CN111380917B - 基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器及监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器，空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜(110)、性能监测模块(120)和数据处理模块(130)，其中，性能监测模块(120)与含银纳米纤维膜(110)连接并且将含银纳米纤维膜(110)的电性能参数以有线和/或无线的方式发送至数据处理模块(130)从而形成至少一个与含银纳米纤维膜(110)的工作状态参数相关的电性能参数变化曲线，在含银纳米纤维膜(110)施加电压的情况下，数据处理模块(130)基于由电性能参数变化曲线确定对应的含银纳米纤维膜(110)的工作状态参数来评估空气质量。本发明通过银纳米纤维膜的银损耗程度的监测，在实现对空气进行杀菌的同时能够对空气质量进行监测。

Description

基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器及监测系统

技术领域

本发明涉及空气质量监控领域，尤其涉及一种纳米纤维膜的空气质量传感器及空气质量监测系统。

背景技术

纳米纤维材料具有高效过滤的优势。在当前空气污染对人体健康造成了极大危害的局势下，纳米纤维材料已应用到粉尘排放过滤、汽车尾气排放过滤以及雾霾口罩等领域。

2019年末的新冠病毒(COVID-19)的传染性爆发把卫生和环保的重要性推到史无前例的高度。如何从卫生和环境角度对民众进行保护，成为全社会上上下下焦点关注的重要课题。新冠病毒的传播途径包括气溶胶传播。在空气流通较差的情况下，建筑物内的空调通风系统进一步促进了病毒的传播。例如，1月底，天津宝坻百货大楼出现病例，导致6万多人居家隔离；1月30日，日本“钻石公主”号邮轮出现第一例病例，迄今确诊700多例；3月4日，美国“至尊公主”号邮轮出现第一例新冠死亡病例，迄今确诊21例。以上及许多类似例子指出，中央空调和通风系统是新冠传播的重要途径。基于该原因，早在2月12日国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组发布了《新冠肺炎流行期间办公场所和公共场所空调通风系统运行管理指南》(以下简称《管理指南》)，指出：新风采气口及其周围环境必须清洁，确保新风不被污染；对于人员流动较大的商场、写字楼等场所，不论空调系统使用运行与否，均应当保证室内全面通风换气；空调通风系统的常规清洗消毒应当符合《公共场所集中空调通风系统清洗消毒规范》(WS/T396-2012)的要求。但是，当前人员执行的困难在于，没有定量技术指标，操作困难；若发生情况，关闭通风系统未必是一个好的选择，因为目前写字楼和商场的内部极复杂，开窗通风仍然无法解决场所内部空气混浊的问题；无法从源头上避免有害气体和病毒的传播，只能事后对通风系统进行消毒，时间成本很高。

例如，中国专利CN110075815A公开了一种新型雾霾高效过滤银纳米线网与MOFs复合多孔纤维薄膜材料及其制备方法。该专利在说明书提出了通过施加一个较小的电压，利用银纳米线的远程静电力来收集颗粒物，提升过滤效果，而且利用银纳米线本身的杀菌功能，实现多功能过滤雾霾的效果。即，当前的现有技术停留在使用银纳米线来进行除霾抗菌，却无法确定银纳米线的空气过滤状态以及空气过滤质量，甚至无法判断用于过滤空气的银纳米线网的使用寿命。在银纳米线拥堵或者杀菌功能失效的情况下，显而易见空气是无法实现杀菌的，也无法避免病毒的传播。因此，如何对空调系统中的空气过滤质量进行监测并且及时更换纳米纤维材料，保证空气质量的稳定，是现有技术还无法解决的技术问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器，其特征在于，所述空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜、性能监测模块和数据处理模块，其中，所述性能监测模块与所述含银纳米纤维膜连接并且将所述含银纳米纤维膜的电性能参数以有线和/或无线的方式发送至所述数据处理模块从而形成至少一个与所述含银纳米纤维膜的工作状态参数相关的电性能参数变化曲线，在所述含银纳米纤维膜施加电压的情况下，所述数据处理模块基于由所述电性能参数变化曲线确定对应的所述含银纳米纤维膜的工作状态参数来评估空气质量。针对现有技术中无法对纳米纤维膜过滤后的空气质量进行监测以及无法预测使用寿命的问题，本发明通过对银纳米纤维膜的电性能参数进行监测，基于电性能参数的变化来监测和确定银纳米纤维膜的银损耗，从而评估银纳米纤维膜过滤后空气的空气质量。

