一種空氣過濾器保護裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供空氣過濾器保護裝置，包括相互連接的粉塵傳感器和空氣過濾器保護器，空氣過濾器保護器包括：粉塵濃度比較器，與粉塵傳感器連接，將粉塵傳感器所傳輸的電平信號與一參考電平做比較，依據比較結果輸出正、負脈沖信號；第一反向器，與所述粉塵濃度比較器連接；脈沖生成器，與第一反向器連接，將第一反向器所輸出的脈沖信號進行反向處理；濾波比較器，與脈沖生成器連接，將脈沖生成器的輸出轉換成高、低電平；繼電器開關，與濾波比較器連接，依據濾波比較器的輸出進行開、關動作，以控制空氣過濾器風閥的開、閉。采用低成本電路將粉塵傳感器輸出的電壓信號轉換成開關量信號，實現對于空氣過濾器的控制，保護其正常使用。
【專利說明】一種空氣過濾器保護裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動化控制【技術領域】，特別涉及一種空氣過濾器保護裝置。
【背景技術】
[0002]暖通空調(HVAC，HeatingVentilating and Air Condit1ning)的主要功能包括:采暖、過濾通風和溫度調節。分別對應加熱器、空氣過濾器和溫度調節器。
[0003]其中空氣過濾器的目的包括減少區域內的濕氣、異味、煙塵、細菌及二氧化碳，并補充氧氣。通風也包括建筑物內的空氣循環，避免室內氣體停滯，是維持室內空氣品質的重要因素之一。
[0004]現有暖通空調的空氣過濾器基本基于用戶手動控制，或者基于“第三方”芯片或裝置通過程序對檢測數據進行二次開發，從而進行動作。但采用手動控制時由于用戶無法準確掌握空氣污染信息，故手動調節的準確性無法保障；而基于“第三方”芯片或裝置通過程序對檢測數據進行二次開發時，造成成本增加。并且，基于“第三方”芯片或裝置通過程序有可能造成兼容性差從而損傷空氣過濾器的壽命或造成控制失敗。
【發明內容】
[0005]本申請提供一種空氣過濾器保護裝置，采用低成本電路將粉塵傳感器輸出的電壓信號轉換成開關量信號，實現對于空氣過濾器的控制，保護其正常使用。
[0006]所述空氣過濾器保護裝置包括相互連接的粉塵傳感器和空氣過濾器保護器，所述空氣過濾器保護器包括:
[0007]粉塵濃度比較器，與粉塵傳感器連接，用于將粉塵傳感器所傳輸的表示灰塵或煙霧粒子濃度的電平信號與一參考電平做比較，依據比較結果輸出正、負脈沖信號；
[0008]第一反向器，與所述粉塵濃度比較器連接；
[0009]脈沖生成器，與所述第一反向器連接，用于將第一反向器所輸出的脈沖信號進行反向處理；
[0010]濾波比較器，與所述脈沖生成器連接，用于將脈沖生成器的輸出轉換成高、低電平;
[0011]繼電器開關，與所述濾波比較器連接，用于依據濾波比較器的輸出進行開、關動作，以控制空氣過濾器風閥的開、閉。
[0012]由上，采用低成本電路將粉塵傳感器輸出的電壓信號轉換成開關量信號，實現對于空氣過濾器的控制，保護其正常使用。
[0013]可選的，還包括電平調節電路，與所述粉塵濃度比較器連接，用于調節所述參考電平的大小。
[0014]可選的，所述電平調節電路包括:
[0015]第一變阻器，其滑動端與粉塵濃度比較器的接收端口連接，固定端接地；
[0016]第二變阻器，其滑動端通過一二極管后與第一變阻器的滑動端連接，固定端通過一反向器連接濾波比較器的輸出端。
[0017]由上，設置第一變阻器實現對于參考電平大小的調節，而設置第二實現對于變阻器參考電平值跳變范圍的調節，參考電平值跳變范圍可有效避免由于灰塵或煙霧粒子濃度的細微變化造成粉塵濃度比較器的輸出電平頻繁變化。
[0018]可選的，還包括供電單元，通過型號為LM7805的芯片實現，分別與上述各器件連接，向上述各器件供電。
[0019]可選的，所述粉塵濃度比較器、第一反向器和濾波比較器包括型號為LM324的芯片。
[0020]可選的，所述脈沖生成器包括型號為NE555的芯片。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為空氣過濾器保護裝置的原理示意圖；
[0022]圖2為粉塵傳感器的電路原理示意圖；
[0023]圖3為空氣過濾器保護器的電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，空氣過濾器保護裝置包括相互連接的粉塵傳感器200和空氣過濾器保護器100。粉塵傳感器200檢測室內的灰塵或煙霧粒子濃度，由空氣過濾器保護器100依據檢測結果控制與其連接的空氣過濾器的開閉，本發明的優點在于將粉塵傳感器200輸出的電壓信號轉換成控制空氣過濾器的開關量信號，通過電路實現對于空氣過濾器的保護，且最大化的利用室外新風，減少碳排放。
[0025]如圖2所示為粉塵傳感器200的電路原理示意圖，在粉塵傳感器200內部設置有LED燈IRED以及光檢測器H)。LED燈IRED發出的光經過一個鏡頭匯聚成一點，光檢測器H)前端也裝有一個鏡頭，兩個光軸交叉的區域為器件的檢測區域。當檢測區域有灰塵時，光檢測器H)檢測灰塵或煙霧粒子濃度的反射光，其輸出流與檢測到的光強成比例，經過放大器Amplifier Circuit放大后，最終輸出高電平信號；當未檢測灰塵時，光檢測器H)輸出流經過放大器Amplifier Circuit放大后，最終輸出低電平信號。圖2中LED供電端口I (V-LED)接收5V供電電壓；開關端口 3 (LED)接收脈沖信號激勵實現控制LED燈IRED的開閉；粉塵模擬量輸出端口 5(1)用于輸出光檢測器H)所檢測的表示灰塵或煙霧粒子濃度的電平信號；地線端口為2、4 ;粉塵傳感器供電端口 6 (VJ接入5V供電以供放大器工作。
[0026]如圖3所示為空氣過濾器保護器100的電路原理示意圖，空氣過濾器保護器100通過接口 Jl與粉塵傳感器200連接。所述接口 Jl的供電端口 I與粉塵傳感器200的LED供電端口 I連接；接地端口 2、4分別與粉塵傳感器200的地線端口為2、4連接；觸發激勵端口 3與粉塵傳感器200的開關端口 3連接；信號接收端口 5與粉塵傳感器200的粉塵模擬量輸出端口 5連接；供電端口 6與粉塵傳感器200的粉塵傳感器供電端口 6連接。
[0027]具體的，空氣過濾器保護器100包括以下組成部分，
[0028]粉塵濃度比較器N1C，其一接收端口 10與接口 Jl的信號接收端口 5連接，接收表示灰塵或煙霧粒子濃度的電平信號；另一接收端口 9接收參考電平信號。粉塵濃度比較器NlC用于將接收端口 10所接收的表示灰塵或煙霧粒子濃度的電平信號與參考電平信號做比較，若灰塵或煙霧粒子濃度的電平信號超過參考電平信號，則粉塵濃度比較器NIC輸出一定周期的正脈沖信號，反之輸出負脈沖信號。
[0029]第一反向器N1B，其一輸入端口 6與所述粉塵濃度比較器NlC連接，另一輸入端口5連接一固定電壓，第一反向器NlB用于將粉塵濃度比較器所輸出的脈沖信號進行反向處理，由其電壓輸出口 7輸出。
[0030]脈沖生成器U2，與所述第一反向器NlB連接，用于將第一反向器NlB所輸出的脈沖信號進行反向處理。第一反向器NlB的輸出信號作為脈沖生成器U2的觸發信號，當第一反向器NlB輸出低電平時，脈沖生成器U2輸出端將產生正脈沖信號，當第一反向器NlB輸出高電平時，脈沖生成器U2輸出端3無脈沖信號輸出。本實施例中，解調器采用信號為NE555的芯片實現，NE555芯片的信號接收端口 2接收脈沖信號，邏輯運算后由信號輸出端口 3輸出。脈沖生成器U2的作用是避免當粉塵濃度比較器NlC輸出負脈沖信號時無法驅動后文所述的繼電器開關Kl。
[0031]如果未設置脈沖生成器U2，粉塵濃度比較器NlC輸出負脈沖信號直接接到后文濾波比較器NlA的輸入端，由于濾波比較器NlA的比較結果可能是負脈沖，所以不能形成持續的直流電壓信號。增加脈沖生成器U2就是用第一反向器NlB的脈沖輸出低電平或高電平來控制U2輸出正脈沖或者不輸出正脈沖(即OVdc)。從而經過濾波電路可以成高持續電壓從而使濾波比較器NlA輸出保證是高持續電壓或低電壓。
[0032]濾波比較器N1A，其一輸入端口 3與所述邏輯運算器U2連接，另一輸入端口 2連接一固定電壓，濾波比較器NlA用于對解調器所輸出信號進行濾波比較，當輸入端口 3接收脈沖輸入時，濾波比較器NlA輸出高電平；反之輸入端口 3未接收脈沖輸入時，濾波比較器NlA輸出低電平。
[0033]第二反向器N1D，其一輸入端口 13與所述濾波比較器NlA的輸出端連接，另一輸入端口 12連接一固定電壓，輸出端通過一電平調節電路與粉塵濃度比較器NlC的接收端口 9連接，所述電平調節電路用于調節所述參考電平信號的高低。
[0034]其中，通過調節參考電平信號可以實現對于粉塵濃度比較器NlC參考電平值得調整。所述參考電平值實質對應灰塵或煙霧粒子濃度的標準值，例如，通常將參考電平設置為3V，當房間內有嬰兒或病患等對空氣質量要求較高的人群，則可提高檢測標準，即將參考電平信號設置為2V。
[0035]進一步的，所述電平調節電路還用于實現對于參考電平值跳變范圍的調整。參考電平值跳變范圍實質對代表應當灰塵或煙霧粒子濃度的電壓值發生細小變化時，對于粉塵濃度比較器NlC所輸出的高低電平的調整。例如參考電平設置為3V，而粉塵傳感器200所輸出的電壓為3V±0.1V，那么有可能產生粉塵濃度比較器NlC輸出電平頻繁跳變，因此，設置參考電平值跳變范圍可有效避免由于灰塵或煙霧粒子濃度的細微變化造成粉塵濃度比較器NlC的輸出電平頻繁變化。通常將參考電平值跳變范圍設置為±0.5V。
[0036]所述電平調節電路包括:第一變阻器RT1，用于調節參考電平信號，其滑動端一端與粉塵濃度比較器NlC的接收端口 9連接，另一端連接后述第二變阻器RT2，固定端接地；第二變阻器RT2，用于調節誤差，其滑動端通過一二極管Dl后與第一變阻器RTl的滑動端連接，固定端連接第二反向器NlD的輸出端。
[0037]上述設計目的是保證動作在一定范圍內可以保持。如果只設置一個設定值(例如通過第一變阻器RTl調節參考電平信號為3V)，則在到達設定值的臨界點時，容易出現頻繁跳變。通過加載第二變阻器RT2，一旦高于設定值，第二反向器NlD馬上輸出低電平，于是就變成第二變阻器RT2設定的恢復電壓值(3V±0.5V)，這個電壓值比動作電壓值高，所以即使濃度降低一點，只要不低于第二變阻器RT2設定的電壓值，能夠保證粉塵濃度比較器NlC輸出穩定。
[0038]當第二反向器NlD輸出的是低電平時，電平調節電路主要是靠調節RT2來確定NlC的參考電平信號；當第二反向器NlD輸出的是高電平時，由于二極管Dl的存在，電平調節電路主要是靠調節RTl來確定NlC的參考電平信號。
[0039]繼電器開關Kl，通過一三極管Ql與所述第二反向器NlD的輸出端連接，三極管Ql的基極與濾波比較器NlA的輸出端連接，三極管Ql的發射極接地，集電極與繼電器開關Kl的控制端連接。繼電器開關Kl依據第二反向器NlD的輸出信號選擇接常開點一NO端口和C端口，或者選擇接常閉點一NC端口和C端口。當第二反向器NlD輸出高電平時，繼電器開關Kl閉合，產生動作；反之第二反向器NlD輸出低電平時，繼電器開關Kl斷開，動作停止。
[0040]觸發器U1，與接口 Jl連接，用于向粉塵傳感器200傳輸觸發信號。本實施例中，觸發器Ul同樣采用型號為NE555的芯片實現，通過接口 Jl向粉塵傳感器200輸出脈沖信號以激勵粉塵傳感器工作。
[0041]供電單元E1，通過型號為LM7805的芯片實現，分別與上述各器件連接，向上述各器件供電。
[0042]空氣過濾器保護裝置的工作原理如下:
[0043]當室內灰塵或煙霧粒子濃度超標時，粉塵傳感器200輸出高電平信號。空氣過濾器保護器100的接口 Jl接收到上述高電平信號，粉塵濃度比較器NlC將所述高電平信號與參考電平信號進行比較，當室內灰塵或煙霧粒子濃度高時，粉塵濃度比較器NlC輸出一定周期的正脈沖信號，第一反向器NlB將所述正脈沖信號進行反向處理，輸出負脈沖信號。邏輯運算器U2收到上述負脈沖信號后進行邏輯運算，輸出正脈沖信號。濾波比較器NlA接收上述正脈沖信號后輸出高電平，繼電器Kl線圈得電吸合，產生動作。
[0044]反之室內灰塵或煙霧粒子濃度未超標時，粉塵傳感器200輸出低電平信號。粉塵濃度比較器NlC將所述低電平信號與參考電平信號進行比較，輸出一定周期的負脈沖信號，第一反向器NlB將所述負脈沖信號進行反向處理，輸出正脈沖信號。邏輯運算器U2收到上述正脈沖信號后進行邏輯運算，無脈沖信號輸出。濾波比較器NlA接收不到上述電平信號后，因此輸出低電平，繼電器Kl線圈未得電而斷開，停止動作。
[0045]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，總之凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種空氣過濾器保護裝置，包括相互連接的粉塵傳感器和空氣過濾器保護器，其特征在于，所述空氣過濾器保護器包括: 粉塵濃度比較器，與粉塵傳感器連接，用于將粉塵傳感器所傳輸的表示灰塵或煙霧粒子濃度的電平信號與一參考電平做比較，依據比較結果輸出正、負脈沖信號； 第一反向器，與所述粉塵濃度比較器連接； 脈沖生成器，與所述第一反向器連接，用于將第一反向器所輸出的脈沖信號進行反向處理； 濾波比較器，與所述脈沖生成器連接，用于將脈沖生成器的輸出轉換成高、低電平；繼電器開關，與所述濾波比較器連接，用于依據濾波比較器的輸出進行開、關動作，以控制空氣過濾器風閥的開、閉。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括電平調節電路，與所述粉塵濃度比較器連接，用于調節所述參考電平的大小。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電平調節電路包括: 第一變阻器，其滑動端與粉塵濃度比較器的接收端口連接，固定端接地； 第二變阻器，其滑動端通過一二極管后與第一變阻器的滑動端連接，固定端通過一反向器連接濾波比較器的輸出端。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括供電單元，通過型號為LM7805的芯片實現，分別與上述各器件連接，向上述各器件供電。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述粉塵濃度比較器、第一反向器和濾波比較器包括型號為LM324的芯片。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述脈沖生成器包括型號為NE555的芯片。
【文檔編號】B01D46/46GK104436925SQ201410743815
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】陳云水, 楊小龍, 吳波 申請人:阿爾西制冷工程技術（北京）有限公司