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空氣凈化技術(shù)中的傳感器應(yīng)用

  作為普通家電得到消費(fèi)者認(rèn)知之后,空氣凈化器開(kāi)始被要求具有多種多樣的功能,因此,近幾年來(lái)通過(guò)傳感器取得了長(zhǎng)足的技術(shù)進(jìn)步。第1是用于抓取空氣污物的“氣流控制”,第2是用于在污物擴(kuò)散之前將其吸入的“傳感器”,第3是“加濕功能”。通過(guò)這些技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了“瘦身型、緊湊型”設(shè)計(jì)。

  以往空氣凈化器的主要工作是去除香煙的煙氣及異味等飄浮在空氣中的物質(zhì)。不過(guò),自花粉癥病例開(kāi)始增加,去除“花粉”開(kāi)始受到重視。之后,在室內(nèi)飼養(yǎng)寵物的家庭增多,近年來(lái),作為兒童過(guò)敏原(引起過(guò)敏的病原物質(zhì))的“房間灰塵”成了需要解決的問(wèn)題。

  與粒子較小、較輕、飄浮在空氣中的氣味物質(zhì)不同,房間灰塵的粒子較大、較重。因此,房間灰塵飄浮在室內(nèi)的較低位置,過(guò)一段時(shí)間便會(huì)沉積在地板上,即便暫時(shí)凈化了室內(nèi)的空氣,只要居住者進(jìn)入室內(nèi)、進(jìn)行活動(dòng),房間灰塵又會(huì)飄揚(yáng)起來(lái)。單葉片的機(jī)型是氣流向斜上方吹出,因此,當(dāng)氣流碰到天花板、到達(dá)對(duì)面一側(cè)的房間角落時(shí),勢(shì)頭已經(jīng)衰減。其結(jié)果是,積存的花粉及房間灰塵被吸引到空氣凈化器進(jìn)風(fēng)口的途中,有一少部分會(huì)殘留在房間的角落里。

  但是,配備了“雙葉片”的今年的機(jī)型由于氣流是向前方低處吹出,因此,能在較低位置產(chǎn)生循環(huán)的強(qiáng)氣流,從而能夠?qū)⒒覊m吸入空氣凈化器。

  “傳感器技術(shù)”進(jìn)步的歷史與人們對(duì)于“空氣質(zhì)量(空氣污染的種類(lèi)和程度)”的認(rèn)識(shí)以及時(shí)代需求的變遷密切相關(guān)。

氣味傳感器

  1980年代,空氣凈化器追求的主要功能是“去除煙味”。在傳感器之中,空氣凈化器首先配備的是“氣味傳感器”。

  氣味傳感器的功能是檢測(cè)空氣中漂浮著的“氣味”物質(zhì)的濃度。當(dāng)用金屬氧化物半導(dǎo)體制成的傳感器的表面吸附到氣味分子后,電傳導(dǎo)率將會(huì)增大,電阻值降低。傳感器通過(guò)檢測(cè)電阻值的變化判斷氣味物質(zhì)的濃度。

灰塵傳感器

  灰塵傳感器的對(duì)象是比氣味物質(zhì)更大的顆粒。其檢測(cè)使用的是光學(xué)方法。“當(dāng)光線照到空氣的時(shí)候,如果空氣中存在灰塵,光線會(huì)發(fā)生散射。而灰塵傳感器就是通過(guò)測(cè)定反射的光量檢測(cè)灰塵?,F(xiàn)在的傳感器測(cè)定的不只是量,還以某一閾值為基準(zhǔn),判斷灰塵的大小。按照現(xiàn)在的識(shí)別方法,如果灰塵通過(guò)時(shí)反射的光量變化大,則顆粒大,變化小,則顆粒小。”

  就這樣,到1990年代中期,空氣凈化器已經(jīng)能夠從氣味和灰塵兩個(gè)方面檢測(cè)空氣質(zhì)量。但在那以后,人們對(duì)于“灰塵”的認(rèn)識(shí)又發(fā)生了變化。在“灰塵”之中,尤其是“房屋灰塵(漂浮在地板上的灰塵等污物)”成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。

  而且,進(jìn)入2000年代之后,在室內(nèi)飼養(yǎng)寵物的家庭猛增。因此,除了氣味之外,包含狗皮屑、貓皮屑、螨蟲(chóng)尸體等寵物產(chǎn)生的過(guò)敏物質(zhì)在內(nèi)的“房屋灰塵”,成為了引發(fā)過(guò)敏的罪魁禍?zhǔn)住?br />
  通過(guò)結(jié)合“雙葉片”技術(shù)與“氣味傳感器”、“房屋灰塵傳感器”(由“灰塵傳感器”更名)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了“根據(jù)氣味與灰塵(房屋灰塵)的量(濃度)清潔空氣”。

  兩枚葉片可以根據(jù)空氣質(zhì)量狀況獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)。如果既沒(méi)有氣味(煙)也沒(méi)有房屋灰塵,兩枚葉片就會(huì)緩慢擺動(dòng),使空氣流動(dòng)以便進(jìn)行檢測(cè)。在只有味道時(shí),兩枚葉片都固定朝向上方;只有房屋灰塵時(shí),則都固定朝向前方。當(dāng)二者同時(shí)存在時(shí),葉片的動(dòng)作會(huì)根據(jù)濃度(量)而發(fā)生變化。二者都比較少的時(shí)候,前面的葉片前傾,用于吹動(dòng)房屋灰塵,后面的葉片則針對(duì)氣味,向上吹送氣流;在氣味小、房屋灰塵多的時(shí)候,前方葉片保持不變,后方葉片進(jìn)行擺動(dòng),以起到增強(qiáng)吹動(dòng)房屋灰塵的氣流(向前)的作用。相反時(shí),后方葉片維持向上,前方葉片則進(jìn)行擺動(dòng),以起到增強(qiáng)向上氣流的作用。當(dāng)二者都比較多的時(shí)候,兩枚葉片則反復(fù)交替進(jìn)行同時(shí)向前吹動(dòng)房屋灰塵、同時(shí)向上吹動(dòng)氣味(煙)的兩個(gè)“強(qiáng)力吸引”模式。

