空氣過(guò)濾器|高效過(guò)濾器專(zhuān)題 佰倫空氣過(guò)濾器已榮獲多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利! |
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一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于過(guò)濾器監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)
在醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室、無(wú)塵車(chē)間等使用空氣濾網(wǎng)進(jìn)行環(huán)境凈化的場(chǎng)合,往往很難跟蹤濾網(wǎng)的實(shí)際使用情況,無(wú)法較為正確的制定濾網(wǎng)的更換計(jì)劃,只能人工方式通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)濾網(wǎng)已使用時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè),經(jīng)常出現(xiàn)濾網(wǎng)被提早更換,造成浪費(fèi),或者被延后更換,影響過(guò)濾效果,存在空氣污染風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)對(duì)空氣濾網(wǎng)的使用時(shí)間統(tǒng)計(jì),以及對(duì)濾網(wǎng)的過(guò)濾效果實(shí)時(shí)采集,并將此數(shù)據(jù)在相應(yīng)的人機(jī)交互設(shè)備或者遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行處理展示,解決了現(xiàn)有的空氣濾網(wǎng)無(wú)法監(jiān)測(cè)、過(guò)濾器過(guò)濾效果不佳的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明為一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括采集器、識(shí)別ID模塊、集中顯示器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、手抄機(jī)和護(hù)士站管理主機(jī);
所述采集器與識(shí)別ID模塊配對(duì)使用,用于記錄單個(gè)過(guò)濾器的使用時(shí)間,同時(shí)預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差功能;
所述識(shí)別ID模塊與一片空氣濾網(wǎng)唯一對(duì)應(yīng),用于采集器的工作識(shí)別;
所述集中顯示器為觸摸串口液晶屏,用于實(shí)時(shí)展示采集器的數(shù)據(jù),并對(duì)采集器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;
所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器用于與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)系統(tǒng)ModBus協(xié)議互通互聯(lián);
所述手抄機(jī)具有紅外和/或無(wú)線(xiàn)通訊功能,用于遠(yuǎn)距離設(shè)置或讀取采集器;
所述護(hù)士站管理主機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)與協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接,用于根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾器壽命的分析。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述識(shí)別ID模塊包括控制模塊和分別與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、命令解釋模塊、低功耗管理模塊、程序存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊和復(fù)位模塊;所述信號(hào)采集模塊用于獲取采集器預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差,并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊將采集的數(shù)據(jù)保存;所述命令解釋模塊用于負(fù)責(zé)對(duì)外部發(fā)送的控制命令進(jìn)行翻譯和解釋?zhuān)D(zhuǎn)換成集中顯示器內(nèi)部相應(yīng)的控制系統(tǒng),并由控制模塊將控制信號(hào)執(zhí)行完成;所述程序存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行需要的所有程序;所述數(shù)據(jù)緩存模塊用于緩存節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù);所述無(wú)線(xiàn)通訊模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述采集器采集到原始的預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差數(shù)據(jù)后,通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送至集中顯示器;所述集中顯示器上運(yùn)行的數(shù)據(jù)融合與抽取程序以及壽命預(yù)測(cè)程序。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述采集器的傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集通過(guò)探頭和A/D轉(zhuǎn)換電路完成;所述傳感器節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置有14位的A/D轉(zhuǎn)換電路,采樣精度為1/214
。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述傳感器節(jié)點(diǎn)中采用8路通道的A/D轉(zhuǎn)換,并將8路A/D轉(zhuǎn)換分成兩組;其中,一組測(cè)量使用時(shí)間,另一組測(cè)量預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述手抄機(jī)采用射頻通信技術(shù);所述手抄機(jī)采用的通信模式為ShockBust模式,數(shù)據(jù)發(fā)生時(shí)將數(shù)據(jù)緩存在發(fā)送Buffer中,并附加上CRC校驗(yàn)字段提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕唧w數(shù)據(jù)發(fā)送的流程步驟如下:
步驟S1:?jiǎn)?dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送;
步驟S2:封裝數(shù)據(jù)和地址信息;
步驟S3:計(jì)算CRC值,并填充;
步驟S4:判斷是否發(fā)送信號(hào);
步驟S5:計(jì)算數(shù)據(jù)包的ID標(biāo)志,形成完整的數(shù)據(jù)包;
具體數(shù)據(jù)接收的流程如下:
步驟J1:監(jiān)測(cè)并接收無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào);
步驟J2:判斷收到的信號(hào)數(shù)據(jù)ID是否正確;
步驟J3:接收數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息;
步驟J4:組成完整的數(shù)據(jù)幀;
步驟J5:判斷CRD校驗(yàn)是否正確;
步驟J6:去除ID首部和校驗(yàn)字段,保留下數(shù)據(jù)和地址信息;
步驟J7:將數(shù)據(jù)保證在接收緩存,等待提取。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述護(hù)士站管理主機(jī)通過(guò)獲取不同時(shí)刻過(guò)濾器的性能退化數(shù)據(jù),得到樣本;其中,為第i次監(jiān)測(cè)時(shí)間,為第j個(gè)過(guò)濾器在時(shí)刻的性能退化量,則:
;
式中,表示樣本個(gè)數(shù),表示第j個(gè)過(guò)濾器在時(shí)刻的性能,表示第j個(gè)過(guò)濾器的平均性能,表示第j個(gè)過(guò)濾器的平均性能退化量,為的最大估計(jì)值,為的最大估計(jì)值,和為第j個(gè)樣本的特征參數(shù)。
本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明通過(guò)對(duì)空氣濾網(wǎng)的使用時(shí)間統(tǒng)計(jì),以及對(duì)濾網(wǎng)的過(guò)濾效果實(shí)時(shí)采集,并將此數(shù)據(jù)在相應(yīng)的人機(jī)交互設(shè)備或者遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行處理展示,提高空氣濾網(wǎng)的監(jiān)測(cè)效率,使空氣濾網(wǎng)使用效果最大化,同時(shí)降低成本。
當(dāng)然,實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明的一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為采集器接口拓?fù)鋱D;
圖3為譯碼器接口拓?fù)鋱D;
圖4為集中顯示器接口拓?fù)鋱D;
圖5為協(xié)議轉(zhuǎn)換器接口拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
此外,下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
為了使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖1-5及實(shí)施例,對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本申請(qǐng),并不用于限定本申請(qǐng)。
實(shí)施例一
請(qǐng)參閱圖1所示,本發(fā)明為一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括采集器、識(shí)別ID模塊、集中顯示器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、手抄機(jī)和護(hù)士站管理主機(jī);
采集器與識(shí)別ID模塊配對(duì)使用,用于記錄單個(gè)過(guò)濾器的使用時(shí)間,同時(shí)預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差功能;
識(shí)別ID模塊與一片空氣濾網(wǎng)唯一對(duì)應(yīng),用于采集器的工作識(shí)別;
集中顯示器為觸摸串口液晶屏,用于實(shí)時(shí)展示采集器的數(shù)據(jù),并對(duì)采集器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;
協(xié)議轉(zhuǎn)換器用于與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)系統(tǒng)ModBus協(xié)議互通互聯(lián);
手抄機(jī)具有紅外和/或無(wú)線(xiàn)通訊功能,用于遠(yuǎn)距離設(shè)置或讀取采集器;
