一种便携式汽车空调滤芯剩余寿命及空调管道的检测系统

技术领域

本发明涉及空调检测系统，尤其涉及一种便携式汽车空调滤芯剩余寿命及空调管道的检测系统。

背景技术

随着社会发展，越来越多的汽车进入到寻常百姓家，汽车逐渐成为生活必需品。而伴随着人们生活水平的提高，人们对车辆的空气质量的要求也越来越高。

汽车的空调滤芯是对汽车吸入空气（花粉、灰尘、异味等）进行有效的过滤和吸附，从而保证车内良好的空气质量。但是空调滤芯本身具有一定的容尘量和容污量的极限，在过滤这些物质的同时，它的过滤效率也随之下降。当降低到一定限值后，滤芯已经不能起到应有的过滤和吸附的作用。这时候滤芯不及时更换会造成更多的二次污染，同时过滤效率下降致使灰尘等进入空调管道和空调的蒸发器，遇到蒸发器表面或者空调管壁等湿润环境易发霉、滋生细菌、产生异味，影响乘客的呼吸健康。

不同来源的空调滤芯过滤能力差异比较大，只见宣传的过滤效率，普通消费者无法真实知晓其过滤能力；滤芯买的久并不意味着滤芯脏，在空气良好的地方，滤芯脏的也比较慢；准时更换空调滤芯，并不能保证空调管道不脏。

目前现有的技术方案：比如通过时间换算、考察鼓风机使用情况、通过风压判断、通过滤芯的过滤时间进行判断、空调管道里面安装PM2.5传感器等，反推空调滤芯失效的可能性，无法避免误判。

时间和滤芯效率不是简单的线性关系，受到环境温湿度、空气质量的影响，通过时间间接判断，不准确；通过鼓风机的风压判断的方式，影响的因素很多，不一定完全由滤芯脏引起，如枯叶等大的异物堵住通风盖板进风口，也会导致鼓风机的风压长期升高，避免不了误判可能性；通过空调滤芯对PM2 .5净化时间判断的方式中，它是标定一个从初始预设值（如100）到结束值（如50）的时间；如果这个时间变长超过一定值时开始提醒；但是这个标定时间其实是受环境状态影响的，比如当车外PM2 .5为200，经过滤芯过滤后车内可能一直维持在100，这样就从100降低到50的时间很长，但是不代表滤芯失效，而且不同的城市空气中粉尘含量PM10、PM2.5、PM1.0等是有差异的，不同品牌的滤芯过滤能力和效率也不尽相同，不能强制车主必须采购汽车原厂滤芯，可见此方法只有在特定工况下才有效，不能准确检测出通用性滤芯剩余寿命。

对于空调管道的干净与否一般都是采用时间、嗅觉、伸缩摄像头的方式来判断，时间和空调管道的干净与否没有线性关系；闻到异味并不代表是空调管道脏了，可能是因为空调滤芯受潮引起的异味；通过摄像头直接看，每个人对脏的理解是不同的，造成没有统一的标准。

综上所述，有必要提供一种方案，解决现有技术无法基于车内标准空间、稳定的检测环境；无法准确、及时地确定滤芯剩余寿命、空调管道是否需要清洗；无法以明确的数据化展示的技术问题。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，提供了一种便携式汽车空调滤芯剩余寿命及空调管道的检测系统。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种便携式汽车空调滤芯剩余寿命及空调管道的检测系统，其特征在于：包括空调滤芯、电子标签、滤芯检测仪、手机App、云服务器、设备二维码、车辆管理系统，所述电子标签张贴在空调滤芯上，设备二维码张贴在滤芯检测仪上，所述云服务器给电子标签和设备二维码分配唯一的ID，滤芯检测仪通过通讯模块上网连接云服务器，并与电子标签建立绑定关系；所述云服务器连接车辆管理系统，并通过网络与手机App建立连接。

进一步地，所述滤芯检测仪内置电子标签读卡器、通讯模块、粉尘传感器和TVOC传感器，并设有显示屏或功能按键，所述滤芯检测仪内的通讯模块为2G/3G/4G/5G/NB-IoT/Wi-Fi/蓝牙/LoRa/Zigbee其中的一种或者多种通信模块。

