一種等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，包括：——熱線式空氣流量計(jì)，用來檢測通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量，輸出與所檢測的空氣流量成線性關(guān)系的電信號；——風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速與通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量成正比；——主控器，根據(jù)熱線式空氣流量計(jì)輸出的電信號調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量穩(wěn)定在目標(biāo)空氣流量。本申請的技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠，其測量結(jié)果不受海拔，溫度，安裝位置影響。
【專利說明】
一種等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及一種空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為控制空氣中的細(xì)菌和病毒濃度，防止它們通過空氣傳播，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中廣泛配備有空氣消毒機(jī)。為確?？諝馇鍧嵭Ч?，空氣消毒機(jī)大多具有自動風(fēng)量控制功能，用于保持恒定的出風(fēng)量。
[0003]請參閱圖1，這是等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的簡化示意圖，該風(fēng)道具有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。外界空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入等離子空氣消毒機(jī)，經(jīng)過等離子體對空氣的消毒后，潔凈空氣從出風(fēng)口被送往外界。在風(fēng)道中，空氣是從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口單向流動的。
[0004]現(xiàn)有的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制原理是:采用差壓傳感器(也稱壓差傳感器，Differential Pressure Sensor，簡寫為DPS)同時測量風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的壓力差值，該壓力差值與通過風(fēng)道的空氣流量之間具有一定的函數(shù)關(guān)系，等離子空氣消毒機(jī)內(nèi)部的主控器(例如為CPU、MCU等)根據(jù)檢測到的壓力差值和預(yù)存的函數(shù)關(guān)系通過計(jì)算得到通過風(fēng)道的空氣流量，并以此來調(diào)節(jié)等離子空氣消毒機(jī)內(nèi)部的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以使計(jì)算的空氣流量與目標(biāo)空氣流量保持一致。
[0005]然而這種以差壓傳感器進(jìn)行風(fēng)量控制的方案在實(shí)際應(yīng)用中存在如下缺陷:
[0006]其一，差壓傳感器需要在風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口設(shè)置測量點(diǎn)，測量點(diǎn)通常是越靠近風(fēng)道越好。但是離風(fēng)道越近的位置，空氣亂流越大，所測量的空氣壓力值的波動大。這使得差壓傳感器檢測到的壓力差值波動較大，主控器計(jì)算出的空氣流量波動也較大，最終導(dǎo)致以此調(diào)節(jié)的空氣流量波動也較大。
[0007]其二，差壓傳感器檢測到的壓力差值與通過風(fēng)道的空氣流量之間的函數(shù)關(guān)系并非線性關(guān)系，所述函數(shù)關(guān)系在不同的環(huán)境溫度下還會發(fā)生變化，因此預(yù)存的函數(shù)關(guān)系非常復(fù)雜。根據(jù)預(yù)存的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算也需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算工作。
[0008]其三，等離子空氣消毒機(jī)在使用一段時間后，風(fēng)道中會堆積塵埃等細(xì)微顆粒，這些阻塞物使得通過風(fēng)道的空氣流量變小。此時再根據(jù)預(yù)存的函數(shù)關(guān)系計(jì)算通過風(fēng)道的空氣流量就會比實(shí)際的空氣流量要大，最終導(dǎo)致以此調(diào)節(jié)的空氣流量小于目標(biāo)空氣流量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，測量結(jié)果與控制效果較為穩(wěn)定，還能克服由于測量點(diǎn)位置、溫度、長期使用后的風(fēng)道阻塞等因素而導(dǎo)致的控制效果變差。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本申請等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置包括:
[0011 ] 一一熱線式空氣流量計(jì)，用來檢測通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量，輸出與所檢測的空氣流量成線性關(guān)系的電信號；
[0012]一一風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速控制與通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量成正比；
[0013]一一主控器，根據(jù)熱線式空氣流量計(jì)輸出的電信號調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量穩(wěn)定在目標(biāo)空氣流量。
[0014]可替換的，所述熱線式空氣流量計(jì)改為熱膜式空氣流量計(jì)。
[0015]進(jìn)一步地，所述熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)設(shè)置在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、或風(fēng)道的出風(fēng)口、或風(fēng)道中間。
[0016]進(jìn)一步地，所述熱線式空氣流量計(jì)包括由熱線電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個橋路電阻組成的惠斯通電橋，所述熱線電阻與溫度補(bǔ)償電阻一起設(shè)置在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、或風(fēng)道的出風(fēng)口、或風(fēng)道中間。
[0017]進(jìn)一步地，所述熱線式空氣流量計(jì)還包括控制電路，用來保持熱線電阻與溫度補(bǔ)償電阻之間的溫差不變以及惠斯通電橋的平衡。
[0018]進(jìn)一步地，所述熱膜式空氣流量計(jì)包括由熱線電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個橋路電阻組成的惠斯通電橋，這四個電阻制作在同一陶瓷基片上，設(shè)置在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、或風(fēng)道的出風(fēng)口、或風(fēng)道中間。
[0019]進(jìn)一步地，所述熱膜式空氣流量計(jì)還包括控制電路，用來保持熱線電阻與溫度補(bǔ)償電阻之間的溫差不變以及惠斯通電橋的平衡。
[0020]進(jìn)一步地，所述等離子空氣消毒機(jī)預(yù)存有熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)的輸出電壓值與通過風(fēng)道的空氣流量值之間的對應(yīng)關(guān)系表。
[0021]進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制與熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)輸出的電信號之間為負(fù)反饋關(guān)系。
[0022]本申請采用了熱線式(或熱膜式)空氣流量計(jì)來檢測等離子空氣消毒機(jī)的空氣流量，熱線式(或熱膜式)空氣流量計(jì)可以采用U字型支架安裝在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口位置，安裝簡便。所述熱線式(或熱膜式)空氣流量計(jì)長期應(yīng)用于汽車行業(yè)，技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠，其測量結(jié)果不受海拔，溫度，安裝位置影響。
【附圖說明】
[0023]圖1是等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的簡化示意圖；
[0024]圖2是本申請等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是熱線式空氣流量計(jì)的原理示意圖；
[0026]圖4是圖3的變形結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]請參閱圖2，本申請等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置包括:
[0028]一一熱線式空氣流量計(jì)，用來檢測通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量，輸出與所檢測的空氣流量成線性關(guān)系的電信號(例如為電壓值)。
[0029]一一風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速控制與通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量成正比。即便風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定時，通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量也會有波動。但是增大(或減小)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速則必然使得通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量變大(或變小)。
[0030]一一主控器，一方面接收熱線式空氣流量計(jì)輸出的電信號，另一方面根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)空氣流量查詢預(yù)存的表格得到對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓值。如果熱線式空氣流量計(jì)輸出的電壓值小于標(biāo)準(zhǔn)電壓值，說明實(shí)際的空氣流量小于目標(biāo)空氣流量，那么主控器就增加風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。如果熱線式空氣流量計(jì)輸出的電壓值大于標(biāo)準(zhǔn)電壓值，說明實(shí)際的空氣流量大于目標(biāo)空氣流量，那么主控器就減少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這表明對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制與熱線式空氣流量計(jì)輸出的電信號之間為負(fù)反饋關(guān)系。通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，主控器使通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量穩(wěn)定在目標(biāo)空氣流量。
[0031 ]可替換的，所述熱線式空氣流量計(jì)也可改為熱膜式空氣流量計(jì)。
[0032]請參閱圖3，這是一種熱線式空氣流量計(jì)的原理示意圖。圖3的電路結(jié)構(gòu)等同于圖
4。精密電阻一RA、精密電阻二RB、熱線電阻RH、溫度補(bǔ)償電阻RK組成了惠斯通電橋(Wheatstone bridge，也稱惠斯登電橋)。熱線電阻RH與溫度補(bǔ)償電阻RK—起放置在需要測量空氣流量的位置，例如位于等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口或風(fēng)道中間。熱線電阻RH通常采用鉑絲材料的熱敏電阻。溫度補(bǔ)償電阻RK用來消除溫度變化對空氣流量測量結(jié)果的影響?？刂齐娐稟將保持熱線電阻RH與溫度補(bǔ)償電阻RK之間的溫差不變，該溫差例如為100°C。
[0033]當(dāng)氣流通過熱線電阻RH時使其溫度降低，熱線電阻RH的電阻值隨之減小，惠斯通電橋失去平衡。這時控制電路A會增加流過熱敏電阻RH的電流值，以使惠斯通電橋恢復(fù)平衡。所增加的電流通過精密電阻一 RA時會使其兩端電壓UO增加，UO就作為輸出電壓。這樣通過測量輸出電壓UO就可得知熱線電阻RH增加的電流值，從而得知流經(jīng)熱線電阻RH的空氣流量。
[0034]熱膜式空氣流量計(jì)的工作原理與熱線式空氣流量計(jì)類似，都是采用惠斯通電橋工作。所不同的是:熱膜式空氣流量計(jì)將熱線電阻RH、溫度補(bǔ)償電阻RK及其他兩個橋路電阻RA、RB用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上，更便于安裝和使用。
[0035]本申請?jiān)诘入x子空氣消毒機(jī)中預(yù)存有熱線式(或熱膜式)空氣流量計(jì)的輸出電壓值與通過風(fēng)道的空氣流量值之間的對應(yīng)關(guān)系表。該表格通常是機(jī)器在全新狀態(tài)時測得的，但可用于機(jī)器長時間使用后。這是由于熱線式(或熱膜式)空氣流量計(jì)是直接檢測風(fēng)道中的空氣流量，與等離子空氣消毒機(jī)使用了多長時間沒有關(guān)系。而現(xiàn)有的差壓傳感器是根據(jù)風(fēng)道兩端壓力差值換算成空氣流量，在等離子空氣消毒機(jī)長時間使用后該換算關(guān)系發(fā)生變化而導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差。
[0036]與現(xiàn)有的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置相比，本申請具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0037]其一，熱線式(熱膜式)空氣流量計(jì)的響應(yīng)速度很快，能在幾毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化。熱線式(熱膜式)空氣流量計(jì)的構(gòu)造是管狀的，所以其測量精度不受空氣亂流的影響。主控器根據(jù)該準(zhǔn)確的測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，可使得最終的風(fēng)量控制保持穩(wěn)定狀態(tài)。
[0038]其二，熱線式(熱膜式)空氣流量計(jì)自帶溫度補(bǔ)償功能，熱線電阻RH與溫度補(bǔ)償電阻RK之間始終保持恒定溫差，因而其測量結(jié)果不受環(huán)境溫度影響。
[0039]其三，現(xiàn)有的差壓傳感器直接測量的是風(fēng)道兩端壓力差，而本申請的熱線式(熱膜式)空氣流量計(jì)直接測量空氣流量。直接測量顯然比間接測量更為準(zhǔn)確，也不用經(jīng)過函數(shù)換笪并ο
[0040]其四，現(xiàn)有的差壓傳感器得到的壓差與空氣流量之間為非線性的函數(shù)關(guān)系，而本申請的熱線式(熱膜式)空氣流量計(jì)的輸出電壓與空氣流量之間為線性關(guān)系，直觀準(zhǔn)確。
[0041]下面將以一個實(shí)例對本申請進(jìn)行詳細(xì)說明。等離子空氣消毒機(jī)在運(yùn)行一段時間后，會因?yàn)镠EPA(高效率空氣微粒過濾網(wǎng))等過濾模塊吸附了很多顆粒物而導(dǎo)致風(fēng)阻逐漸增大，造成原來設(shè)定的風(fēng)量在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下逐漸減小。以現(xiàn)有的等離子空氣消毒機(jī)為例，假定設(shè)定運(yùn)行風(fēng)量(即目標(biāo)空氣流量)為1000m3/h，但使用了兩個月后由于設(shè)備內(nèi)部風(fēng)阻增大，實(shí)際出風(fēng)風(fēng)量下降到900m3/h。對于醫(yī)療機(jī)構(gòu)等應(yīng)用環(huán)境，為保證空氣清潔效果必須要求使用風(fēng)量的穩(wěn)定輸出。如果改用本申請的等離子空氣消毒機(jī)，由熱線式(或熱膜式)空氣流量計(jì)、主控器、采用EC電機(jī)(內(nèi)置智能控制模塊的直流無刷式免維護(hù)型電機(jī))的離心風(fēng)機(jī)組成一個負(fù)反饋?zhàn)詣语L(fēng)量控制裝置。該風(fēng)量控制裝置由主控器實(shí)時采集空氣流量計(jì)的輸出電壓，并將所采集的輸出電壓值與預(yù)存的各檔風(fēng)量對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，得到風(fēng)機(jī)的實(shí)時風(fēng)量值。當(dāng)實(shí)際輸出風(fēng)量偏離設(shè)定風(fēng)量時，主控器即可反向調(diào)節(jié)EC電機(jī)的控制電壓，使風(fēng)量穩(wěn)定到設(shè)定值。
[0042]以上僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本申請。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，包括: 一一熱線式空氣流量計(jì)，用來檢測通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量，輸出與所檢測的空氣流量成線性關(guān)系的電信號； 一一風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速控制與通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量成正比； 一一主控器，根據(jù)熱線式空氣流量計(jì)輸出的電信號調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使通過等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的空氣流量穩(wěn)定在目標(biāo)空氣流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述熱線式空氣流量計(jì)改為熱膜式空氣流量計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)設(shè)置在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、或風(fēng)道的出風(fēng)口、或風(fēng)道中間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述熱線式空氣流量計(jì)包括由熱線電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個橋路電阻組成的惠斯通電橋，所述熱線電阻與溫度補(bǔ)償電阻一起設(shè)置在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、或風(fēng)道的出風(fēng)口、或風(fēng)道中間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述熱線式空氣流量計(jì)還包括控制電路，用來保持熱線電阻與溫度補(bǔ)償電阻之間的溫差不變以及惠斯通電橋的平衡。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述熱膜式空氣流量計(jì)包括由熱線電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個橋路電阻組成的惠斯通電橋，這四個電阻制作在同一陶瓷基片上，設(shè)置在等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、或風(fēng)道的出風(fēng)口、或風(fēng)道中間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述熱膜式空氣流量計(jì)還包括控制電路，用來保持熱線電阻與溫度補(bǔ)償電阻之間的溫差不變以及惠斯通電橋的平衡。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述等離子空氣消毒機(jī)預(yù)存有熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)的輸出電壓值與通過風(fēng)道的空氣流量值之間的對應(yīng)關(guān)系表。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子空氣消毒機(jī)的風(fēng)量控制裝置，其特征是，所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制與熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)輸出的電信號之間為負(fù)反饋關(guān)系。
【文檔編號】F24F11/00GK205606835SQ201620268343
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】叢建明, 周瑩儀
【申請人】上海上步電子科技發(fā)展有限公司