具有集成感测部件的过滤器元件制造技术

一种过滤系统，包括：壳体，壳体限定空气入口、空气出口、第一过滤器容置部以及从入口通过第一过滤器容置部延伸到出口的气流路径；与第一过滤器容置部连通的第一对电极，第一对电极构造成限定跨越第一过滤器容置部的第一导电路径；与第一过滤器容置部连通的第二对电极，第二对电极构造成限定跨越第一过滤器容置部的第二导电路径；与第一对电极和第二对电极连通的控制器，控制器配置成使用第一对电极测量跨越第一过滤器容置部的第一电特性，并且使用第二对电极测量跨越第一过滤器容置部的第二电特性；以及与控制器连通的界面，界面配置成基于第一电特性和第二电特性报告过滤器元件状态。件状态。件状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成感测部件的过滤器元件


[0001]本公开涉及一种包括传感器部件的过滤器元件。特别地，过滤器元件包括反应性纤维，所述反应性纤维使得能够进行过滤器状态检测以确定是否需要替换过滤器。

技术介绍

[0002]数种类型的空气清洁装置具有过滤空气和检测过滤器状态的功能。这些类型的装置中的许多包括各种传感器，所述传感器配置成收集关于过滤器元件或整个系统的数据。例如，一些颗粒过滤系统包括测量跨越过滤器元件的压差的压力传感器。随着颗粒在过滤器元件中累积，压差增大，直到需要替换过滤器元件的时刻。已知包括传感器的一些其它过滤系统，所述传感器可使用处理电路识别空气中的颗粒或化学物质的类型。
[0003]一些过滤系统包括计时器，当预计达到替换过滤器元件的时间时，该计时器会提醒用户。计时器可由制造商设置，例如设置与特定过滤器元件的平均预期寿命相关的时间段。
[0004]一个已知的公开申请，美国专利公开号US2019262750，公开了一种系统，其中电极附接到过滤器组件，并且传感器用于测量电极之间的空间的电特征。电特征取决于已在过滤器上累积的颗粒量。该系统可基于过滤器上的颗粒累积来提示用户清洁或替换过滤器组件。
[0005]另一个公开申请，国际专利申请号WO2000004377，教导了用于定量和定性地确定由基质从水流或气流吸收或吸附的物质的传感器。传感器可为过滤器的一部分。基质由半导体材料、活性炭或半导体材料和活性炭两者的纤维、织造、毡制或缠结丝网制成，当从外部电路通电时其能够电阻加热。当传感器集成在过滤器元件中时，优选的是，过滤器元件的材料与传感器的材料相同。还公开了一种用于通过在从吸收剂基质定时热解吸期间监测诸如导电性、电容和温度的特性来对污染物种类进行识别和定量的方法。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的各方面，提供了一种包括过滤介质的过滤器元件。过滤介质包括介质纤维组合物。过滤介质限定流动面和围绕流动面的周边。周边包括第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘。过滤介质具有介质电特性。第一反应性纤维条从第一边缘延伸到第二边缘。第一反应性纤维条包括不同于介质纤维组合物的第一纤维组合物。第一反应性纤维条具有基于暴露于第一空气组分而变化的第一电特性。第一电特性大体上不等于介质电特性，其中第一电特性和介质电特性是相同类型的电特性。
[0007]过滤器元件可包括过滤介质，过滤介质可包括介质纤维组合物。过滤介质可限定流动面和围绕流动面的周边。周边可包括第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘。过滤介质可具有介质电特性。第一反应性纤维条可从第一边缘延伸到第二边缘。第一反应性纤维条可包括不同于介质纤维组合物的第一纤维组合物。第一反应性纤维条可具有基于暴露于第一空气组分而变化的第一电特性。第一电特性可大体上不等于介质电特性，其中第一电
特性和介质电特性是相同类型的电特性。
[0008]与上述那些一致的构造可简化过滤器元件的复杂性，并且因此与包括传感器的处理或电子部件的过滤器元件相比，通过省略传感器的处理和电子部件降低了生产成本。与上述描述一致的过滤器元件可通过在过滤器元件实际达到容量时提供通知，而不是预测过滤器元件何时将预期达到容量来防止过早替换过滤器元件。第一反应性纤维条和介质的不相等的电特性可允许针对第一反应性纤维条相对于介质收集离散数据。此外，第一反应性纤维条的不同纤维组合物和基于暴露于第一空气组分的其变化电特性可允许获得关于特定空气组分的目标数据。示例性数据可包括随时间推移收集的特定空气组分的量、特定空气组分的剩余过滤器容量，或随时间推移收集的特定空气组分的量和特定空气组分的剩余过滤器容量两者。第一反应性纤维条的纤维组合物可通过帮助捕获污染物而有利地有助于过滤介质的过滤。
[0009]第一反应性纤维条可构造成吸二氧化碳。第一反应性纤维条的第一电特性可基于暴露于二氧化碳而变化。第一反应性纤维条的第一电特性可基于暴露于一氧化碳而变化。第一电特性可基于第一反应性纤维条上的灰尘负载而变化。
[0010]在一些实施例中，第一电特性是电阻率。在一些实施例中，第一电特性是电容。第一反应性纤维条可包括导电碳纤维。导电碳纤维可包括碳纳米管。导电碳纤维可包括石墨烯。导电碳纤维可浸渍有沸石咪唑酯骨架。此构造可有利地用于识别暴露于二氧化碳的量。导电碳纤维可浸渍有葡萄糖和蛋白胨。浸渍碳纤维上存在微生物可引起改变导电纤维的第一电特性的反应。例如，第一电特性可为导电性。此构造可有利地用于识别对微生物的暴露。此构造可有利地用于识别微生物生长。
[0011]第一反应性纤维条可包括有机纤维。第一反应性纤维条可包括棉纤维。第一反应性纤维条可包括聚合物带。第一反应性纤维条可包括Sn1‑
x
Fe
x
O
y
的涂层。一氧化碳可与第一反应性纤维条上的此涂层反应，以改变第一反应性纤维条的第一电特性。第一电特性可为导电性。此构造可有利地使得能够检测一氧化碳。
[0012]过滤器元件可包括从第一边缘延伸到第二边缘的第二反应性纤维条。第二反应性纤维条可包括不同于介质纤维组合物和第一纤维组合物的第二纤维组合物，其中第二反应性纤维条具有基于暴露于不同于第一空气组分的第二空气组分而变化的第二电特性。第二反应性纤维条的此构造可有利地允许收集附加数据，附加数据可能与第二空气组分相关的过滤器容量相关。因此，过滤器元件容量可相对于多个空气组分确定，使得当其达到多个空气组分之一的容量时，可替换过滤器元件。第二反应性纤维条的第二电特性可大体上不等于介质电特性，其中第二电特性和介质电特性是相同类型的电特性。结果，第二反应性纤维条和过滤介质可有利地限定分立的导电流动路径。过滤介质可分离第一反应性纤维条和第二反应性纤维条。结果，第二反应性纤维条和第一反应性纤维条可有利地限定分立的导电流动路径。
[0013]在一些实施例中，过滤器元件可包括从第一边缘延伸到第二边缘的第三反应性纤维条，其中第三反应性纤维条可包括与介质纤维组合物、第一纤维组合物和第二纤维组合物中的每一个不同的第三纤维组合物。第三反应性纤维条可具有基于暴露于不同于第一空气组分和第二空气组分中的每一个的第三空气组分而变化的第三电特性。此构造可有利地允许收集附加数据，附加数据可能与第三空气组分相关的过滤器容量相关。因此，过滤器元
件容量可相对于多个空气组分确定。第三反应性纤维条的第三电特性可大体上不等于介质电特性。介质电特性和第三电特性可为相同类型的电特性。结果，第三反应性纤维条和过滤介质可有利地限定分立的导电流动路径。过滤介质可分离第三反应性纤维条和第一反应性纤维条，以及第三反应性纤维条和第二反应性纤维条。
[0014]根据本专利技术的其它方面，提供了一种过滤系统。过滤系统包括系统壳体，系统壳体限定空气入口、空气出口、构造成接收第一过滤器元件的第一过滤器容置部。气流路径从空气入口通过第一过滤器容置部延伸到空气出口。第一对电极与第一过滤器容置部电连通。第一对电极构造成限定跨越第一过滤器容置部的第一导电路径。第二对电极与第一过滤器容置部电连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种过滤系统，包括：系统壳体，所述系统壳体限定空气入口、空气出口、构造成接收第一过滤器元件的第一过滤器容置部以及从所述空气入口通过所述第一过滤器容置部延伸到所述空气出口的气流路径；第一对电极，所述第一对电极与所述第一过滤器容置部电连通，所述第一对电极构造成限定跨越所述第一过滤器容置部的第一导电路径；第二对电极，所述第二对电极与所述第一过滤器容置部电连通，所述第二对电极构造成限定跨越所述第一过滤器容置部的第二导电路径；控制器，所述控制器与所述第一对电极和所述第二对电极连通，其中所述控制器配置成使用所述第一对电极测量跨越所述第一过滤器容置部的第一电特性，并且使用所述第二对电极测量跨越所述第一过滤器容置部的第二电特性；界面，所述界面与所述控制器连通，其中所述界面配置成基于所述第一电特性和所述第二电特性报告过滤器元件状态；以及所述第一过滤器元件，所述第一过滤器元件设置在所述第一过滤器容置部中，所述第一过滤器元件包括：第一过滤介质，所述第一过滤介质具有第一介质纤维组合物，所述第一过滤介质限定流动面和围绕所述流动面的周边，所述周边包括第一边缘和与所述第一边缘相对的第二边缘；以及第一反应性纤维条，所述第一反应性纤维条具有不同于所述第一介质纤维组合物的第一纤维组合物，并且其中所述第一过滤器元件的第一反应性纤维条与所述第一对电极电连通，并且所述第一反应性纤维条具有基于暴露于第一空气组分而变化的第一电特性。2.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述第一过滤介质具有介质电特性，并且所述第一反应性纤维条的第一电特性大体上不等于所述介质电特性，其中所述第一电特性和所述介质电特性是相同类型的电特性。3.根据权利要求1或权利要求2所述的过滤系统，进一步包括从所述第一边缘延伸到所述第二边缘的第二反应性纤维条，其中所述第二反应性纤维条包括不同于所述介质纤维组合物和所述第一纤维组合物的第二纤维组合物，其中所述第二反应性纤维条与所述第二对电极电连通，并且所述第二反应性纤维条具有基于暴露于不同于所述第一空气组分的第二空气组分而变化的第二电特性。4.根据权利要求3所述的过滤系统，其中所述第一过滤介质具有介质电特性，并且所述第二反应性纤维条的第二电特性大体上不等于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：