进一步地，所述电子标签采用有源、半有源、无源RFID或者NFC技术的电子标签粘贴在空气滤芯上，从云服务器获得唯一的ID。

进一步地，所述电子标签读卡器采用RFID或者NFC技术。

进一步地，所述滤芯检测仪在特定检测时间内，密闭汽车门窗、开启内循环特定风量的条件下，空调滤芯剩余寿命=新旧滤芯过滤效率比值H1*配比1+新旧滤芯过滤粉尘量比值J1*配比2+新旧滤芯TVOC浓度变化量比值K1*配比3+使用时间比值R1*配比4；其中：

新旧滤芯过滤效率比值：H1=1-A1/(G1/2)；

新旧滤芯TVOC浓度变化量比值：K1=1-C1/该滤芯TVOC的CCM值；

新旧滤芯过滤粉尘量比值：J1=1-A2/该滤芯颗粒物的CCM值；

使用时间比值：R1=1-SC/地域环境对应的时间参数；

配比1：P1，配比2：P2，配比3：P3，配比4：P4；不同的滤芯类型，P1：P2：P3：P4配比分别为25%：25%：30%：20%，或20%：20%：40%：20%，或30%：30%：30%：10%。

进一步地，所述滤芯检测仪在取出空调滤芯后，在特定检测时间内，密闭汽车门窗、开启内循环特定风量的条件下，在不同的起始浓度下，空调管道清洗建议值=当TVOC检测前后浓度变化量TVOC2-TVOC1大于预设浓度或/和粉尘检测前后浓度变化量PM2-PM1大于预设浓度，提醒清洗空调管道，其中：

TVOC1为未开启风机TVOC浓度；

TVOC2为开启风机TVOC浓度；

PM1为未开启风机粉尘浓度；

PM2为开启风机粉尘浓度。

进一步地，通过手机App扫描设备二维码，输入车牌号码，将车牌号码传输给滤芯检测仪，或者在滤芯检测仪上的屏幕输入车牌号码，获得车牌号码后，滤芯检测仪通过通讯模块将车牌号码和对应的检测数据传输到云服务器，手机App输入车牌号码获得检测数据。

本发明的工作原理：

（1）空调滤芯剩余寿命检测：所述滤芯检测仪在连接到云服务器的条件下，利用内置的电子标签读卡器在一定的有效距离内，通过RFID或者NFC技术自动识别空调滤芯上的电子标签，如果判断电子标签是云服务器认证过的ID，将与之建立绑定关系。所述滤芯检测仪与电子标签成功绑定之后，在车辆密闭、开启内循环风、特定风量下，启动新滤芯的检测流程，在粉尘传感器和TVOC传感器的检测数据不再发生变化的情况下，记录每个检测项目所产生的时间。该滤芯使用一段时间之后，再次检测该滤芯，则按照新滤芯检测所使用的时间，记录粉尘传感器和TVOC传感器的检测数据，根据新旧滤芯过滤效率比值、新旧滤芯过滤粉尘量比值、新旧滤芯TVOC浓度变化量比值和使用时间比值，判断滤芯的剩余使用寿命。

（2）汽车空调管道检测：拆除空调滤芯，在车辆密闭、开启内循环风、特定风量下，监测粉尘传感器和TVOC传感器的检测数据，查看车内的粉尘浓度和挥发性有机化合物气体浓度变化量判断是否需要汽车空调系统是否需要清洗，当检测数据达到设定的增长幅度或者数值时，建议用户更换。

（3）使用手机App扫描设备二维码，输入车牌号码，将车牌号码传输给滤芯检测仪，或者在滤芯检测仪上的屏幕输入车牌号码，获得车牌号码后，滤芯检测仪通过通讯模块将车牌号码和对应的检测数据传输到云服务器。汽车服务企业通过车辆管理系统绑定属于自己企业的所有滤芯检测仪，获得滤芯检测仪服务过的所有车辆检测数据。手机App输入车牌号码，可以获取到本次和历史检测的所有数据。所述车辆管理系统关联本企业使用的所有滤芯检测仪，将车辆对应的空调滤芯进行集中管理。

