过滤器元件分析系统及相关方法技术方案

一种过滤器介质分析系统，使用微粒积聚来闭合沿无源电路设置的凹口或空隙，其中，凹口闭合致使电路被激活并在特定频率下传送信号，其中，激活和传送与过滤器介质的寿命周期点相关联。

Filter element analysis system and related methods

A filter medium analysis system uses particle accumulation to close a notch or gap along a passive circuit, where the notch closure causes the circuit to be activated and transmits signals at a specific frequency, where activation and transmission are associated with the lifetime point of the filter medium.

【技术实现步骤摘要】
过滤器元件分析系统及相关方法
本公开总体上涉及过滤系统领域，更具体地涉及通过过滤器介质的微粒过滤，以及确定其过滤元件的适当服务或更换时间表的机构。
技术介绍
在过滤流体流时，无论是HVAC系统中的空气、机舱空气、燃烧空气、呼吸空气，来自油流的变速器/马达，通常有特定优势的是确保用于其相应功能的下游流体保持清洁，从而避免损坏或污染，由此能够延长机器服务寿命或提供任意数量的明显优势。同样应很好理解的是，在多数此类情况中，使用过滤器的各种系统在过滤器元件被定期更换或清洁时在最佳方式下操作，在保证平稳操作的同时，过早更换或清洁过滤器元件会导致非必要的停机时间、由于更换成本带来的额外成本、或在非必要的清洁操作中对过滤器元件的损坏。此外，在特定环境下，可能通常需要几乎持续的监控从而精确确定特定过滤器元件何时需要被更换或清洁。于是，应很好理解的是，更换或服务过滤器元件过于频繁会导致额外的停机时间、过滤元件的损坏和总成本。同样地，在适当时间间隔内不更换或服务会由于污染或物理损坏而带来对系统的损坏。目前，过滤器的更换决定于客户判断、测试数据、平均里程或月数。其中，实际更换或服务寿命事实上存在大幅差异，基于各种环境和使用的因素或特性。当这些参考项取决于宽范围的各种潜在操作条件可能或可能不反应实际过滤器元件状态或颗粒负载时。本申请的其中一个目标优势力图优化过滤器元件的服务或更换，同时减少非必要停机时间。
技术实现思路
本文设想一种无源过滤器元件监测系统，配置成帮助对过滤器元件的清洁和维护进行适当定时和时间安排。应当理解，空气中的微粒数会根据环境、不同天气情况、或任意数量的额外因素而大幅变化，如本领域技术人员理解的那样。此外，清洁操作通常会导致无意损坏，因而需要过早更换这些过滤器元件，这会成为过度成本源。此外，过于频繁地更换过滤器元件会导致大量工时的浪费以及非必要设备停机时间。为了说明目的，本专利技术的无源过滤器元件监测系统将主要关于空气过滤器元件进行讨论；然而应当理解，其它过滤器元件，例如油或其它流体过滤器元件，能够类似地从本专利技术的各个方面受益。因而，本专利技术的各方面可以类似地运用于不同环境中的其它过滤系统，包括HVAC和其它过滤系统。依照本专利技术的过滤器元件监测系统包括过滤器元件，其具有过滤器介质和设置于过滤器介质上的无源电路，其中，所述无源电路具有设置于其电路系统中的至少一个凹口，被配置为在清洁状态下提供无源电路的第一状态。此外，过滤器元件监测系统包括发射器和接收器，配置成发射信号，由此为无源电路提供电力，并配置成从无源电路处接收信息。流体流配置成被导向通过过滤器介质，其中，所述过滤器介质配置成从所述流中移除微粒，且该介质适用于收集微粒积聚，直到达到污染状态，在污染状态中，过滤器介质变形或达到特定的微粒负载。在污染状态中，电路系统配置成提供无源电路的第二状态。无源电路的第一状态可以是断路状态，其中，接收器不会接收来自于无源电路的信号。应当理解，在第一状态中，无源电路在第一频率下提供第一信号，而无源电路的第二状态在第二频率下提供第二信号，其中，所述第一频率不同于第二频率，即过滤器元件负载状态的变化可通过读取无源电路确定。无源电路可包括或被形成为射频识别器件（即RFID标签），或可选地近场通讯标签（即NFC标签），其中，RFID或NFC标签的电路系统可在电路系统中设置有一个或多个空隙或间断，空气通道穿过所述空隙或间断设置，其中，所述空隙或间断最终会被微粒填满，这允许电路的完成，其中，在电路完成时，RFID或NFC标签会被激活，且导致信号或其它标示，这通知系统或操作员需要服务或更换过滤器元件。