствами.
Процессор 175 или дополнительный процессор может быть дополнительно подключен с возможностью связи к устройству для хранения данных (не показано), которое может образовывать часть устройства 100 очистки воздуха или удаленного вычислительного устройства. Такое устройство для хранения данных может быть любым пригодным устройством для хранения цифровых данных, например, оперативным запоминающим устройством, кэш-памятью, флэш-памятью, твердотельным запоминающим устройством, магнитным запоминающим устройством, таким, как жесткий диск, оптическим запоминающим устройством, и т.п. В альтернативном варианте устройство для хранения данных может быть отдельным от устройства 100 очистки воздуха или удаленного вычислительного устройства, например - сетевым запоминающим устройством или облачным запоминающим устройством, доступным для процессора 120 через сеть, такую, как локальная вычислительная сеть, ЛВС (LAN), или Internet.
Процессор 175 или дополнительный процессор может быть выполнен с возможностью хранения величин КПЧВ в процессе изменения в устройстве для хранения данных. Устройство для хранения данных может дополнительно содержать машиночитаемые команды программы, которые при исполнении их процессором 175 или дополнительным процессором заставляют процессор 175 или дополнительный процессор вычислять фактический КПЧВ исходя из показаний датчика, принимаемых из устройства 100 очистки воздуха, чтобы вычислить (оценить) ОСС оперативно контролируемой удаляющей загрязняющие вещества структуры по фактическому и эталонному КПЧВ, как пояснялось выше. Во избежание сомнений, отметим, что везде, где делаются ссылки на функциональные возможности, осуществляемые процессором 175, эти возможности с тем же успехом можно осуществить посредством функциональных возможностей обработки, присущих контроллеру 170, как объяснялось ранее.
В одном варианте осуществления, процессор 175 (или контроллер 170) может пользоваться оценкой ОСС, размещая автоматическое предписание для новой удаляющей загрязняющие вещества структуры, например - фильтра или аналогичного устройства, или предписывая обслуживание существующей удаляющей загрязняющие вещества структуры, например - каталитического преобразователя или электростатического пылеулавливателя, через Internet сразу после того, как процессор 175 определяет, что спрогнозированный ОСС достигает установленного порога, например, 2 недели. С этой целью, устройству 100 очистки воздуха можно придать конфигурацию, подробности которой будут соответствовать конкретному устройству 100 очистки воздуха и уместной удаляющей загрязняющие вещества структуре (уместным удаляющим загрязняющие вещества структурам) 120, так что процессор 175 (иди контроллер 170) сможет действовать автономно, предписывая обслуживание или замену уместной удаляющей загрязняющие вещества структуры 120. Например, такие подробности может предоставлять пользователь во время первоначальной настройки системы, причем пользователь регистрирует эти подробности через приложение или аналогичное устройство. В альтернативном варианте, удаленное вычислительное устройство и устройство 100 очистки воздуха может быть выполнено с возможностью осуществления связи друг с другом, например, по беспроводной линии связи посредством устройства 100 очистки воздуха, обеспечивающего необходимые подробности в удаленное вычислительное устройство по беспроводной линии связи. В еще одном варианте осуществления конфигурация удаленного вычислительного устройства может обеспечивать автономное осуществление выдачи предписания на замену или обслуживание удаляющей загрязняющие вещества структуры.
На фиг.5 представлена блок-схема последовательности операций возможного варианта осуществления способа 200 эксплуатации устройства 100 очистки воздуха согласно данному изобретению. Способ 200 начинается на этапе 201, например, включением устройства 100 очистки воздуха перед переходом к этапу 203, на котором переключают клапанный механизм, включающий в себя первый клапан 161 и второй клапан 163, в первую конфигурацию, в которой отверстие 141 для окружающего воздуха сообщается по текучей среде со входом 143 в основной проточный канал 110, так что упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества подвергается воздействию потока текучей среды, идущего из отверстия 141 для окружающего воздуха ко входу 143 в основной проточный канал 110 при задействовании устройства 130 перемещения воздуха. Клапанный механизм можно автономно переключать в первую конфигурацию; например, контроллер 170 может работать автономно, или его можно переключать в первую конфигурацию в ответ на сигнал запроса конфигурации, обеспеченный процессором 175. Когда упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества подвергается воздействию этого потока текучей среды, упомянутый, по меньшей мере, один датчик загрязняющего вещества обнаруживает на этапе 205 первый уровень загрязняющего вещества в этом потоке текучей среды. Следует понимать, что посредством по меньшей мере одного датчика 150 загрязняющего вещества первый уровень загрязняющего вещества можно обнаруживать так, как пояснялось выше, для нескольких загрязняющих веществ одновременно.
