专利名称：吸尘器诊断和控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对吸尘器进行诊断和控制的系统和方法。
背景技术：
吸尘器用以从空气中除去固体尘粒或其它杂质。这些吸尘器使污染的空气强行通过一个或多个能捕获杂质的过滤器而进行操作。该吸尘器通常是自动清洗的并只需最少的人工介入。
然而，为了维修吸尘器，一般需要人工检测。而人工检测习惯于测定各种操作条件，诸如过滤器堵塞了或开裂了。这些吸尘器可能有某些系统提供与其它操作条件有关的有限信息，诸如通过过滤器的温度、气流流率以及空气压差。而且，有些吸尘器采用定时清洗控制或光电螺旋线结构(photohelics)来实现自动清洗功能。然而，这些系统并不能将许多功能集合在一个系统内。
因此，需要一种一体化的可编程系统，该系统能以电子技术对吸尘器进行多种诊断，并相应控制吸尘器，提供与诊断有关的信息。此外，还需要一种一体化的系统，该系统能例如替换定时清洗控制或photohelics，用以控制吸尘器内部的清洗功能。
发明概述本发明是一种一体化的吸尘器诊断和控制系统。该系统能以电子方法从吸尘器接收对应于吸尘器各种操作条件的信息。该系统以电子方法处理这类信息以便确定和分析吸尘器的各种操作条件。根据此数据分析，系统可以将电子控制信号输出到吸尘器，并驱动显示器面板或计算机显示器，以提供各种操作条件的直观指示。
除了上述功能以外，诊断和控制系统还可以有可编程输入，诸如设定值或其它参数。这样，系统就可以根据表示理想操作条件的可编程输入控制吸尘器的操作。
由系统测得的诊断或操作条件可以包括通过在清洗期间监视吸尘器内的气压变化测得的清洗故障；通过正常操作期间空气压差的特定减少测得的过滤器的开裂；通过清洗期间空气压差增大或缺乏有效减低测得的过滤器的堵塞；以及通过检测施加给电动机的电流测得的通过吸尘器的气流流率，该电动机用于操作一台作为吸尘器系统部件的风机。
附图简述
图1为吸尘器正常操作时的示意图。
图2为吸尘器工作于清洗方式时的示意图。
图3为吸尘器典型正常操作时的压差示意图。
图4A—4K为实施本发明的系统的较佳示意图。
图5为用于本发明的一个较佳的显示面板的示意图。
图6为该系统所执行的软件中一个主循环的流程图。
图7为该系统所执行的软件中一个中断循环的流程图。
图8为表示本发明使用多台吸尘器的方框图。
较佳实施例的详细描述对以下较佳实施例的详细描述是参照附图进行的，这些附图作为其中的一部分，并且通过说明可以实现本发明的具体实施例。本发明的实施例将进行足够详细的描述，使本领域的熟练人员能够实施本发明，当然，在不脱离本发明的范围还可以采用其它的实施例以及作出结构上或逻辑上的改变。因此，以下的详细描述并不用以限制本发明，本发明的范围将取决于所附的权利要求书。
吸尘器的操作图1是表示吸尘器基本部件的示意图。吸尘器典型地包括一个污秽气室10，用以固定一个或多个过滤部件11。污秽空气人口13接收待过滤的空气。风机9用以迫使污染通过过滤部件11，后者收集污染空气中的固体尘粒。清洁气室18接收已过滤的空气，然后，吸尘器从清洁空气出口14释放已过滤的空气。该系统还包括一个贮尘箱12，用以收容从过滤部件上清除下来的固体尘粒。
图2为吸尘器在执行清洗功能或操作期间的示意图。由于过滤部件11收容了较多的固体尘粒，吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的压降增大，从污染空气中收集固体尘粒的空气清洗过程变得极其低效。因此，吸尘器一般都具有自动清洗功能，它利用一种高压反向猝发空气或其它机械装置从过滤部件上除去固体尘粒。另一种清洗方法例如包括以机械方法“抖动”过滤器；以及将反向猝发的大容量低压空气引导到过滤部件。
集气管15引导高压猝发空气通过隔膜阀16。该高压猝发空气从上层一个或多个过滤部件上除去固体尘粒。吸尘器还包括隔膜阀17，用以在执行清洗功能期间引导高压猝发空气作用于一个或多个下层过滤部件。
吸尘器典型地依序完成清洗功能，首先打开隔膜阀16，接下来打开隔膜阀17。一次清洗过程通常重复多次清洗功能次序。在清洗期间，贮尘箱12从过滤部件11上收集固体尘粒，它可以打开倒掉固体尘粒。每个过滤部件11都可以人工取下，当其使用寿命到期时，或例如当其开裂或永久堵塞时进行替换。
图3为典型的吸尘器操作曲线图。该曲线表示在正常操作时，吸尘器内部污秽气室10与清洁气室18之间的气压差P与时间的关系。操作期间，当过滤部件从污染空气中除去固体尘粒时，该压差增大(19)。在达到某一最大气压差20时，利用反向猝发高压空气执行自动清洗功能，清洗过滤部件。这样将使吸尘器中的气压差减小到点21，表示清洗功能结束。然后，在整个操作过程中自动重复上述步骤。如果过滤器堵塞了，那么不管清洗操作如何，曲线22则表明气压差可能继续增大。
第4443235号和4509960号美国专利披露了两个吸尘器的例子，它们均已转让给Donaldson公司，并在此作为参考资料引用。
系统硬件图4A—4K为实施本发明的较佳系统的示意图。系统最好包括一个微处理器23，它根据存储器IC37中包含的嵌入式软件和存储器IC38中包含的数据进行操作。当然，该系统也可以用其它方法实施，例如，采用可编程门阵列或硬接线逻辑电路。