在一些实施方式中，凹口，尤其以空隙或间断形式的，可为串联或并联设置，可为单个或多个地设置，具有不同形状、方向等。第二信号能够指出过滤器元件处于或接近容纳微粒的容量，并应更换过滤器元件。在优选实施方式中，过滤器元件能够呈现起褶的过滤器介质，且无源电路可以位于所述过滤器介质的褶皱中。在另一实施方式中，过滤器介质上的微粒负载导致过滤元件压力增加，其中，所述压力增加导致起褶的过滤器介质的至少一个褶皱变形，其中，无源电路包括具有断路的第一侧和具有导电材料的第二侧，折叠部位于它们之间，其中，所述第一侧和第二侧位于一个褶皱的对立侧壁上。褶皱变形导致第一侧与第二侧接触且使导电材料闭合所述断路。应当理解，在本实施方式中，先前断开的无源电路会被褶皱变形闭合。在可选实施方式中，无源电路可位于褶皱的侧壁上，导电材料则位于褶皱的对立侧壁上，其中，所述褶皱变形导致导电材料接触先前断开的无源电路以使其闭合。导电材料可以例如打印于褶皱表面上，或以导电箔（例如金属箔条）的形式安装于褶皱上。当然，过滤器元件可具有不止一个无源电路，例如3至8个或甚至更多。有利的是，多个无源电路设置于过滤器元件的各种位置上，尤其在能够分布于过滤器元件上的不同褶皱中。通过将无源电路广泛分散于过滤器元件尽可能大的面积上，能够收集充分平均的负载测量。凹口优选地配置成收集微粒积聚，直到在污染状态中在凹口上形成桥，由此无源电路闭合并从其第一状态转换为其第二状态。形成桥的微粒量尤其致使第一信号频率变化，其中，所述第一信号频率相应于过滤器元件最大负载或过滤器元件寿命周期的百分比。然而，本专利技术的本实施方式使其能够不仅判断过滤器元件是否装载到特定阈值水平，而且持续监测其负载状态。无源电路优选地可以为RFID标签。本专利技术的另一方面是一种监测过滤器元件的方法，包括以下步骤：依据本专利技术提供过滤器元件监测系统；将控制器连接至发射器和接收器；在无源电路开始响应发射器信号时提供信号至用户或操作员。在另一实施方式中，方法可以包括步骤：测量响应于发射器信号的无源电路频率响应；使多个频率与过滤器介质状态相关联。本专利技术的又一方面涉及一种过滤器元件，包括：过滤器介质；设置于过滤器介质上的至少一个无源电路；所述无源电路具有设置于其电路系统中的凹口，配置成在清洁状态下提供无源电路的第一状态。流体流配置成被导向通过过滤器介质，其中，所述过滤器介质配置成从所述流中移除微粒，且配置成收集微粒积聚，直到达到污染状态，在污染状态中，过滤器介质变形或达到特定的微粒负载。在污染状态中，电路系统配置成提供无源电路的第二状态。在优选实施方式中，过滤器介质起褶，且无源电路位于过滤器介质的褶皱中。本专利技术的这些方面并非意在是穷举性的，本专利技术的其它特征、方面和优点对于本领域普通技术人员在结合下述说明、所附权利要求和附图阅读时显而易见。此外，应当理解，本文讨论的任何不同特征、结构、步骤或其它方面仅用于说明目的，在适当时，其中任一个可与可选实施方式中讨论的任何这种特征以任何结合的方式应用。附图说明本专利技术的前述和其它目的、特征和优点在附图所示的本专利技术特定实施方式的下述描述中显而易见，附图中同一附图标记贯穿于不同视图表示相同部件。附图不一定按比例绘制，而重点在于解释说明本专利技术的原理，其中：图1显示设置于过滤器介质上的示例性有凹口无源电路的俯视图；图2显示示例性有凹口无源电路的俯视图，凹口被微粒桥接；图3显示安装于过滤器介质的示例性褶皱中的示例性有凹口无源电路的透视图；图4也显示安装于过滤器介质的示例性褶皱中的示例性有凹口无源电路的透视图；图5A、5B显示安装于过滤器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤器元件监测系统，所述系统包括：具有过滤器介质（10）的过滤器元件；设置于过滤器介质上的无源电路（20）；所述无源电路具有设置在其电路系统中的至少一个凹口（210），所述电路系统配置成在清洁状态下提供无源电路（210）的第一状态；发射器和接收器，配置成发射信号从而向无源电路（20）提供电力，并且配置成从无源电路（20）处接收信息；其中，流配置成被导向穿过过滤器介质（10），其中，所述过滤器介质（10）配置成从所述流移除微粒；以及其中，所述介质（10）配置成收集微粒（4）的积聚，直到达到污染状态，在污染状态中，过滤器介质（10）变形或达到特定的微粒负载，其中，在污染状态中，所述电路系统配置成提供无源电路（20）的第二状态。