针对施加交流电的情况下导电体的趋肤效应的特征，在所述含银纳米纤维膜施加交流电压的情况下，所述数据处理模块基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者电磁感应参数的曲线变化确定与评估过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜的氧化程度参数和/或洁净程度参数。以趋肤效应为基础，纳米纤维膜中的银导体能够实现空心结构的导电，从而在减少纳米纤维膜质量的同时降低振动参数的监测难度。在降低制造成本的情况下保证含银纳米纤维膜的空气质量监测效果。相对于直流电压，采用交流电施加电压的优势在于，直流电是单向的，正负极不能互换，其电性能参数容易由于测试的方式以及测试的方向存在较大的数据误差，使得数据不准确。交流电压两端的交流电是大小和方向都随时间做周期性变化的，而交流电没有正负极，不存在单向电流的情况下测量电性能参数不准确的缺陷。采用交流电电压，不仅日常更容易连接电源，而且在电流变化的情况下测得的电性能参数准确，不容易受到客观测试条件的干扰而产生较大的数据误差。交流电还能够产生电感、电容，能够产生满足的电性能参数的测量方式，从而使得电性能参数的测量更容易与使用环境相匹配和适应，进一步减少匹配形成的误差和干扰。特别地，相对于空心结构的银纳米线，采用交流电压来进行测量，空心结构的电容电压更稳定，受到氧化程度的杂质干扰更小。直流电压相对于空心结构的银纳米线存在较大的电流不稳定性，得到的电性能参数不准确高。优选的，银纳米纤维膜的交流电压范围为2～20V，更有利于银氧化程度形成的闲心参数变化的测量，敏感度高。

基于直流电压情况下，电流、电压和电阻在导体中均匀分布的特征，电性能参数较稳定且更容易监测。在所述含银纳米纤维膜施加直流电压的情况下，所述数据处理模块基于由所述性能监测模块监测的至少一个电性能参数及其曲线变化来确定所述含银纳米纤维膜的氧化程度参数和/或洁净程度参数。在银氧化的情况下，银氧化程度与电性能参数存在一定的相关关系。本发明通过银氧化程度与电性能参数的相关关系来确定银氧化程度参数和/或洁净程度参数，能够评估含银纳米纤维膜的杀菌效率参数，进一步明确过滤后的空气质量。

基于含银纳米纤维膜的设置灵活性，所述空气质量监测传感器还包括设置于所述含银纳米纤维膜空气流动上游或空气流动下游的至少一个过滤组件、除湿组件和/或调速组件。如此设置的优势在于，有利于减少银离子或银纳米线的氧化损耗，延长含银纳米纤维膜的使用寿命。由于在评价含银纳米纤维膜的趋肤效应参数时，空气湿度对于参数波动有着较大影响。因而准确判断湿度，特别是含银纳米纤维膜表面湿度的准确判断是一项高精度的技术挑战。为此，本发明除了在空气流动上游或空气流动下游设置常规的除湿组件之外，还在气流路径上紧邻含银纳米纤维膜的上游设有可依需要介入的强制除湿组件。该强制除湿组件例如可借助于空调制冷循环来实现，其不仅可以定时介入到含银纳米纤维膜的上游气流之中，用于消除纤维膜上的积聚潮气，以延长其使用寿命；而且还可以在至少一个工作状态参数以突变的方式显示含银纳米纤维膜寿命即将达到或已经到期之时，该强制除湿组件以更高工作功率介入，使得含银纳米纤维膜在明显更为干燥的情况下接受二次监测，从而更为精确地排除因潮气带来的干扰。

所述性能监测模块至少还包括监测所述含银纳米纤维膜的振动参数的振动监测组件，在所述含银纳米纤维膜处于工作状态的情况下，所述数据处理模块基于所述振动监测组件发送的振动参数来评估所述含银纳米纤维膜的洁净程度参数和/或风阻参数。本发明能够将由振动参数评估的洁净程度参数与由电性能参数确定的洁净程度参数形成互相参照数据，在两种数据相差较大的情况下对性能监测模块进行监测校对，有利于发现性能监测模块的故障并且及时进行维修，保障空气质量监测传感器的正常运行。