護(hù)士站管理主機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)與協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接,用于根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾器壽命的分析。
識(shí)別ID模塊包括控制模塊和分別與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、命令解釋模塊、低功耗管理模塊、程序存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊和復(fù)位模塊;信號(hào)采集模塊用于獲取采集器預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差,并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊將采集的數(shù)據(jù)保存;命令解釋模塊用于負(fù)責(zé)對(duì)外部發(fā)送的控制命令進(jìn)行翻譯和解釋?zhuān)D(zhuǎn)換成集中顯示器內(nèi)部相應(yīng)的控制系統(tǒng),并由控制模塊將控制信號(hào)執(zhí)行完成;程序存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行需要的所有程序;數(shù)據(jù)緩存模塊用于緩存節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù);無(wú)線(xiàn)通訊模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
采集器采集到原始的預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差數(shù)據(jù)后,通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送至集中顯示器;集中顯示器上運(yùn)行的數(shù)據(jù)融合與抽取程序以及壽命預(yù)測(cè)程序。
采集器的傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集通過(guò)探頭和A/D轉(zhuǎn)換電路完成;傳感器節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置有14位的A/D轉(zhuǎn)換電路,采樣精度為1/214
。
傳感器節(jié)點(diǎn)中采用8路通道的A/D轉(zhuǎn)換,并將8路A/D轉(zhuǎn)換分成兩組;其中,一組測(cè)量使用時(shí)間,另一組測(cè)量預(yù)留空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差。
手抄機(jī)采用射頻通信技術(shù);手抄機(jī)采用的通信模式為ShockBust模式,數(shù)據(jù)發(fā)生時(shí)將數(shù)據(jù)緩存在發(fā)送Buffer中,并附加上CRC校驗(yàn)字段提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,具體數(shù)據(jù)發(fā)送的流程步驟如下:
步驟S1:?jiǎn)?dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送;
步驟S2:封裝數(shù)據(jù)和地址信息;
步驟S3:計(jì)算CRC值,并填充;
步驟S4:判斷是否發(fā)送信號(hào);
步驟S5:計(jì)算數(shù)據(jù)包的ID標(biāo)志,形成完整的數(shù)據(jù)包;
具體數(shù)據(jù)接收的流程如下:
步驟J1:監(jiān)測(cè)并接收無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào);
步驟J2:判斷收到的信號(hào)數(shù)據(jù)ID是否正確;
步驟J3:接收數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息;
步驟J4:組成完整的數(shù)據(jù)幀;
步驟J5:判斷CRD校驗(yàn)是否正確;
步驟J6:去除ID首部和校驗(yàn)字段,保留下數(shù)據(jù)和地址信息;
步驟J7:將數(shù)據(jù)保證在接收緩存,等待提取。
最大似然估計(jì)是一種具有理論性的點(diǎn)估計(jì)法,它的基本思想是通過(guò)合理的參數(shù)估計(jì),使得統(tǒng)計(jì)得到的樣本數(shù)據(jù)發(fā)生概率最大,從而提高估計(jì)參數(shù)的精度。
護(hù)士站管理主機(jī)通過(guò)獲取不同時(shí)刻過(guò)濾器的性能退化數(shù)據(jù),得到樣本;其中,為第i次監(jiān)測(cè)時(shí)間,為第j個(gè)過(guò)濾器在時(shí)刻的性能退化量,則:
;
式中,表示樣本個(gè)數(shù),表示第j個(gè)過(guò)濾器在時(shí)刻的性能,表示第j個(gè)過(guò)濾器的平均性能,表示第j個(gè)過(guò)濾器的平均性能退化量,為的最大估計(jì)值,為的最大估計(jì)值,和為第j個(gè)樣本的特征參數(shù)。
其中,性能退化量是指產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,其性能指標(biāo)隨時(shí)間逐漸下降或惡化的程度,性能退化量是基于退化軌跡理論的可靠性評(píng)估通常設(shè)置一個(gè)門(mén)限值,即退化失效標(biāo)準(zhǔn)或故障閾值,當(dāng)過(guò)濾器的性能退化量超過(guò)失效閾值時(shí),過(guò)濾器就會(huì)發(fā)生故障;這個(gè)性能退化量是在多次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得過(guò)濾器性能的退化數(shù)據(jù),通過(guò)極大似然法來(lái)估計(jì)退化軌跡,從而建立過(guò)濾器退化軌跡模型,來(lái)確定過(guò)濾器的性能退化量的門(mén)限值。
過(guò)濾器的性能主要包括:包括過(guò)濾器的容塵量和過(guò)濾器的阻力。
過(guò)濾器的容塵量是指過(guò)濾器能夠容納的灰塵量、過(guò)濾器的阻力則是指過(guò)濾器在使用過(guò)程中對(duì)氣流產(chǎn)生的阻礙作用,通過(guò)過(guò)濾器的這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)判斷當(dāng)前過(guò)濾器的除塵效率。因此這個(gè)性能就是反映當(dāng)前過(guò)濾器的除塵效果的數(shù)值,用百分比表示。
平均性能退化量:由于性能退化量每次計(jì)算采集容易出現(xiàn)偏差,可能受其他外界因素影響會(huì)出現(xiàn)采集不準(zhǔn)確的情況,若一次采集結(jié)果超過(guò)閾值就發(fā)出警報(bào)很容易出現(xiàn)誤報(bào)。因此我們多次采集取平均性能退化量來(lái)進(jìn)行計(jì)算,防止出現(xiàn)誤報(bào)。
實(shí)施例二
參閱圖2-5所示,本發(fā)明為一種高效過(guò)濾器壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可用于執(zhí)行完成本發(fā)明實(shí)施例1系統(tǒng)內(nèi)容,包括采集器、識(shí)別ID 模塊、集中顯示器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器和手抄機(jī),其中:
采集器與識(shí)別ID模塊配對(duì)使用,配對(duì)成功后正常工作。用于記錄單個(gè)過(guò)濾器的使用時(shí)間,同時(shí)預(yù)留采集空氣濾網(wǎng)進(jìn)、出氣口氣壓差功能,后期可通過(guò)該采集值作為評(píng)判濾網(wǎng)是否需要更換的依據(jù)。以上數(shù)據(jù)均可在后臺(tái)查詢(xún)。
技術(shù)特性包括:
1、24VDC供電;
2、一路自定義通訊接口,與識(shí)別ID交互;
3、一路485通訊接口,作為通訊總線(xiàn);
4、一路紅外或者無(wú)線(xiàn)通訊方式,實(shí)現(xiàn)與手抄機(jī)的交互;
5、預(yù)留三路0~10V輸入接口;
6、預(yù)留氣壓差采集,壓差范圍在1000Kpa以?xún)?nèi)。
識(shí)別ID 模塊:一片空氣濾網(wǎng)唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)識(shí)別ID模塊,用于采集器的工作識(shí)別,更換或者移除都無(wú)法使采集器正常工作。
技術(shù)特性包括:
1、24VDC供電;
2、一路自定義通訊接口,與采集器交互;
3、自動(dòng)生成唯一ID。
集中顯示器:配備10寸或7寸觸摸串口液晶屏,用于實(shí)時(shí)展示采集器的數(shù)據(jù),可對(duì)采集器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。具有預(yù)警或報(bào)警功能,當(dāng)濾網(wǎng)超過(guò)設(shè)定的閾值范圍未進(jìn)行更換時(shí),作出相應(yīng)的提示。該集中顯示器一般安裝于同一個(gè)凈化房間的室內(nèi),用于隨時(shí)查閱和預(yù)警所對(duì)應(yīng)的凈化房間的空氣濾網(wǎng)使用情況。
技術(shù)特性包括:
1、24VDC供電;
2、一路485通訊接口,作為通訊總線(xiàn)。
協(xié)議轉(zhuǎn)換器:一般工業(yè)系統(tǒng)都使用ModBus協(xié)議作為數(shù)據(jù)交互,但其有一定的局限性,為了實(shí)現(xiàn)更高效便捷和靈活的系統(tǒng)通訊,本系統(tǒng)采用的是自定義協(xié)議,同時(shí)考慮到,為了能與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)系統(tǒng)ModBus協(xié)議互通互連,故增加該協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)特性包括:
1、24VDC供電;
2、一路485通訊接口,作為系統(tǒng)內(nèi)總線(xiàn);
3、一路485通訊接口,作為ModBus端總線(xiàn)。
手抄機(jī):便攜式手抄機(jī),配有1.8或2.4寸液晶屏和操作鍵盤(pán),并具有紅外或者無(wú)線(xiàn)通訊功能,可遠(yuǎn)距離設(shè)置或者讀取采集器。
技術(shù)特性包括:
1、電池供電;
2、1.8或2.4左右尺寸液晶屏;
3、12或16鍵操作鍵盤(pán)。
值得注意的是,上述系統(tǒng)實(shí)施例中,所包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的,但并不局限于上述的劃分,只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可;另外,各功能單元的具體名稱(chēng)也只是為了便于相互區(qū)分,并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成,相應(yīng)的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。
以上公開(kāi)的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié),也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然,根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容,可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例,是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用,從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
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