Затем клапанный механизм в разветвленном канале 140 датчика переключают во вторую конфигурацию на этапе 207, так что отверстие 141 для окружающего воздуха сообщается по текучей среде с выходом 143 основного проточного канала 110, а упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества подвергается воздействию потока текучей среды, проходящего с выхода 143 к отверстию 141 для окружающего воздуха при задействовании устройства 130 перемещения воздуха благодаря положительному давлению, создаваемому этим устройством относительно давления окружающей среды, как пояснялось выше. Клапанный механизм можно автономно переключать во вторую конфигурацию; например, контроллер 170 может работать автономно или может быть переключен во вторую конфигурацию в ответ на сигнал запроса конфигурации, обеспеченный процессором 175. Клапанный механизм можно выполнить с возможностью переключения во вторую конфигурацию после задержки на некоторое определенное время, например, долю секунды, секунду или несколько секунд, и т.п. Этой временной задержкой управляют, как правило, по времени, которое упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества затрачивает на точное обнаружение первого уровня загрязняющего вещества на этапе 205.
Когда упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества подвергается воздействию потока текучей среды во второй конфигурации, упомянутый, по меньшей мере, один датчик 150 загрязняющего вещества обнаруживает на этапе 209 второй уровень загрязняющего вещества в этом потоке текучей среды. Следует понимать, что посредством упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества второй уровень загрязняющего вещества можно обнаруживать так, как пояснялось выше, для нескольких загрязняющих веществ одновременно. Поток текучей среды, содержащий второй уровень загрязняющего вещества, можно захватывать после механизма для очистки воздуха, включающего в себя упомянутую одну или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120, что и обеспечивает определение эффективности очистки этим механизмом по сравнению с первым уровнем загрязняющего вещества в потоке текучей среды, захватываемом до механизма для очистки воздуха, включающего в себя упомянутую одну или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120.
На этапе 211, определяют эффективность механизма для очистки воздуха, включающего в себя упомянутую одну или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120, исходя из обнаруженного первого уровня загрязняющего вещества и обнаруженного второго уровня загрязняющего вещества. Этого можно достичь, например, путем вычисления фактического КПЧВ оперативно контролируемой удаляющей загрязняющие вещества структуры и сравнения ее фактического КПЧВ с эталонным КПЧВ для этой структуры, как подробнее пояснялось выше. Например, процессор 175 (или контроллер 170) можно запрограммировать на эталонный КПЧВ или на получение этого эталонного КПЧВ из определения начального КПЧВ посредством упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества, как пояснялось выше.
В одном варианте осуществления, определенную эффективность механизма для очистки воздуха, включающего в себя упомянутую одну или несколько удаляющих загрязняющие вещества структур 120, можно использовать для управления скоростью перемещения воздуха, генерируемой посредством устройства 130 перемещения воздуха, например - чтобы достичь целевой эффективности устройства 100 очистки воздуха. Например, в случае, если определенная эффективность ниже целевой эффективности, скорость перемещения воздуха можно увеличить так, что объемы воздуха, нагнетаемого через устройство 100 очистки воздуха в единицу времени, станут больше, или в случае, если определенная эффективность выше целевой эффективности, скорость перемещения воздуха можно уменьшить так, что объемы воздуха, нагнетаемого через устройство 100 очистки воздуха в единицу времени, станут меньше.
В еще одном варианте осуществления, на этапе 213 можно определять, достигла ли оперативно контролируемая удаляющая загрязняющие вещества структура своего ОСС или приближается к нему, как пояснялось выше. Если это так, то можно генерировать предупреждающий сигнал, чтобы оповестить пользователя о достижении оперативно контролируемой удаляющую загрязняющие вещества структурой своего ОСС или приближения ее к нему, перед завершением способа 200 на этапе 215. С другой стороны, если на этапе 213 определяют, что оперативно контролируемая удаляющая загрязняющие вещества структура еще не достигла своего ОСС или не приближается к нему, т.е., функционирует удовлетворительно, например - имеет фактический КПЧВ значительно выше 50 % своего эталонного КПЧВ, можно проверить, следует ли продолжать способ 200. Если это так, то можно вернуть способ 200 назад к этапу 203; в противном случае, можно завершить способ на этапе 215.