【技术特征摘要】
2017.06.23 US 62/5240371.一种过滤器元件监测系统，所述系统包括：具有过滤器介质（10）的过滤器元件；设置于过滤器介质上的无源电路（20）；所述无源电路具有设置在其电路系统中的至少一个凹口（210），所述电路系统配置成在清洁状态下提供无源电路（210）的第一状态；发射器和接收器，配置成发射信号从而向无源电路（20）提供电力，并且配置成从无源电路（20）处接收信息；其中，流配置成被导向穿过过滤器介质（10），其中，所述过滤器介质（10）配置成从所述流移除微粒；以及其中，所述介质（10）配置成收集微粒（4）的积聚，直到达到污染状态，在污染状态中，过滤器介质（10）变形或达到特定的微粒负载，其中，在污染状态中，所述电路系统配置成提供无源电路（20）的第二状态。2.如权利要求1所述的过滤器元件监测系统，其中，无源电路（20）设置在基底或载体（30）上，尤其是打印在基底或载体（30）上，其中，凹口（210）延伸穿过无源电路（20）的材料以及基底或载体（30）两者。3.如权利要求1或2所述的过滤器元件监测系统，其中，无源电路（210）的第一状态为断路状态，接收器不会从无源电路（210）处接收信号。4.如权利要求1至3中任一项所述的过滤器元件监测系统，其中，无源电路（210）的第一状态在第一频率下提供第一信号，无源电路（210）的第二状态在第二频率下提供第二信号，其中，第一频率不同于第二频率。5.如权利要求4所述的过滤器元件监测系统，其中，第二信号指示过滤器元件处于或接近于容纳微粒的容量，并需要更换过滤器元件。6.如权利要求1至5中任一项所述的过滤器元件监测系统，其中，过滤器介质（10）起褶，且无源电路（210）位于过滤器介质（10）的褶皱中。7.如权利要求6所述的过滤器元件监测系统，其中，过滤器介质（10）上的微粒负载导致过滤器元件上的压力增加，其中，压力增加导致起褶的过滤器介质中的至少一个褶皱变形，其中，无源电路包括具有断路的第一侧和具有导电材料的第二侧，折叠部在它们之间，其中，第一侧和第二侧位于褶皱的对立侧壁上，且其中，褶皱变形导致第一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：E阿米尔纳斯尔，A斯科普，M海因兹曼，
申请(专利权)人：曼·胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE