智能立式空气净化器设计探究
2020-05-13张楠
摘 要：净化是空气净化器的主要功能之一，面对污染程度日益加剧的大气环境，人们积极采用空气净化技术改善室内环境质量，这是促进空气净化器高频率使用的主要原因之一。为进一步优化空气净化器净化功能，本文设计了一种倒“T”型智能净化器装置，实践表明其能明显提升对污染的智能化水平。
关键词：空气净化器;智能立式;净化功能;设计研究
1 引言
空气净化器是优化现代群体生活质量的重要基础设施之一，其和人们生活健康水平存在密切相关性。伴随绿色节能、可持续发展等现代理念陆续提出，越来越多的人开始重视室内空气质量，这促进了空气净化器的应用过程。加强智能立式空气净化器的设计开发，能使该产品对人类社会健康发展提供更优质服务。
2 智能立式空气净化器的设计原则
（1）易用性：实质上就是指设备易于操作及使用的程度，这是净化器设计期间务必考虑的问题之一，比如是否存有冗余或繁杂的操控流程等，且空气净化器设计期间所选用的材料均应持有节能环保属性。
（2）安全性：风扇叶片是空气净化器的基础部件，为保证净化器运行过程中的安全性，应加强电源线及插头等设施质量控制，力争将漏电事件发生率降至最低。
（3）系统性：从宏观层面上分析，空气净化器的构成以物质、能量及信息三大项为主，设计的系统性要产品操控程序与个体逻辑思维有一定契合点，主辅功能完美配合，内部结构设计符合设计工程学等理论[1]。
3 系统硬件总结构
本研究基于空气流动学原理设计智能立式空气凈化器，拟定使用倒“T”型空气输注形式，见图1[2]。在风机驱动下空气被通入至下部两端进风口后，粒径相对较大的固体颗粒污物将被滤除，随即整合至净化器内，在挡风叶片安置于圆筒状柱体上，且叶片下部开设了数量适宜孔洞，其目的是促进空气顺沿百叶旋上过程中顺利整合至圆筒内部，随即便会有新风经本系统上方排风口被输送至外部环境中。
本系统在设计中，将HAPE滤纸安置于进气门位置及抽风机前部，以上设计行为的宗旨以防电机运作期间形成的静电降低小型颗粒物的净化率，也能规避净化器被二次污染的问题，维持各个工序工况条件满足微风、安静无杂音、结构纯度系数高的条件中。把HAPE滤纸规划设计为V型折叠结构，有益于拓展滤料面积;滤纸风阻、风压依次为12.8Pa、12Pa。经测算后发现，该类型滤纸滤过的污物内径>0.3μm。
针对本系统的光催化模板，其在设计期间主要遵照如下流程：先把滤纸安固在PVC软料板上，随即对将其卷制成直筒型黑盒，而后把波长为254mm的紫外线定固定黑盒内部适宜方位，整合经滤纸滤过处理的空气，紫外线能发挥破坏细菌结构完整性的作用，杀菌效果优良。
在光催化反应过程中，二氧化钛（TiO2）能形成强氧化例子，以光生空穴（H+）、羟基自由基（·OH）灯较为常见，以上离子的破坏力超强，能使有机物化合键严重破损，最终降解产物是CO2、H2O等诸多简易性分子，以上过程也能保证CO、H2S等污染物分解效果。
4 智能控制系统分析
4.1 智能设计
在空气净化器设计领域中，“智能控制”可以被理解为装置能够动态、不间断的检测字体所处环境的空气品质，进而自动启闭相关模块功能，也会对功率模块作出适度调改。
应用双、单片机调控系统运作过程期间，两者以串口为载体促进信息互动互通过程，保证运作的协调性。在空气净化器开关启动后，一个单片机负责将设备启用、读命令传递给
传感器，传感器读取相关信息后，会智能化的将相关数据传送给另一个单片机，单片机依照预定电机转速以及继电器状态调控的真实状况，精确操控电机不运作以及运作状态。
也可以通过手工形式调控净化器运转状态。
在智能化运作工况下，室内空气净化器的运转策略可以被理解为使用单片机对净化器功率指标加以调控，收集装置所处室内空气污染指数等数据信息，确保净化器运行功率设置的适宜性。采用单片机对双向可控硅实施控制措施，能有效调整交流电机电压指标大小，此时电机运转速度会发生一定变动。
具体设计中，假定测量数据的PM2.5对应值是X，则作出如下规定[3]：
PM2.5：X<35 μg/m?，本系统停工不运作;
35
4.2 系统检测
在样机设计、调试工作整体完成后，把其平放在实验台上开展测试活动，初始阶段因空气质量偏好，除显示出个别污物浓度之外，整体上显示为“空气质量良好”，闭合风机开关，杀菌灯停止运作，进入至智能化净化调控模式中。实验期间燃烧一根烟，将烟雾设为室内空气污物，大概历经21s后，屏幕有“质量一般”的提示，伴随风机转速增加，烟雾浓度增加一段时间后熄灭，随之而来的是烟雾量有降低，荧屏呈现出“质量良好”字样，而后风机转速降低，4.8min后实验室内烟雾消失殆尽，烟味也随之消散，荧屏上再次做出“质量良好”的提示，此时空气净化器内各个净化模块均停止运作。
回顾本次实验研究历程，并统计实验结果后，能认定该空气净化器符合室内空气净化相关标准要求。
5 结束语
空气净化器装置是最近几年中研发的一种小型家用电器，本课题在研究期间取得的设计成绩具有一定经济效益，设计出立式倒“T”式结构，有机组合并合理应用多种净化模块，将单片机设定为控制系统运作模式的核心部件，有操作流程简易、运作过程安全可靠等多种优势，后续设计研究中应将重点放置于提升结构美观性、运行高效性等方面上，以促进新型产品产出过程。
参考文献：
[1] 王帅，张楠，王晨光，等.Fresh Air智能空气净化器的营销策划[J].产业与科技论坛，2019（3）：232～233.
[2] 章丽娜，孟博，周大勇，等.智能动态测定型空气净化器检测用环境试验舱的研制与评价[J].中国标准化，2019（2）：251～252+254.
[3] 郭桂绵，钟志浮，侯斌，等，罗中良.WiFi控制的智能空气净化器设计[J].日用电器，2018（8）：11～14.