На фиг.6 представлена блок-схема другого возможного варианта осуществления способа 200 эксплуатации устройства 100 очистки воздуха согласно данному изобретению. Вариант осуществления, изображенный на фиг.6, отличается от варианта осуществления, изображенного на фиг.5, тем, что после определения первой концентрации загрязняющего вещества на этапе 205, на этапе 206 проверяют, следует ли переключить клапанный механизм во вторую конфигурацию. Если это так, то способ 200 переходит к этапу 207, как пояснялось выше. Вместе с тем, если это не так, то на этапе 213 проверяют, надо ли оставить клапанный механизм в первый конфигурации, т.е., должен ли устройство очистки воздуха продолжить измерение концентрации загрязняющего вещества в поступающем воздухе посредством упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества, и в этом случае возможен возврат способа 200 назад к этапу 203, или проверяют, надо ли завершить способ 200 на этапе 215. Таким образом, конфигурация устройства 100 очистки воздуха может обеспечить оперативный контроль уровней загрязняющих веществ, например - уровней пыльцы, в окружающем воздухе на протяжении длительного периода времени, например - от получаса до часа, чтобы собрать статистику загрязняющего вещества, например - уровней пыльцы в окружающем воздухе, перед переключением клапанного механизма во вторую конфигурацию для получения разностных замеров, как пояснялось выше.
Это приносит конкретную выгоду, например, в случае упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества, представляющего собой датчик пыльцы, где сбор таких статистических данных об уровнях пыльцы в окружающем воздухе может способствовать оперативному контролю воздействия уровней пыльцы на пользователя, например - страдающего астмой, применительно к уровням пыльцы в течение периода времени оперативного контроля. В этом варианте осуществления, этап 205 может дополнительно предусматривать передачу определенных уровней пыльцы в удаленное устройство, например, по беспроводной линии связи или посредством аналогичного средства, чтобы сохранить оперативно контролируемые уровни загрязняющих веществ в удаленном устройстве, например - смартфоне или аналогичном средстве, так что путем анализа данных датчика, генерируемых посредством упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества на протяжении длительного периода времени, пользователя удаленного устройства можно проинформировать о воздействии на него или нее таких уровней пыльцы. Сразу же будет ясно, что генерирование таких статистических данных посредством упомянутого, по меньшей мере, одного датчика 150 загрязняющего вещества не ограничивается оперативным контролем пыльцы, а применимо к любому загрязняющему веществу, представляющему интерес для пользователя.
В одном варианте осуществления, устройство 100 очистки воздуха дополнительно может быть выполнено с возможностью обнаружения присутствия пользователя в окрестности устройства 100 очистки воздуха, например, посредством датчика обнаружения присутствия или путем установления беспроводной линии связи или путем установления уровня сигнала такой беспроводной линии связи, скажем, линии связи по протоколу Bluetooth между удаленным устройством и модулем беспроводной связи устройства 100 очистки воздуха посредством служб определения местоположения, и т.п., при этом конфигурация устройства 100 очистки воздуха дополнительно обеспечивает осуществление только этого режима длительного оперативного контроля вещества, загрязняющего окружающее пространство, при условии обнаружения присутствия пользователя.
Способ 200 также применим к измерению разных уровней загрязняющих веществ посредством устройства 100 очистки воздуха, например, в случае устройства 100 очистки воздуха, содержащего несколько датчиков загрязняющих веществ. В этом варианте осуществления, на этапе 213 после измерения первого уровня загрязняющего вещества посредством первого датчика 150 загрязняющего вещества возможно принятие решения о разностном измерении, как пояснялось ранее, если способ 200 должен вернуться назад к этапу 203, чтобы измерить или оперативно проконтролировать второй уровень загрязняющего вещества посредством дополнительного датчика 150 загрязняющего вещества. При таком сценарии, количество времени, в течение которого устройство 100 очистки воздуха остается в первой и/или второй конфигурации в течение каждого из этих циклов измерения загрязняющего вещества, можно оптимизировать, например - оптимизировать в зависимости от типа загрязняющего вещества. Например, для загрязняющих веществ, к которым предъявляются известные требования, повышенные в контексте времени отбора проб и/или объемов воздуха, воздействию которых нужно подвергнуть соответствующий датчик 150 загрязняющего вещества, например - вследствие низких концентраций таких загрязняющих веществ в окружающем воздухе, время отбора проб загрязняющего вещества посредством предназначенного для него датчика 150 загрязняющего вещества, например - в первой конфигурации, можно оптимизировать.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать многие альтернативные варианты осуществления в рамках объема притязаний прилагаемой формулы изобретения. Любые позиции в формуле изобретения, заключенные в скобки, не следует толковать как ограничивающие соответствующий пункт формулы изобретения. Слово «содержащий (-ая, -ое, -ее, -ие)» не исключает присутствие элементов или этапов, отличающихся от перечисленных в пункте формулы изобретения. Признак единственного числа, предваряющий некоторый элемент, не исключает присутствие множества таких элементов. Изобретение может быть осуществлено посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько различных элементов. В пункте формулы на устройство, где перечисляются несколько средств, некоторые из этих средств могут быть осуществлены одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Тот факт, что определенные меры приводятся во взаимно различных независимых пунктах формулы изобретения, сам по себе не указывает, что нельзя с выгодой воспользоваться комбинацией этих мер.
1. Устройство (100) очистки воздуха, содержащее:
проточный канал (110), продолжающийся между входом (111) и выходом (113);
удаляющую загрязняющие вещества структуру (120) и устройство (130) перемещения воздуха в проточном канале;
разветвленный канал (140) датчика, включающий в себя
первую ветвь (142), продолжающуюся между отверстием (141) для окружающего воздуха и дополнительным выходом (143) в проточном канале между входом и устройством перемещения воздуха; и
вторую ветвь (144), продолжающуюся между отверстием для окружающего воздуха и дополнительным входом (145) в проточном канале между устройством перемещения воздуха и выходом, причем первая ветвь и вторая ветвь делят между собой секцию ветвей;
по меньшей мере один датчик (150) загрязняющего вещества в разделенной секции ветвей;
клапанный механизм (161, 163) в разветвленном канале датчика, выполненный с возможностью исключительно отсоединения первой ветви от проточного канала в первой конфигурации и исключительно отсоединения второй ветви от проточного канала во второй конфигурации; и
контроллер (170), выполненный с возможностью управления клапанным механизмом;
процессор (175), подключенный с возможностью связи к датчику (150) загрязняющего вещества, при этом процессор выполнен с возможностью извлечения концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком (150) загрязняющего вещества;
отличающееся тем, что
контроллер (170) выполнен с возможностью
- периодического переключения клапанного механизма (161, 163) между первой конфигурацией и второй конфигурацией;
- извлечения первой концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком (150) загрязняющего вещества при клапанном механизме в первой конфигурации;
- извлечения второй концентрации загрязняющего вещества из данных датчика, обеспеченных датчиком загрязняющего вещества при клапанном механизме во второй конфигурации; и
- определения эффективности удаления загрязняющего вещества удаляющей загрязняющие вещества структурой (120) исходя из извлекаемых первой концентрации загрязняющего вещества и второй концентрации загрязняющего вещества.
2. Устройство (100) очистки воздуха по п.1, в котором контроллер (170) содержит процессор.
3. Устройство (100) очистки воздуха по п.2, в котором процессор (175) дополнительно выполнен с возможностью сравнения определенной эффективности удаления загрязняющего вещества с установленным порогом эффективности и для генерирования сигнала окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры, если определенная эффективность удаления загрязняющего вещества ниже установленного порога эффективности.
4. Устройство (100) очистки воздуха по п.3, дополнительно содержащее сенсорное выходное устройство (180), реагирующее на сигнал окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры.
5. Устройство (100) очистки воздуха по п.3 или 4, дополнительно содержащее модуль (190) передачи данных, выполненный с возможностью обеспечения соединения с устройством дистанционного обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры с целью замены или обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры (120) посредством устройства дистанционного обслуживания удаляющей загрязняющие вещества структуры в ответ на сигнал окончания срока службы удаляющей загрязняющие вещества структуры.
6. Устройство (100) очистки воздуха по любому из пп.1-5, в котором процессор (175) выполнен с возможностью обеспечения устройства (130) перемещения воздуха сигналом управления устройством перемещения воздуха, генерируемым в ответ на извлеченную концентрацию загрязняющего вещества.
7. Устройство (100) очистки воздуха по любому из пп.1-6, в котором по меньшей мере один датчик (150) загрязняющего вещества содержит по меньшей мере один из датчика давления, датчика пыльцы, датчика частиц и датчика запахов.
8. Устройство (100) очистки воздуха по любому из пп.1-7, в котором клапанный механизм (161, 163) содержит первый клапан (161) в первой ветви (142) между разделенной секцией ветвей и дополнительным входом (143) и второй клапан (163) во второй ветви (144) между разделенной секцией ветвей и дополнительным выходом (145).
9. Устройство (100) очистки воздуха по любому из пп.1-8, выполненное с возможностью создания давления, пониженного относительно давления окружающей среды, в секции проточного канала (110) до устройства перемещения воздуха, и давления, повышенного относительно давления окружающей среды, в дальнейшей секции проточного канала после устройства перемещения воздуха, причем дополнительный вход (143) находится в сообщении по текучей среде с секцией, характеризующейся упомянутым пониженным давлением, а дополнительный выход (145) находится в сообщении по текучей среде с дальнейшей секцией, характеризующейся упомянутым повышенным давлением, во время эксплуатации устройства очистки воздуха.