所述含银纳米纤维膜为附着银离子和/或银纳米线的纳米纤维膜。所述含银纳米纤维膜中的银纳米线包括具有空心结构的纳米银线银纳米线和非空心结构的银纳米线。空心结构的银纳米线的设置，在减轻含银纳米纤维膜质量的同时，更有利于产生振动，从而使得振动参数更容易监测。银离子和银纳米线杀菌效率更好。

优选的，所述含银纳米纤维膜的孔径范围不大于0.1微米。低于0.1微米的孔径，有利于过滤0.1～0.3微米的病毒，例如新冠病毒。因此，本发明的病毒杀菌效果更好，空气质量高，能够保障人体的健康。

本发明还提供一种空气质量监测系统，包括至少一个空气质量监测传感器和显示装置，至少一个空气质量监测传感器设置于通风管道内或者空气的出/入口。其中，所述空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜、性能监测模块和数据处理模块。其中，所述性能监测模块与所述含银纳米纤维膜连接并且将所述含银纳米纤维膜的电性能参数以有线和/或无线的方式发送至所述数据处理模块从而形成至少一个与所述含银纳米纤维膜的工作状态参数相关的电性能参数变化曲线。在所述含银纳米纤维膜施加电压的情况下，所述数据处理模块基于由所述电性能参数变化曲线确定对应的所述含银纳米纤维膜的工作状态参数来评估空气质量。本发明的空气质量监测系统，在空气调节的同时进行有效的空气杀菌，特别能够对病毒进行过滤和杀灭，使得过滤后的空气质量不含有灰尘和病毒，实现健康的空气质量。不仅如此，本发明通过对于含银纳米纤维膜的损耗监测来获得杀菌效率的监测，从而实现空气质量的监督。

空气质量监测系统，在所述含银纳米纤维膜施加交流电压的情况下，所述数据处理模块基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者电磁感应参数的曲线变化确定与评估过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜的氧化程度参数和/或洁净程度参数。本发明的空气质量监测系统根据趋肤效应的特征，采用空心结构或者镀银的银纳米线，从而在减少纳米纤维膜质量的同时降低振动参数的监测难度。在降低制造成本的情况下保证含银纳米纤维膜的空气质量监测效果。

附图说明

图1是本发明的空气质量监测传感器的基础结构示意图。

附图标记列表

110：含银纳米纤维膜；120：性能监测模块；130：数据处理模块。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明中的趋肤效应又叫集肤效应，当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时，会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。例如，在直流电路中，均匀导体横截面上的电流密度是均匀的。但当交流电流通过导体时，随着频率的增加，在导体横截面上的电流分布越来越向导体表面集中，所以，接在导体表皮上的小灯泡比接在导体中间的小灯泡要亮的多，这种现象就叫做趋肤效应。

因此，在含银纳米纤维膜的两端为交变电流的情况下，其与趋肤效应相关的电性能参数及其变化能够监测到。含银纳米纤维膜中的银纳米线设置成空心结构也不影响其导电性能。在含银纳米纤维膜的两端为直流电流的情况下，其含银纳米纤维膜中的银纳米线或银离子的电性能参数能够通过电路偶这相关组件测试到。

本发明中电性能参数，不仅包括电阻、电流、电压、与电磁感应相关的磁通量、磁感应强度，还包括以电阻、电流、电压、磁通量、磁感应强度为基础计算的任意参数。

本发明中的性能监测模块120，是指能够监测含银纳米纤维膜110的电性能参数的电路、集成电路或者能够直接计算所需电性能参数的组件，例如电流测试组件、电压测试组件、电阻测试组件、磁通量、磁感应强度测试组件等等。

本发明的基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器，也可以是一种空气调节系统及设备、一种空气质量调节系统及设备、空气质量监督系统及设备，还可以是一种纳米纤维膜损耗状态的评估/预测装置及系统，一种纳米纤维膜寿命评估装置及系统，或者一种基于纳米纤维膜的空气调节管理系统。