微处理器20通过接口连接到电路39、40、和41，它们是继电器驱动器，用以控制耦合到吸尘器清洗阀的继电器。电路24、25和26为发光二极管(LED)驱动器，它控制显示面板中的输出显示部件，为吸尘器的各种诊断和操作条件提供直观的指示。
微处理器使用的数据由用以转换吸尘器各种物理参数的各个电路提供。电路27、28和29是三个压力传感器，它们表示由用户确定的吸尘器的各个操作压力。这些压力典型地包括气压差和集气管15中的工作气压。电路42为温度传感器，它接收与吸尘器内部温度有关的温度信号。电路32为电流传感器，它接收来自吸尘器的电流信号。
其余的集成电路(IC)执行以下功能。IC30为标准电源稳压器。IC31为系统电源。IC33和34为模拟电压多路转换器。IC35和36为RS232驱动器，它们接收来自外部设备的数据并将数据传送到外部设备，诸如用于远距离监视和控制的计算机。
显示面板图4A—4K所示的系统硬件一般与显示面板接口，用以显示与吸尘器诊断和操作条件有关100的信息。图5为一个较佳显示面板100的示意图。显示器103包括指示器111，当电源加到诊断和控制系统时它被驱动。显示面板100典型地包括指示吸尘器操作条件的下列特征。
显示器101包括多个指示器109，显示“维修要求”或操作条件。这些指示器通常采用发光二极管或“指示灯”。显示器101最好包含下列预定的指示器。
“面板”指示器表示诊断系统本身的故障，故障一般通过检测电源电压异常测得。
“清洗故障”指示器表示在吸尘器清洗期间所产生的故障，它一般通过在清洗期间监视工作气体集气管气压或过滤器两端的气压差而测得。
“过滤器开裂”指示器表示过滤器的开裂，它一般通过在过滤器两端的气压差出现特定速率的减少而测得。
“过滤器堵塞”指示器表示过滤器的堵塞，它一般通过清洗期间过滤器两端的压差不能减低而测得。
“温度”指示器表示吸尘器中的温度报警条件，例如温度已经超过了过滤器的温度额定值。
“维修周期”表示预定的维修周期，它一般为用户所确定的时期，例如已到了调换吸尘器中贮灰盘的时间。
“送风机过电流”指示器表示电动机驱动吸尘器风机时吸收了过量电流的一种情况。
“送风机旋转”指示器表示在适合吸尘器操作的三相系统中，风机未按正确方向旋转的一种情况。
“压缩空气”指示器表示工作空气系统中的故障。在用于清洗功能时，工作空气系统向集气管15提供高压气源。该工作气压典型地保持在90至100psi(每平方英寸磅数)，如果工作气压例如降低到大约70psi以下，系统就点亮该“压缩空气”指示器。
指示器102包括由用户定义故障情况的多个指示器110。用户可以为系统编程，当吸尘器中发生特殊条件时点亮指示器110中的任何一个。由用户定义故障情况的例子包括指示电动机已经停转；贮尘箱已满；或者在与吸尘器接口的过程中就已发生了故障。
用户最好利用电路板上的几对连接器为用户定义的故障情况编程序，该电路板包含了图4A—4K所示的电路。电路板为五个指示器110都提供一对连接器。用户首先通过定位电路板上相应的一对连接器为一个特定的指示器110编程序。一对连接器中的一个连接器接地，另一个对应的连接器通常通过开关由一个特定的故障情况可控制地连接到电压源。因此，当故障发生时，开关闭合，一个电压出现在该对连接器两端。根据该连接器两端的电压，系统点亮多个指示器110中相应的一个指示器。
显示器106—108用以指示吸尘器的诊断或操作情况。显示器106包括一个“系统”指示器125，当吸尘器系统工作时它点亮。“开”按钮126用以接通吸尘器风机。“关”按钮127用以关断吸尘器风机。显示器107包括多个指示器128，它们用以显示气压差以及通过指示气压差设定值为操作条件编程序。显示器108包括多个指示器109，指示气流流率。
显示器104包括若干按钮和相应的指示器，用于为吸尘器的清洗过程编程序。当相应功能启用时点亮这些指示器。“常规清洗(CONSTANT CLEAN)”按钮114和相应的指示器112用于吸尘器的人工清洗。当用户按下“常规清洗”按钮114时，系统一般不管气压读数如何，每隔10秒钟由集气管15发出高压清洗脉冲，直至用户再次按下“常规清洗”按钮114关闭此功能。
“停机清洗”按钮115和相应的指示器113用以在吸尘器非操作期间对其进行清洗。“维修周期信号灯复位”按钮116用以复位显示器104中的“维修周期”信号灯。
显示器105包括几个按钮和相应的指示器，允许用户为吸尘器的操作编程序。显示器105最好包括“启动清洗”按钮117和相应的指示器120为系统开始清洗过程时的气压差编程；“停止清洗”按钮118和相应的指示器121为系统停止清洗过程时的气压差编程；“维修周期”按钮119和相应的指示器122为系统点亮显示器101中“维修周期”指示器的各个时间周期编程。
为了对操作条件编程序，用户首先按下按钮117至119中的一个，相应的指示器120至122被点亮。然后，用户可以操作“减小”按钮123和“增大”按钮124，为所选的操作条件建立设定值。当用户操作“增大”和“减小”按钮时，显示器107中的多个指示器128为设定值的增大或减小提供直观的指示。
系统软件由微处理器23所执行的嵌入式软件最好包括两个程序循环主循环和中断循环。
主循环主循环包含系统的基本功能，中断循环由用于实时中断的微处理器执行。图6是一个流程图，它表示嵌入式软件的主循环的较佳功能。主循环最好包含以下程序。