人體傳感器

  為了使用兩個(gè)傳感器與雙葉片技術(shù),進(jìn)行符合現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量的清潔,開(kāi)發(fā)出了區(qū)分使用各種氣流的技術(shù)。2011年開(kāi)始配備的“人體傳感器”技術(shù)也是為處理“房屋灰塵”,空氣凈化器所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)進(jìn)步之一。

  房屋灰塵的顆粒比氣味物質(zhì)更大、更重,因此最初會(huì)在室內(nèi)較底的位置漂浮,過(guò)一段時(shí)間便會(huì)堆積在地板上。每當(dāng)室內(nèi)有人或動(dòng)物活動(dòng)的時(shí)候,灰塵就會(huì)從腳底重新飄起。

  如果等到房屋灰塵飄起,被人體吸入之后再清潔空氣,對(duì)于預(yù)防過(guò)敏就起不到多大的作用。為此,“在污物擴(kuò)散前將之吸收”的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,這種技術(shù)改變了空氣凈化器“有了氣道和灰塵再打掃干凈”的常識(shí)。

  當(dāng)有人進(jìn)入無(wú)人的房間時(shí),之前堆積在地板上的房屋灰塵就會(huì)從腳底飄起,在房間中飛散,而上述技術(shù)就是“在人活動(dòng)的一瞬間,檢測(cè)到紅外線的傳感器會(huì)帶動(dòng)氣流,在房屋灰塵飛散之前,先行吸入灰塵”。

  人體傳感器檢測(cè)的并不只是“有沒(méi)有人”。人體傳感器會(huì)忽略只有手和頭部的微小動(dòng)作,當(dāng)只是步行時(shí)判定活動(dòng)量為‘小’,當(dāng)蹦蹦跳跳、掃除時(shí)判定活動(dòng)量為‘大’,把判斷結(jié)果反饋到集塵運(yùn)轉(zhuǎn)的控制之中。對(duì)“提前清潔”的空氣清潔技術(shù)進(jìn)行了強(qiáng)化的是“學(xué)習(xí)運(yùn)轉(zhuǎn)”技術(shù)。

  人的生活存在一定的模式??諝鈨艋髂軌蚋鶕?jù)“氣味傳感器”和“房屋灰塵傳感器”積累的數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)并記憶用戶(hù)生活中污物的發(fā)生模式,例如“上午6點(diǎn)開(kāi)始準(zhǔn)備早餐”、“大多是下午7點(diǎn)回家”等等。根據(jù)這些數(shù)據(jù),空氣凈化器能夠按照預(yù)想的空氣污濁程度提前進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

  這樣,就能夠在從外面帶回家的花粉和氣味、地板上漂浮的房屋灰塵尚未擴(kuò)散之前將其清潔干凈。

  “提前空氣清潔”還能夠起到節(jié)能的效果。“在過(guò)去,即使室內(nèi)沒(méi)人,沒(méi)有檢測(cè)到空氣污濁的時(shí)候,凈化器也會(huì)在風(fēng)量自動(dòng)模式下轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇,保持微弱的氣流。這是因?yàn)槿绻皇故覂?nèi)空氣緩慢流動(dòng),當(dāng)某處出現(xiàn)臟污的時(shí)候,就無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。”

  然而,借助人體傳感器、學(xué)習(xí)運(yùn)轉(zhuǎn),以及無(wú)人時(shí)每小時(shí)進(jìn)行一次5分鐘的“巡邏運(yùn)轉(zhuǎn)”,這種“喚起注意的運(yùn)轉(zhuǎn)”已經(jīng)不再需要。最新的空氣凈化器已經(jīng)把無(wú)人時(shí)的工作降低到了最小的限度。

  因此,與通常的風(fēng)量自動(dòng)模式相比,環(huán)保導(dǎo)航模式大約可以節(jié)能60%。如今在日本,空氣凈化器的普及率已經(jīng)超過(guò)4成,正在從“1家1臺(tái)”走向“1室1臺(tái)”的時(shí)代。

  空氣凈化器已經(jīng)不再是過(guò)去那樣的“特殊裝置”,而是日常生活中使用的家電產(chǎn)品。因?yàn)橐呀?jīng)加入“白色家電”之列,所以對(duì)于現(xiàn)在的空氣凈化器而言,“使用舒適”成為了重點(diǎn)要求。

照度傳感器

  配備第4種傳感器“照度傳感器”就是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。“有顧客提出意見(jiàn)說(shuō),在就寢時(shí),‘關(guān)燈之后,空氣凈化器的操作燈和正面信號(hào)的微弱光線非常扎眼’。”

  當(dāng)照度傳感器檢測(cè)到室內(nèi)變暗后,會(huì)作出用戶(hù)“已經(jīng)就寢”的判斷,上方的操作面板亮度減半,前面板的信號(hào)則根據(jù)房間的亮度減半或是關(guān)閉。在就寢時(shí),風(fēng)量也會(huì)隨之縮小,因此照度傳感器對(duì)于節(jié)能也做出了貢獻(xiàn)。

濕度傳感器

  第5種傳感器“濕度傳感器”的作用是對(duì)如今空氣凈化器必備的“加濕器”進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)管理。檢測(cè)室內(nèi)濕度(干燥狀態(tài))。根據(jù)該數(shù)據(jù)控制加濕量,以保持最舒適的濕度。
 

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