[發明專利]基于m序列和污染源辨識的室內空氣靶向凈化裝置及方法

在審

• 申請號: 202011213127.3
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112283846A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 李斐;李茉;韓壽旭;景源琪;蔡浩;張愷
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F24F8/10
• 分類號: F24F8/10;F24F11/79;F24F11/89;F24F13/06;F24F13/28;G01N33/00;G01N15/00;F24F110/62
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本發明公開了一種利用m序列和污染源辨識算法在建筑內發生污染源釋放時，快速識別出污染源位置和釋放強度，進行潔凈空氣靶向輸送的裝置和方法。該裝置包括空氣過濾凈化裝置、全方位角定向送風裝置、污染源定位裝置主機傳感器、污染源定位裝置從機傳感器和處理器。處理器可以根據傳感器預先采集的m序列脈沖數據計算潛在污染源的響應矩陣，并根據響應矩陣和傳感器采集的濃度數據計算室內污染源位置和強度，根據強度調節空氣過濾凈化裝置的風量，根據位置調節全方位角定向送風裝置的角度。本發明方法能在不依賴數值模擬的情況下，對室內污染物源位置和強度進行準確的反演估計，并對其輸送潔凈空氣，對保障室內環境安全具有重要意義。

(一)技術領域

本發明屬于建筑環境及健康領域，具體涉及一種室內空氣靶向凈化裝置及方法。

(二)背景技術

人們有90％的時間是在室內環境中度過的，因此由室內污染物所導致的健康和環境問題尤為引人關注。2009年的甲型H1N1流感、12至15年的中東呼吸綜合征(MERS)，以及2019年的新型冠狀病毒疾病(COVID-19)等傳染病在人群中蔓延迅速，說明了室內空氣污染控制的重要性和迫切性。而實現室內污染物控制首先需要對污染源散發位置及散發強度的準確辨識，然后進行通風凈化及控制。另外，對于工業環境，特別是化工行業，很多有毒有害的化學氣體是無色無味的。當其發生泄漏時，要及時報警，這也需要對對泄漏源進行準確的識別和處理。目前常用的污染源辨識和處理方法多基于數值模擬，缺乏實用性和可靠性，本發明提出基于m序列和污染源辨識的室內空氣靶向凈化裝置及方法，對于居住建筑室內環境改善和工業建筑生產安全保障有重要意義。

(三)發明內容

本發明的實施例提供一種基于m序列和污染源辨識的室內空氣靶向凈化裝置及方法，能夠利用m序列得到的數據分析建筑內的污染源位置和強度，并進一步控制凈化裝置進行靶向送風。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種基于m序列和污染源辨識的室內空氣靶向凈化裝置，包括：空氣過濾凈化裝置、全方位角定向送風裝置、污染源定位裝置主機傳感器、污染源定位裝置從機傳感器和處理器；所述全方位角定向送風裝置安裝在空氣過濾凈化裝置下游；所述污染源定位主機傳感器安裝在空氣凈化裝置的空氣吸入口；所述污染源定位從機傳感器從機安裝在房間主氣流的下游位置上。

作為本發明實施例的進一步改進，所述空氣過濾凈化裝置包括風機和空氣過濾器，用于過濾空氣中PM2.5顆粒物，提供潔凈空氣。

作為本發明實施例的進一步改進，所述全方位角定向送風裝置可以調節經過空氣過濾凈化裝置之后的氣流方向和速度，朝指定的方向輸送定量的潔凈空氣。

作為本發明實施例的進一步改進，所述污染源定位裝置包括主機傳感器和從機傳感器，可以根據污染物濃度傳感器預先采集的脈沖數據計算潛在污染源的響應矩陣，根據響應矩陣和污染物濃度傳感器采集的濃度數據計算室內污染源位置和強度，根據強度調節空氣過濾凈化裝置的風量，根據位置調節全方位角定向送風裝置的角度。

第二方面，本發明提供一種基于m序列和污染源辨識的室內空氣靶向凈化方法，包括：

步驟一，確定好房間內污染源定位裝置主機傳感器和污染源定位裝置從機傳感器位置，以及潛在泄漏源的位置；

步驟二，在某一潛在泄漏源的位置，以m序列脈沖的形式釋放一定量的污染物氣體，獲取主機傳感器和從機傳感器的響應矩陣A，其表示泄漏源強度q與傳感器濃度C之間的關系，線性關系式為C＝A·q；

步驟三，獲取了所有潛在泄漏源對主機傳感器和從機傳感器的響應矩陣后，利用主機傳感器的濃度測量值和正則化方法，反算出泄漏源的強度；