初始化程序51为执行主循环期间使用的键码寄存器初始化。
开/关程序52使吸尘器风机接通和关闭。“开”和“关”按钮126和127的数值或位置从显示面板100读取。然后，程序52向应于“开”和“关”按钮126和127控制继电器驱动器39至41，使吸尘器风机接通或关闭。
电压测试程序53测试吸尘器内部的内部电压。程序53最好测试用于图4A至4K所示电路的所有电源电压和线路电压。如果任一被测电压不在合适的操作范围内，则程序53接通显示面板100上的“面板”指示器。
压差程序54从压力传感器27至29读取压力读数，后者为吸尘器内污秽气室10与清洁气室18之间的气压差提供指示。程序54根据该压力读数计算气压差并存储所产生的数值。
生成条线图显示程序55以显示器107中的多个指示器128所产生的条线图格式化和显示气压差和设定值数据。程序55一般用零至十的数值点亮十个指示器128。数值表示被点亮的指示器的数量。例如，数值5即指前5个指示器被点亮，数值10即指所有10个指示器均被点亮。
用以点亮指示器128的数值取决于系统的操作方式，它确定究竟是气压差还是设定值数据显示在指示器128上。如果系统置于编程方式，那么当处于编程方式时，该数值根据用户操作“增大”和“减小”按钮123和124时读取。如果系统未置于编程方式，程序55根据计算气压差的程序54获得数值。
工作气压程序56计算工作气压和报警条件。首先从压力传感器27至29中的一个读取压力读数，它表示集气管15中的工作气压。然后，程序56较佳地比较所得到的工作气压值与预定的工作气压值。如果压力读数小于预定值，程序56较佳地点亮显示面板100上的“压缩空气”指示器。
功能键处理程序如同以上对显示面板100所作的描述那样，程序57允许系统设定清洗压力和维修周期设定值。
特定显示如参照条线图程序55所述的，程序58为格式化数据执行附加功能，用以双重分辨显示器107中多个设定值指示器128中的设定值。
气流程序59根据电动机电流计算气流。程序59较佳地采用一张表使电动机电流值与相应的气流流率相匹配。程序59从电流传感器32之一读取电动机电流值，并将它与该表中的气流流率比较，直至找到匹配。然后，程序59将相应的气流流率存储起来，供条线图程序60(以下将作解释)进行显示。
当然，也可以采用其它等效的方法根据电动机电流计算气流流率，诸如用一个公式将电动机电流值转换为相应气流流率值。
生成第二显示程序60以气流显示器108中多个指示器129产生的条线图格式化和显示气流数据。如以上参照程序55所述，程序60也典型地采用从零至十的数值点亮十个指示器129。根据计算气流程序59获得点亮气流指示器129的数值。
人工清洗程序61控制吸尘器进行人工清洗。从显示面板100上读出“常规清洗”按钮114。程序61相应地启动吸尘器的清洗周期，并最好仅当吸尘器风机接通时对清洗周期初始化。在清洗周期，程序61控制继电器驱动器39至41，以从集气管15产生反冲的高压空气，从吸尘器过滤器上清除尘粒。
自动清洗程序62根据气压差控制吸尘器自动清洗。如以上参照图3所述，当过滤器逐渐由尘粒堵塞时，该气压差增大。程序62利用压力传感器27至29监视该气压差。在如图3中点20所示的预定气压差数值处，程序62通过控制继电器驱动器39至41自动启动清洗过程，它从集气管15产生反冲的高压空气，清除吸尘器过滤器上的尘粒。
停机清洗程序63控制吸尘器进行停机清洗。“停机清洗”按钮115从显示面板100读出。程序63通过控制继电器驱动器39至41相应地启动一组清洗周期，以从集气管15产生反冲的高压空气，清除吸尘器过滤器上的尘粒。
贮灰盘信号灯程序64点亮和熄灭“贮灰盘”指示器，它一般利用显示面板100上的“维修周期”指示器实现。程序64存储的一个数值表示最后点亮“贮灰盘”指示器的时间。如果从最后点亮“贮灰盘”指示器经过一预定的时间量，程序64就接通“贮灰盘”指示器。如果已点亮了“维修周期信号灯复位”按钮116，程序64则熄灭“贮灰盘”指示器。
温度程序65接收来自温度传感器42的温度信息并确定各个温度。程序65最好用一张表使温度传感器42的读数与相应的华氏或摄氏温度匹配。也可以利用一种公式将温度传感器的数值转换为合适的温度单位。
记录存储程序66确定记录存储时间是否已经超过，以确定新的参数是否应当存储在控制和诊断电路板上的存储器内。如果预定的一段时间已经超过，程序66一般读入和存储三个压力读数、气流、温度和报警数据。
风机旋转程序67为三相系统确定风机旋转的方向。程序67最好通过分析三相电流各相之间的关系来确定该旋转方向。首先从电流传感器32读得一组三个风机电流值。然后，相互比较电流读数的数值，以便利用相位关系推算正确或错误的风机旋转方向以及该方向是否正确适合吸尘器的操作。如果风机未按正确方向旋转，程序67点亮显示面板100上的“送风机旋转”指示器。
中断循环图7是一个流程图，它表示一个较佳的中断循环，由微处理器在收到一个实时中断时执行。该中断循环典型地包含以下程序。
按钮程序系统一般首先在显示器100上读入按钮(程序70)。
读传感器系统一般接下来读入各个输入参数来自压力传感器27至29的压力传感器读数(程序71)；来自温度传感器42的温度传感器读数(程序72)；线路电压和电流，包括来自电流传感器32的读数(程序73)；以及外部输入(程序74)。
