本發明涉及空氣凈化技術領域，具體來說，披露了一種高效過濾器實時監測系統、方法及過濾器。

背景技術：

空氣凈化技術最初是指以控制室內空氣中懸浮顆粒物濃度為目標的相關技術，是一門跨專業、跨部門、跨學科的綜合性的新興分支學科。它既與很多行業、很多學科有著千絲萬縷的練習，又有著自己獨特的特點。懸浮顆粒物的濃度用單位體積空氣中大于等于某一粒徑的顆粒物的允許數量來表示，通常也成為空氣的潔凈度，并以此來劃分潔凈度的等級。

最初運用空氣凈化技術是為了提高精密產品的成品率或降低其故障率。隨著科學技術的發展，各種工業產品特別是微電子產品的精密度越來越高，對生產環境的空氣潔凈度要求也越來越高，控制的對象也從單一的懸浮物顆粒擴展到有害氣體。空氣凈化技術在控制空氣的懸浮顆粒物的同時，也有效地控制了空氣中的細菌和病毒等有害微生物，所以又逐步推廣到醫療、制藥、生物等領域，形成了當前比較完善的空氣潔凈技術，帶來了巨大的經濟效益和社會效益。近年來，人們的生活水平不斷提高，空氣凈化技術逐漸應用到人們的日常生活中來，將室內的空氣進行凈化，提高室內空氣的潔凈度，已經得到廣泛的關注，把空氣潔凈技術引入民用應用范圍，具有巨大的潛在應用價值。

空氣凈化設備高效過濾器實時監測裝置是室內空氣凈化技術的重要組成部分。所以，隨著空氣凈化技術的民用化，社會對于室內空氣凈化設備的需求也越來越迫切。目前室內空氣凈化設備的主要部件有智能電路控制部分、風機、過濾濾芯、機殼和風道；從設備的功能上將有室內循環凈化機、新風機、混合凈化機(含室外室內空氣交換和熱交換設備)和新風凈化機(含室外室內空氣交換和熱交換設備)。內循環凈化機擺放在室內，將室內的空氣循環過濾，以達到稀釋空氣中顆粒物的目的；新風機是將室外的空氣強行送入室內，將室內的空氣擠出室外；混合凈化機是將室外的空氣經過濾后強行送入室內，將室內的空氣排出室外的同時，通過熱交換器將室內的空氣排出，把空氣中的能量保留，通過室外空氣帶入的設備；新風凈化機具有室內循環功能，和新風供給功能，內循環功能是將室內的空氣循環過濾的同時，把室內空氣的能量(熱量或冷量)通過熱交換設備，傳遞給從室外排入的新風并帶回室內，既能保證室內的空氣潔凈又能實現能量回收，還能保證室內的空氣處于正壓狀態，避免室外的沒有經過處理的空氣直接進入室內。

作為近年來逐漸發展起來的室內空氣凈化技術，新風凈化機具有一系列全新的設備性能。室內的空氣質量能不能達到凈化控制的要求，高效過濾器是過濾單元的中心原件，外部空氣質量、工作時間、工作環境突變等都會影響到過濾器的過濾效率，因此了解其在線工作狀態至關重要，不能了解過濾單元的工作狀態就不會知道空氣過濾的受控狀態，在了解了過濾器的工作狀態后，還要根據過濾器的積塵量來建立計算出過濾器的使用壽命，而構建積塵量與空氣流動壓差的線性算法，就可以定量指示過濾器使用壽命。

高效過濾器的使用壽命是以其表面積塵量來決定的，過濾器的積塵量達到一定的數值時，通風效率就會下降，甚至完全完全不能透風，失去凈化器本身的功能。目前市場上現有的室內凈化器內的高效過濾器的壽命是沒有相關檢測裝置的，判斷高效過濾器使用壽命的方法采用連續工作時間累加法或固定周期(一年時間)，這兩種方法不能確定具體過濾器的實際使用狀況。因此發明新風凈化機設備中的高效過濾器實時監測系統及方法，對于凈化器的過濾器在使用過程中能夠判斷不同空氣含塵量的工作環境下的使用壽命，具有科學的數據支持，具有合理的應用價值。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提出了一種高效過濾器實時監測系統、方法及過濾器。

一種高效過濾器實時監測系統，其特征在于，包括氣壓傳感器，用于檢測濾芯兩端的實時壓差；運算模塊，用于運算得出濾芯的實時積塵量。

可選的，所述運算模塊計算所述實時積塵量的公式如下：

其中，P為濾芯兩端的實時壓差，P₀為過濾器初始壓差，M為實時積塵量，k為透壓率。

可選的，所述高效過濾器實時監測系統還包括存儲裝置，用于存儲濾芯技術參數，實時壓差和實時積塵量數據。

可選的，所述高效過濾器實時監測系統還包括智能電子顯示模塊，用于顯示濾芯兩端的實時壓差和實時積塵量，并且根據實時積塵量的預警值，在濾芯壽命耗盡時給出警報。

一種高效過濾器實時監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，通過氣壓傳感器監測檢測濾芯兩端的實時壓差；