本发明与现有技术相比的优点是：

1、检测环境的稳定性和标准化：在短暂的检测时间段内，汽车密闭、内循环的模式下，每辆车都有恒定的容积，车内空气中的粉尘和有机挥发性气体也是稳定的。

2、检测对象的唯一性：每个空调滤芯上贴有云服务器分配的唯一ID的电子标签，通过滤芯检测仪上的RFID读卡器能够在不拆下空调滤芯的情况下，准确的识别到空调滤芯的电子标签，从而确保不同时期检测空调滤芯的数据能够一一对应。

3、检测流程的一致性：滤芯检测仪放在车内，在密闭车窗和开启内循环的条件下，开启风机检测新空调滤芯，在特定时间内，滤芯检测仪每秒钟自动记录下粉尘传感器和TVOC传感器的检测数值，但每项检测数值不发生变化时，计算出该空调滤芯当前的过滤效率、过滤粉尘量和污染气体吸附效率。同一空调滤芯在使用一段时间后，也按照上述流程进行检测，本次检测的数据和新滤芯检测的相同数据对照做等效计算，计算出新旧滤芯过滤效率比值、新旧滤芯过滤粉尘量比值、新旧滤芯TVOC浓度变化量比值和使用时间比值，推算出空调滤芯当前的剩余使用寿命。

4、空调滤芯气味吸附的标准化：按照TVOC传感器出厂标定的干净空气的零点值，和新旧空调滤芯检测的时候产生的空气质量进行对比，新旧滤芯产生的变化量来定义空调滤芯的吸附能力的变化。

5、空调管道是否需要清洗的数据量化：取出需要更换的空调滤芯，在汽车密闭、内循环的模式下，检测开启风机前后，特定时间内，不同的起始浓度下，车内的粉尘传感器和TVOC传感器的数据变化量，当达到一定的预设的浓度变化量时，建议清洗空调管道。

6、数据的透明化：车主通过手机App能够查看到空调滤芯的原始参数，以及每次检测的具体数据和相关的服务建议，车主基于检测数据自己决定是否需要更换和清洗服务。

7、基于云计算的车辆召回检测：根据车辆管理系统中其他车辆的空调滤芯和空调管道的状态、当地的空气质量以及车辆的新旧状况，给车主推送召回检测建议。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述。

如图1所示，一种便携式汽车空调滤芯剩余寿命及空调管道的检测系统，包括空调滤芯1、电子标签2、滤芯检测仪3、手机App 12、云服务器5、设备二维码4、车辆管理系统11，所述电子标签2张贴在空调滤芯1上，设备二维码4张贴在滤芯检测仪上，所述云服务器5给电子标签2分配唯一的ID，滤芯检测仪3通过通讯模块7上网连接云服务器5，并与电子标签2建立绑定关系；所述云服务器5连接车辆管理系统11，并通过网络与手机App 12建立连接。

进一步地，所述滤芯检测仪3内置电子标签读卡器6、通讯模块7、粉尘传感器8和TVOC传感器9，并设有显示屏或功能按键10，所述滤芯检测仪3内的通讯模块7为2G/3G/4G/5G/NB-IoT/Wi-Fi/蓝牙/LoRa/Zigbee其中的一种或者多种通信模块。

进一步地，所述显示屏或功能按键10为触摸屏，所有的使用操作流程、身份认证均在显示屏或功能按键10上操作完成，且检测结果在显示屏或功能按键10上展示出来。

进一步地，所述电子标签2采用有源、半有源、无源RFID或者NFC技术的电子标签2粘贴在空气滤芯上，从云服务器5获得唯一的ID。

进一步地，所述电子标签读卡器采用RFID或者NFC技术。

进一步地，所述滤芯检测仪在特定检测时间内，密闭汽车门窗、开启内循环特定风量的条件下，空调滤芯剩余寿命=新旧滤芯过滤效率比值H1*配比1+新旧滤芯过滤粉尘量比值J1*配比2+新旧滤芯TVOC浓度变化量比值K1*配比3+使用时间比值R1*配比4；其中：