继电器设定程序75一般根据来自接收数据程序70至74的最后计算结果，利用继电器驱动器39至41修改继电器设定。
风机电流程序76根据几个读数计算平均风机电流。一个较佳的程序根据256个读数平均风机电流。程序76连续将风机电流值读入一个寄存器以累加一个运行总量，然后通过七次右移该寄存器将总量除以128。这样，所存储的值为平均电流时间2。如果该平均风机电流超过一个预定的最大值，程序76点亮显示面板100上的“送风机过电流”指示器。
测试内部电压程序77执行内部电压测试。程序77最好测试线路电压和图4A至4K所示电路的所有电源电压。如果任一所测电压未在合适的操作范围内，程序77最好启动显示面板100上的“面板”指示器。
更新显示程序78根据接收数据程序70至74的最后计算结果更新显示面板100上的指示器。这种更新包括显示器101中的多个指示器109；显示器102上供用户所定义的故障情况的多个指示器110；显示器104上用于清洗功能的指示器112和113；显示器105上用于设定值调整和维修周期的指示器120至122；以及显示器106上用于系统操作的指示器125。
清洗周期程序79如果启动时实现基本清洗周期。程序79控制继电器39至41以启动集气管15的高压空气反冲，清洗吸尘器的过滤器。在清洗期间，程序79还读入压力传感器27至29的气压差，检测清洁气室中的压力增量(10)，它表示一种成功的清洗过程(见图3中的点21)。通过过滤器两端的压差变化，可以表示被测清洁气室中的压力增量。如果被测清洁气室中的压力增量未产生，则表示如图3中曲线22所示的清洗故障，然后，程序79点亮显示面板100上的“清洗故障”指示器。程序79还可以通过在清洗过程中监视集气管15内的气压来检测清洗故障。当集气管提供高压空气反冲时，集气管的气压就暂时减小。程序79可以监视集气管的气压，如果清洗期间集气管中的气压未见减小，则点亮显示面板100上的“清洗故障”指示器。
过滤器开裂程序80执行过滤器开裂计算。程序80最好通过检测正常操作期间(非清洗期间)在三秒时间内两个气压差单位的下降来确定过滤器是否开裂。程序80在一秒时间间隔内读入来自压力传感器27至29的气压差，并将读数存入缓冲器里。为了进行过滤器开裂计算，程序80最好首先将两个单位加到当前的气压读数。然后，程序80对增加了两个单位加一的当前气压读数与上述存储在缓冲器内的三秒时间内的气压读数进行比较。如果比较结果表明两个气压差读数之差大于两个单位，则程序80点亮显示面板100上的“过滤器开裂”指示器。
存储程序程序80和81为数据编程并将其写入EEPROM(电可擦和可编程序只读存储器)。该数据可以包括来自压力传感器27至29、温度传感器42以及电流传感器32的读数。
通信程序83响应于来自内部串行口的信息请求或指令，并允许在存储器中设置各种参数，控制上述功能的操作。程序84转送来自内部串行口传输缓冲器的数据。
在完成中断循环后，系统在步骤85返回，进入主循环。
接收器中断程序97(见图6)指示到已经接收了数据的通信程序。
多台吸尘器控制图8是一个方框图，它表示本发明如何可以应用于多台吸尘器。将多台吸尘器90至92的每一台耦合到相应的诊断和控制系统93至95。吸尘器90至92和相应的诊断和控制系统93至95按菊花链结构耦合在一起，再耦合到计算机96。除了显示面板100不必用于每台系统以外，每个诊断和控制系统93至95通常按以上所述操作。
每台吸尘器都分配一个独用的地址。计算机96利用该吸尘器地址在显示链路通道上对所选的吸尘器的诊断与控制系统发送和接收数据，监视和控制每台吸尘器。计算机96一般通过编程为吸尘器90至92排序，依序地监视和控制吸尘器90和92。
尽管本发明已经结合较佳的实施例作了描述，但对于本领域的熟练人员来说显然还可以作出各种变换，本申请意在覆盖其任何修改或变化。例如，在不脱离本发明范围的情况下，还可以采用不同的硬件部分或软件程序。而且，显示面板除了直观指示外还可以为吸尘器操作条件提供声响或数字指示，或代替直观指示。显然，本发明仅仅由所附的权利要求书以及相应的内容所限定。
权利要求
1.一种检测吸尘器内清洗故障的方法，所述吸尘器包括一个或多个腔室以及清洗系统，所述腔室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洗系统包括用以释放反冲气压以清洗该过滤器的集气管，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)监视吸尘器集气管内的气压；b)检测用集气管释放的反冲气压清洗一个或多个过滤器的尝试；c)监视集气管气压的减小；以及d)当集气管气压未减小时，指示清洗故障。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤d进一步包括指示哪一个清洗系统产生清洗故障的步骤。
3.一种检测吸尘器内清洗故障的方法，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、一个或多个相应的清洁气室以及清洗系统，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，所述清洗系统包括用以释放反冲气压以清洗该过滤器的集气管，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)监视清洁气室气压或污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测用集气管释放的反冲气压清洗一个或多个过滤器的尝试；c)监视清洁气室和污秽气室气压差的增大或清洁气室气压的增大；以及d)当该气压差或清洁气室气压未增大时，指示清洗故障。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于步骤d进一步包括指示哪一个清洗系统产生清洗故障的步骤。
5.一种检测吸尘器内清洗故障的系统，所述吸尘器包括一个或多个腔室以及清洗系统，所述腔室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洗系统包括用以释放反冲气压以清洗该过滤器的集气管，其特征在于，所述系统包括a)第一监视装置，监视吸尘器集气管内的气压；b)检测装置，检测用集气管释放的反冲气压清洗一个或多个过滤器的尝试；c)第二监视装置，监视集气管气压的减小；以及d)指示装置，当集气管气压未减小时，指示清洗故障。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述指示装置进一步包括指示哪一个清洗系统产生清洗故障的装置。
7.一种检测吸尘器内清洗故障的系统，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、一个或多个相应的清洁气室以及清洗系统，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，所述清洗系统包括用以释放反冲气压以清洗该过滤器的集气管，其特征在于，所述系统包括a)第一监视装置，监视清洁气室气压或污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测装置，检测用集气管释放的反冲气压清洗一个或多个过滤器的尝试；c)第二监视装置，监视清洁气室和污秽气室气压差的增大或清洁气室气压的增大；以及d)指示装置，当该气压差或清洁气室气压未增大时，指示清洗故障。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于所述指示装置进一步包括指示哪一个清洗系统产生清洗故障的装置。
9.一种检测吸尘器内过滤器开裂的方法，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、以及一个或多个相应的清洁气室，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)监视污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测气压差的减小；c)当正常操作期间气压差以大于预定速率的速率减小时，指示过滤器开裂。
10.一种检测吸尘器内过滤器开裂的方法，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、以及一个或多个相应的清洁气室，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)监视污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测气压差的减小；c)当正常操作期间气压差以预定极限内的速率减小时，指示过滤器开裂。
11.一种检测吸尘器内过滤器开裂的系统，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、以及一个或多个相应的清洁气室，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，其特征在于，所述系统包括a)监视装置，监视污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测装置，检测气压差的减小；c)指示装置，当正常操作期间气压差以大于预定速率的速率减小时，指示过滤器开裂。
12.一种检测吸尘器内过滤器开裂的系统，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、以及一个或多个相应的清洁气室，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，其特征在于，所述系统包括a)监视装置，监视污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测装置，检测气压差的减小；c)指示装置，当正常操作期间气压差以预定极限内的速率减小时，指示过滤器开裂。
13.一种检测吸尘器内过滤器堵塞的方法，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、一个或多个相应的清洁气室以及集气管，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，所述集气管用以释放反冲气压以清洗该过滤器，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)监视污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测清洗过程的开始，该清洗过程包括从集气管释放一组脉动的反冲气压；以及c)根据清洗过程期间气压差的变化，指示过滤器堵塞的程度。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于步骤c包括在清洗过程中压差未减小到预定极限内的一个值时，指示过滤器堵塞的步骤。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于步骤c包括在清洗过程中压差未减小到小于一预定气压值的一个值时，指示过滤器堵塞的步骤。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于步骤c包括在清洗过程中压差增大到大于一预定气压值的一个值时，指示过滤器堵塞的步骤。
17.一种检测吸尘器内过滤器堵塞的系统，所述吸尘器包括一个或多个污秽气室、一个或多个相应的清洁气室以及集气管，所述污秽气室内有用以从空气中除去尘粒的过滤器，所述清洁气室用以接收已过滤的空气，所述集气管用以释放反冲气压以清洗该过滤器，其特征在于，所述系统包括a)监视装置，监视污秽气室与清洁气室之间的气压差；b)检测装置，检测清洗过程的开始，该清洗过程包括从集气管释放一组脉动的反冲气压；以及c)测量装置，根据清洗过程中气压差的变化，指示过滤器堵塞的程度。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于测量装置包括在清洗过程中压差未减小到预定极限内的一个值时，指示过滤器堵塞的装置。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于测量装置包括在清洗过程中压差未减小到小于一预定气压值的一个值时，指示过滤器堵塞的装置。
20.如权利要求17所述的系统，其特征在于测量装置包括在清洗过程中压差增大到大于一预定气压值的一个值时，指示过滤器堵塞的装置。
21.一种根据加到电动机上的电流计算和显示吸尘器内气流流率的方法，所述电动机操纵吸尘器内部的气流源，其特征在于所述方法包括如下步骤a)监视加到电动机的电流，所述电动机泵给气流源；b)测量所监视的电动机电流，以获得相应的电流值；c)将取样的电流值与相应的气流流率联系起来；以及d)输出气流流率指示。
22.一种根据加到电动机上的电流计算和显示吸尘器内气流流率的系统，所述电动机操纵吸尘器内部的气流源，其特征在于所述系统包括a)监视装置，监视加到电动机的电流，所述电动机泵给气流源；b)测量装置，测量所监视的电动机电流，以获得相应的电流值；c)关联装置，将取样的电流值与相应的气流流率联系起来；以及d)输出装置，输出气流流率指示。
23.一种控制吸尘器操作和检测吸尘器内部清洗故障的集成系统，其特征在于包括a)接收装置，接收多个表示吸尘器多个被测参数的信号；b)处理装置，监视和控制吸尘器的操作，它包括1)监视装置，处理表示所述被测参数的信号，以判断吸尘器的操作情况和清洗故障；以及2)控制装置，响应于操作情况产生控制信号，以维持吸尘器的操作，并响应于清洗故障产生诊断信号；以及c)输出装置，将控制信号发送到吸尘器，并将诊断信号发送到输出部件，提供清洗故障指示。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于进一步包括显示装置，为被测参数提供直观指示。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括用以接收表示吸尘器内部温度之信号的装置；以及b)所述显示装置包括为所述温度提供直观指示的装置。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括判断所述温度是否大于预定温度值的装置；以及b)所述显示装置包括当所述温度大于预定温度值时，为温度情况提供直观显示的装置。
27.如权利要求24所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括确定维修周期的装置；以及b)所述显示装置包括为维修周期提供直观指示的装置。
28.如权利要求24所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括判断送入吸尘器风机的电流是否大于预定电流值的装置；以及b)所述显示装置包括当风机电流大于预定电流值时，为风机过电流情况提供直观指示的装置。29.如权利要求24所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括判断吸尘器内是否发生用户所定义的故障的装置；b)所述显示装置包括为用户所定义的故障提供直观指示的装置。
30.如权利要求23所述的系统，其特征在于进一步包括存储装置，存储多个供以后分析的信号。
31.如权利要求24所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括用以接收表示加到电动机上的电流之电流信号的装置，所述电动机操作吸尘器的风机；b)所述处理装置包括处理该电流信号以判断吸尘器风机旋转方向的装置；以及c)所述显示装置包括为风机旋转方向提供直观指示的装置。
32.如权利要求23所述的系统，其特征在于进一步包括a)将多个系统一个个耦合到多个吸尘器的装置b)按一种菊花链结构将多个系统和相应的吸尘器耦合在一起的装置；以及c)将按菊花链结构的系统和吸尘器接口到计算机，利用计算机选择性地监视和控制多个吸尘器的装置。
33.如权利要求23所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器集气管内的气压；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示用集气管释放的反冲气压清洗吸尘器中一个或多个过滤器的尝试；3)接收第三信号的装置，该第三信号表示清洗期间集气管内的气压；以及b)所述处理装置包括处理第一、第二和第三信号，并在清洗期间集气管内气压未减小时指示清洗故障的装置。
34.如权利要求33所述的系统，其特征在于所述处理装置进一步包括用以判断吸尘器内包括集气管在内的清洗系统哪一个部件发生清洗故障的装置。
35.如权利要求23所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内清洁气室的压力或污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示用集气管释放的反冲气压清洗吸尘器内一个或多个过滤器的尝试；3)接收第三信号的装置，该第三信号表示清洗期间的气压差或清洁气室的压力；以及b)所述处理装置包括处理第一、第二和第三信号，并在清洗期间气压差或清洁气室压力未增大时指示清洗故障的装置。
36.如权利要求35所述的系统，其特征在于所述处理装置进一步包括用以判断包括集气管在内的清洗系统哪一个部件发生清洗故障的装置。
37.如权利要求23所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示气压差的减小；b)所述处理装置包括处理第一和第二信号，并在正常操作期间所述气压差以大于预定速率的速率减小时指示过滤器开裂的装置。
38.如权利要求23所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示气压差的减小；b)所述处理装置包括处理第一和第二信号，并在正常操作期间所述气压差以预定极限值内的速率减小时指示过滤器开裂的装置。
39.如权利要求23所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示清洗过程的开始，它包括由吸尘器中的集气管释放一组脉动的反冲气压；以及b)所述处理装置包括处理第一和第二信号，并根据清洗过程中气压差的变化指示过滤器堵塞的程度的装置。
40.如权利要求39所述的系统，其特征在于所述处理装置包括在清洗过程中压差未减小到预定极限值内的一个数值时，指示堵塞的过滤器的装置。
41.如权利要求39所述的系统，其特征在于所述处理装置包括在清洗过程中压差未减小到小于预定气压值的一个数值时，指示堵塞的过滤器的装置。
42.如权利要求39所述的系统，其特征在于所述处理装置包括在清洗过程中压差增大到大于预定气压值的一个数值时，指示堵塞的过滤器的装置。
43.如权利要求24所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括接收一信号的装置，该信号表示加到一电动机的电流，该电动机在吸尘器内提供一气流源；b)所述处理装置包括1)测量所监视的电动机电流以获得相应电流值的装置；2)将取样的电流值与相应的气流流率联系起来的装置；以及c)所述显示装置包括输出气流流率指示的装置。
44.一种对吸尘器操作进行监视、控制和编程序的集成系统，其特征在于包括a)接收装置，接收对吸尘器操作进行监视和编程序过程中所采用的信号，它包括1)接收多个信号的装置，该多个信号表示多个被测的吸尘器参数；2)接收一个或多个编程信号的装置，该编程信号表示所需的吸尘器的操作参数；b)处理装置，对吸尘器的操作进行监视和编程序，它包括1)监视装置，处理表示多个被测参数的信号，以判断吸尘器的操作条件；2)控制装置，根据该操作条件和编程信号产生控制信号，以维持吸尘器的操作；以及c)输出装置，将控制信号发送到吸尘器。
45.如权利要求44所述的系统，其特征在于接收一个或多个编程信号的装置包括接收代表吸尘器操作的设定值和维护条件的信号的装置。
46.如权利要求44所述的系统，其特征在于进一步包括为被测参数提供直观指示的显示器装置。
47.如权利要求46所述的系统，其特征在于所述显示器装置包括为温度参数提供直观指示的装置。
48.如权利要求47所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括判断温度参数是否大于预定温度值的装置；以及b)所述显示装置包括当温度参数大于预定温度值时，为温度情况提供直观指示的装置。
49.如权利要求46所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括确定维修周期的装置，以及b)所述显示装置包括为维修周期提供直观指示的装置。
50.如权利要求46所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括判断加到吸尘器风机上的电流是否大于预定电流值的装置；以及b)所述显示装置包括当风机电流大于预定电流值时，为风机过电流情况提供直观指示的装置。
51.如权利要求46所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括判断吸尘器内是否发生用户所定义的故障的装置；以及b)所述显示装置包括为用户定义的故障提供直观指示的装置。
52.如权利要求44所述的系统，其特征在于进一步包括存储装置，该存储装置存储表示多个被测参数的信号，供以后分析用。
53.如权利要求46所述的系统，其特征在于a)所述处理装置包括处理当前参数，以判断吸尘器风机旋转方向的装置；以及b)所述显示装置包括为风机旋转方向提供直观指示的装置。
54.如权利要求44所述的系统，其特征在于进一步包括a)将多个系统的每一个耦合到多台吸尘器的装置；b)将多个系统和相应的吸尘器以菊花链结构耦合在一起的装置；以及c)将显菊花链结构系统和吸尘器接口到计算机，利用计算机有选择地监视和控制多台吸尘器的装置。
55.如权利要求44所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器集气管中的气压；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示用集气管释放的反冲气压清洗吸尘器中一台或多台过滤器的尝试；3)接收第三信号的装置，该第三信号表示清洗期间集气管的气压；以及b)所述处理装置包括处理第一、第二和第三信号，并在清洗期间集气管内的气压未减小时指示清洗故障的装置。
56.如权利要求55所述的系统，其特征在于所述处理装置进一步包括判断清洗系统包括集气管在内的哪一个部件产生清洗故障的装置。
57.如权利要求44所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内清洁气室的压力或污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示用集气管释放的反冲气压清洗吸尘器内一个或多个过滤器的尝试；3)接收第三信号的装置，该第三信号表示清洗期间的气压差或清洁气室的压力；以及b)所述处理装置包括处理第一、第二和第三信号，并在清洗期间气压差或清洁气室压力未增大时指示清洗故障的装置。
58.如权利要求57所述的系统，其特征在于所述处理装置进一步包括用以判断包括集气管在内的清洗系统哪一个部件发生清洗故障的装置。
59.如权利要求44所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示气压差的减小；b)所述处理装置包括处理第一和第二信号，并在正常操作期间所述气压差以大于预定速率的速率减小时指示过滤器开裂的装置。
60.如权利要求44所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示气压差的减小；b)所述处理装置包括处理第一和第二信号，并在正常操作期间所述气压差以预定限值内的速率减小时指示过滤器开裂的装置。
61.如权利要求44所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括1)接收第一信号的装置，该第一信号表示吸尘器内污秽气室与清洁气室之间的气压差；2)接收第二信号的装置，该第二信号表示清洗过程的开始，它包括由吸尘器中的集气管释放一组脉动的反冲气压；以及b)所述处理装置包括处理第一和第二信号，并根据清洗过程中气压差的变化指示过滤器堵塞的程度的装置。
62.如权利要求61所述的系统，其特征在于所述处理装置包括在清洗过程中压差未减小到预定极限值内的一个数值时，指示堵塞的过滤器的装置。
63.如权利要求61所述的系统，其特征在于所述处理装置包括在清洗过程中压差未减小到小于预定气压值的一个数值时，指示堵塞的过滤器的装置。
64.如权利要求61所述的系统，其特征在于所述处理装置包括在清洗过程中压差增大到大于预定气压值的一个数值时，指示堵塞的过滤器的装置。
65.如权利要求46所述的系统，其特征在于a)所述接收装置包括接收一信号的装置，该信号表示加到一电动机的电流，该电动机在吸尘器内提供一气流源；b)所述处理装置包括1)测量所监视的电动机电流以获得相应电流值的装置；2)将取样的电流值与相应的气流流率联系起来的装置；以及c)所述显示装置包括输出气流流率指示的装置。
全文摘要
一种集成的吸尘器诊断和可编程控制系统。一个以微处理器为基础的子系统与吸尘器接口，以接收与吸尘器操作情况有关的信息。该微处理器执行嵌入式软件，分析信息并完成诊断。根据该分析，微处理器输出控制信号至吸尘器并驱动显示面板为吸尘器操作情况提供直观指示。
文档编号B01D46/46GK1130880SQ9419334
公开日1996年9月11日 申请日期1994年8月31日 优先权日1993年9月8日
发明者罗纳德L·乔根森, 戴维A·萨尔 申请人:唐纳森公司