步驟二，調取濾芯的透壓率數據；

步驟三，計算實時積塵量，公式如下：

其中，P為濾芯兩端的實時壓差，P₀為過濾器初始壓差，M為實時積塵量，k為透壓率。

可選的，所述高效過濾器實時監測方法還包括步驟四，通過實時積塵量與設置的預警值進行比較，在超過預警值時，提示更換濾芯。

一種高效過濾器，其特征在于，使用上述高效過濾器實時監測系統。

所述高效過濾器實時監測系統及方法可實現空氣凈化設備對過濾器的工作狀態與壽命的實時監測與評估，其在高精密加工、生物、醫療等高潔凈工作環境方面具有巨大的潛在應用價值。

附圖說明

圖1是反應本發明實施例中過濾器通過濾芯內外壓差實時監測積塵量的示意性結構圖及風路示意圖，其中過濾器-1、交換機-2、風機-3、氣壓傳感器-4、室內循環風口-5、室外新風口-6、出風口-7、智能電子顯示模塊-8。

圖2本發明實施例中的高效過濾器實時監測系統示例性運行得到的濾芯內外壓與積塵量的線性圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明所述的高效過濾器實時監測系統、方法及過濾器做進一步說明，但是本發明的保護范圍并不限于此。

通過利用過濾器兩端氣體流動壓力差，實時監測過濾器的積塵量和風量透過效率，定量監測過濾器的積塵量，以相應的計算結果精確表達過濾器使用壽命。

圖1是反應本發明實施例中通過濾芯內外壓差實時監測積塵量的示意性結構圖及風路示意圖。

所述高效過濾器實時監測系統包括氣壓傳感器，用于檢測濾芯兩端的實時壓差；運算模塊，用于運算得出濾芯的實時積塵量；智能電子顯示模塊，用于顯示濾芯兩端的實時壓差和實時積塵量，并且在濾芯壽命耗盡時給出警報。

所述高效過濾器實時監測系統的監測原理與風路設計如圖1中所示。通過測量過濾器兩端，進風腔末端與風機入口的壓差，實時精確的反饋過濾器前后的氣壓差。

本發明所述的高效過濾器實時監測方法及原理如下：

所述的高效過濾器實時監測系統計算監測壓差的公式(1)如下：

P＝P₀+P_m＝P₀+k·M (1)

其中，P為監測壓差，P₀為過濾器初始壓差，P_m為積塵壓差，M為積塵量，k為透壓率。

上述公式(1)為監測壓差與過濾器積塵量的線性方程，反映壓差與過濾器使用中積塵量的直接對應關系。

圖2本發明實施例中的高效過濾器實時監測系統示例性運行得到的濾芯內外壓與積塵量的線性圖。監測壓差P為過濾器初始壓差P₀與積塵壓差P_m之和。初始壓差P₀為過濾器全新濾芯初始運行時，濾膜兩端的壓力差，是過濾器系統的本征初始參數，與過濾器風機功率、風路設計、濾膜孔徑/材料/厚度有關，可以在過濾器出廠設計時進行系統標定。積塵壓差P_m為過濾器的透壓率k與積塵量M的乘積。透壓率k為過濾器對積塵的敏感性，受過濾器內濾膜的孔徑微結構、濾膜表面積、濾膜組裝結構等因素影響，是過濾器壽命的決定因素，可以由廠家或質量檢測部門在過濾器出廠時進行測定。

所述高效過濾器實時監測系統的積塵量可以通過實時壓差與以下公式(2)實時的準確換算表達：

所述高效過濾器實時監測系統及方法能夠實時反饋過濾器的實際工作狀態，針對過濾器在使用過程中積塵量不斷變化進行監測，計算并且反應積塵量與空氣流動壓差的線性關系，定量指示過濾器使用壽命，可適用于不同空氣含塵量的工作環境。

應用本發明披露的高效過濾器實時監測系統的過濾器實際工作運行示例：

(1)將應用本發明所披露的高效過濾器實時監測系統的高效空氣凈化器置于高揚塵環境，例如，面粉、水泥生產廠區。兩小時后，過濾器壓力差升高79.7％，積塵量達到2.46kg/m²。

(2)將應用本發明所披露的高效過濾器實時監測系統的高效空氣凈化器置于普通生活環境，例如，北京市區辦公樓。在PM2.5大于300的霧霾天氣中，連續運行72小時后，過濾器壓力差升高4.1％，積塵量達到0.13kg/m²。

(3)將應用本發明所披露的高效過濾器實時監測系統的高效空氣凈化器置于普通生活環境，北京市區辦公樓。在清好無霧霾天氣中，連續運行120小時后，過濾器壓力差無明顯升高，積塵量小于0.01kg/m²。

不同于目前市場上，通過統一額定時間計數指示過濾器更換技術。本發明利用高效過濾器實時監測系統及方法，真實表達過濾器的使用狀態，對不同的使用環境，科學的反映過濾器的使用壽命。填補和完善凈化器中高效過濾器使用壽命的監測，并以科學的算法指導和預計過濾器的使用壽命，便于使用者做出合理的判斷。高效過濾器的工作狀態與壽命的實時監測與評估，其在高精密加工、生物、醫療等高潔凈工作環境方面也具有巨大的潛在應用價值。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。