新旧滤芯过滤效率比值：H1=1-A1/(G1/2)；

新旧滤芯TVOC浓度变化量比值：K1=1-C1/该滤芯TVOC的CCM值；

新旧滤芯过滤粉尘量比值：J1=1-A2/该滤芯颗粒物的CCM值；

使用时间比值：R1=1-SC/地域环境对应的时间参数；

配比1：P1，配比2：P2，配比3：P3，配比4：P4；不同的滤芯类型，P1：P2：P3：P4配比分别为25%：25%：30%：20%，或20%：20%：40%：20%，或30%：30%：30%：10%。

进一步地，所述滤芯检测仪在取出空调滤芯后，在特定检测时间内，密闭汽车门窗、开启内循环特定风量的条件下，在不同的起始浓度下，空调管道清洗建议值=当TVOC检测前后浓度变化量TVOC2-TVOC1大于预设浓度或/和粉尘检测前后浓度变化量PM2-PM1大于预设浓度，提醒清洗空调管道，其中：

TVOC1为未开启风机TVOC浓度；

TVOC2为开启风机TVOC浓度；

PM1为未开启风机粉尘浓度；

PM2为开启风机粉尘浓度。

进一步地，通过手机App扫描设备二维码，输入车牌号码，将车牌号码传输给滤芯检测仪，或者在滤芯检测仪上的屏幕输入车牌号码，获得车牌号码后，滤芯检测仪通过通讯模块将车牌号码和对应的检测数据传输到云服务器，手机App输入车牌号码获得检测数据。

本发明的工作原理：

（1）空调滤芯1剩余寿命检测：所述滤芯检测仪3在连接到云服务器5的条件下，利用内置的电子标签读卡器6在一定的有效距离内，通过RFID或者NFC技术自动识别空调滤芯1上的电子标签2，如果判断电子标签2是云服务器5认证过的ID，将与之建立绑定关系。所述滤芯检测仪3与电子标签2成功绑定之后，在车辆密闭、开启内循环风、设定风量下，启动新滤芯的检测流程，在粉尘传感器8和TVOC传感器9的检测数据不再发生变化的情况下，记录每个检测项目所产生的时间。该滤芯使用一段时间之后，再次检测该滤芯，则按照新滤芯检测所使用的时间，记录粉尘传感器8和TVOC传感器9的检测数据，根据新滤芯和旧滤芯的净化效率和吸附能力的比例关系，判断滤芯的剩余使用寿命。

（2）汽车空调管道检测：拆除空调滤芯1，在车辆密闭、开启内循环风、设定风量下，监测粉尘传感器8和TVOC传感器9的检测数据，查看车内的粉尘浓度和挥发性有机化合物气体浓度变化量判断是否需要汽车空调系统是否需要清洗，当检测数据达到设定的增长幅度或者数值时，建议用户更换。

（3）使用手机App 12扫描检测车辆对应的设备二维码4获得该车滤芯及空调管道的检测结果，服务企业通过企业车辆管理系统11管理所有属于自己服务过的车主车辆检测数据。所述设备二维码4是和汽车车牌对应的本次检测所有项目的唯一标识，手机App 12输入车牌号码，可以获取到本次和历史检测的所有数据。所述车辆管理系统关联本企业使用的所有滤芯检测仪3，将车辆对应的空调滤芯1进行集中管理。

本发明的具体操作流程：

安装工人拿着滤芯检测仪3在主驾驶或者副驾驶的位置上，自动识别到粘贴在空调滤芯1上的电子标签2。

打开车门，将滤芯检测仪3放在车内，在密闭车窗和开启内循环的条件下，开启风机检测新空调滤芯，在特定时间内，滤芯检测仪3每秒钟自动记录下粉尘传感器8和TVOC传感器9的检测数值，但每项检测数值不发生变化时，计算出该空调滤芯1当前的过滤效率、过滤粉尘量和污染气体吸附效率。同一空调滤芯1在使用一段时间后，也按照上述流程进行检测，本次检测的数据和新滤芯检测的相同数据对照做等效计算，计算出该空调滤芯1新旧滤芯过滤效率比值、新旧滤芯过滤粉尘量比值、新旧滤芯TVOC浓度变化量比值、使用时间比值，推算出空调滤芯1当前的剩余使用寿命。

安装工人检测完成后，手机App 12扫描设备二维码4，输入车牌号码，将车牌号码传输给滤芯检测仪3，或者在滤芯检测仪3上的显示屏10输入车牌号码，获得车牌号码后，滤芯检测仪3通过通讯模块7将车牌号码和对应的检测数据传输到云服务器5，电子标签2自动与车牌号码自动绑定，车主使用手机App 12输入车牌号码，就可以自动获得检测的记录，以及电子标签2对应的滤芯出厂型号、过滤效率等参数。

当此空调滤芯1使用一段时间之后，安装工人手持滤芯检测仪3坐在主驾驶和副驾驶位置上，自动识别到空调滤芯1，滤芯检测仪3或者手机App 12显示车牌号码和上次检测使用的风量和检测时间，然后按照新的滤芯的检测流程和每个检测项目所花费的时间统计粉尘传感器和TVOC传感器的检测数值。

新空调滤芯和旧空调滤芯按照新旧滤芯过滤效率比值、新旧滤芯过滤粉尘量比值、新旧滤芯TVOC浓度变化量比值、使用时间比值的对比来判断此时旧空调滤芯的剩余使用寿命。

检测空调管道是否需要清洗，拆下旧空调滤芯，将滤芯检测仪3放在车内，在密闭车窗和开启内循环的条件下，开启特定风量的空调风机，在滤芯检测仪3提示的时间内，查看检测前后，车内的粉尘传感器8和TVOC传感器9的数据变化量，当达到设定的变化量时，建议清洗空调管道。

车主使用手机App 12输入车牌号码，就可以自动获得空调滤芯1和空调管道检测的记录以及空调滤芯1已使用时间。

汽车服务商通过车辆管理系统11绑定滤芯检测仪3，获得服务过的车辆信息和检测数据，根据车辆管理系统11中其他车辆的空调滤芯1和空调管道的状态、当地的空气质量以及车辆的新旧状况，给车主推送召回检测建议。

空调滤芯剩余寿命=H1*P1+J1*P2+K1*P3+R1*P4。

不同的滤芯类型，P1:P2:P3:P4配比分别为25%：25%：30%：20%或20%：20%：40%：20%或30%：30%：30%：10%。

新空调滤芯过滤能力：G1=(|F1-F2|)/F1。

旧空调滤芯过滤能力：G2=(|F1-F3|)/F1。

新旧滤芯过滤效率差：A1=|G1-G2|。

新旧滤芯过滤效率比值：H1=1-A1/(G1/2)。

新空调滤芯过滤粉尘量：M1=(|F1-F2|)*T。

旧空调滤芯过滤粉尘量：M2=(|F1-F3|)*T。

新旧滤芯过滤粉尘量差：A2=|M1-M2|。

新旧滤芯过滤粉尘量比值：J1=1-A2/该滤芯颗粒物的CCM值。

新空调滤芯TVOC浓度变化量：V1=|X1-X2|。

旧空调滤芯TVOC浓度变化量：V2=|X3-X4|。

新旧滤芯TVOC浓度变化量差值：C1=|V1-V2|。

新旧滤芯TVOC浓度变化量比值：K1=1-C1/该滤芯TVOC的CCM值。

使用时间：SC=|SC2-SC1|。

使用时间比值：R1=1-SC/地域环境对应的时间参数。

F1为新旧滤芯相同的等效粉尘检测浓度。

F2、F3为相同的时间内，新旧空调滤芯的检测浓度。

T为相同的检测时间。

X1为未开启风机新滤芯检测时的TVOC浓度。

X2为开启风机新滤芯检测时的TVOC浓度。

X3为未开启风机旧滤芯检测时的TVOC浓度。

X4为开启风机旧滤芯检测时的TVOC浓度。

SC1为新滤芯安装时的时间。

SC2为旧滤芯检测时的时间。

配比1：P1。

配比2：P2。

配比3：P3。

配比4：P4。

空调管道清洁检测：在不同的起始浓度下，当|TVOC2-TVOC1|>预设浓度或/和|PM2-PM1|>预设浓度，提醒清洗空调管道。

TVOC1为未开启风机TVOC浓度。

TVOC2为开启风机TVOC浓度。

PM1为未开启风机粉尘浓度。

PM2为开启风机粉尘浓度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。