本发明的含银纳米纤维膜中，导电主体是银。银表面一方面遇水易生成一价银离子Ag⁺，另一方面在空气中易氧化生成氧化银AgO，而在水的作用下，氧化银水解可生成二价银离子Ag²⁺及氢氧根。两种银离子可与菌体中的酶蛋白迅速结合，使酶丧失活性，破坏生物分子的新陈代谢过程。反应过后，一部分银离子从死亡菌体中游离出来，继续进行杀菌，同时亦有部分银离子留存在死亡菌体中，以“银-生物分子”复合物的形式存在。随着与菌体的不断接触，银离子不断被损耗，因此银被氧化生成银离子的反应不断进行以实现化学平衡，银含量亦随之降低。由于纳米纤维膜中导电主体是银，随着银氧化程度增加及银含量的逐渐减少，其导电性呈现逐渐下降的趋势，杀菌效率亦将呈现下降趋势。因此，通过若干测试能够得到电性能参数与银氧化程度的关系。银氧化程度也能够反应银损耗程度。银氧化程度与杀菌效率存在相关关系，相关系数可通过测试得到。

本发明含银纳米纤维膜110中的银纳米线包括具有空心结构的银纳米线和/或非空心结构的银纳米线。空心结构的银纳米线有利于在交流电流通过的情况下根据趋肤效应原理获得含银纳米纤维膜的相关的电性能参数，有利于节省银材料的使用。空心结构的银纳米线的空腔内又可以根据需要填充其他结构的导电材料或者非导电材料。或者，本发明含银纳米纤维膜110附着银离子，银离子能杀死大部分的细菌和病毒，起到杀菌作用。

优选的，含银纳米纤维膜中的银离子或者银纳米线可以按照一定的比例设置。含银纳米纤维膜中的银离子或者银纳米线可以同时存在，银离子与银纳米线的比例可以根据需要进行设置。如此设置的优势在于，通过调节银离子或者银纳米线的配比，能够构造不同过滤指数和杀菌指数的含银纳米纤维膜或者空气质量监测传感器，即构造出不同使用寿命的含银纳米纤维膜，进而应用到不同的空气调节场所。例如，对于空气污染大或者病毒含量高的医院、地铁、写字楼、酒店、商城等人员密集场所，适用于银离子或者银纳米线比例高、使用寿命长的含银纳米纤维膜构成的空气质量监测传感器。对于空气污染较小、粉尘较少的居家环境或者教室、会议室，使用于银离子或者银纳米线比例较低、使用寿命一般的含银纳米纤维膜构成的空气质量监测传感器。

优选的，通过制备不同直径的单根纤维，含银纳米纤维膜110的孔径可以在较大范围内进行调控。例如，银纳米线的直径可低至50纳米0.05微米，由该直径的银纳米线制备的纳米纤维膜，其孔径可低于0.1微米，实现对0.1-0.3微米的细颗粒物的过滤。即含银纳米纤维膜110的孔径范围不大于0.1微米。如此设置的优势在于，足够小的孔径能够有效阻挡直径大概0.1-0.3微米的细颗粒物。细颗粒物包括灰尘以及病毒颗粒，实现病毒过滤的功能。

因此，含银纳米纤维膜能够对空气中的病毒、细菌等细颗粒物进行检测，通过病毒对银纳米线的银氧化程度或者损耗程度确定含银纳米纤维膜对空气的杀菌指数和过滤指数。杀菌指数和过滤指数越高，通过含银纳米纤维膜的空气质量指数越高。因此，本发明通过对银纳米纤维膜的工作状态的监测来进行空气质量的监测。

进一步地，空气中存在的二氧化硫与二氧化氮容易在空气中反应并与细小颗粒物结合形成硫酸烟雾、光化学烟雾等酸性烟雾。酸性烟雾在经过含银纳米纤维膜后，容易将银氧化，继而降低薄膜导电性。通过在一定时间内对含银纳米纤维膜的电性能系数变化的检测，能够评估空气质量的指数或者等级。

本发明的含银纳米纤维膜的工作状态参数，至少包括氧化程度参数、过滤参数、风阻参数、洁净程度参数、振动参数等等。

实施例1

本发明提供一种基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器。如图1所示，所述空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜110、性能监测模块120和数据处理模块130。其中，所述性能监测模块120与所述含银纳米纤维膜110连接，从而监测含银纳米纤维膜110的至少一个电性能参数。优选的，电性能参数的变化曲线可以是一种电性能参数与时间相关的变化曲线，也可以是有至少两种电性能参数形成的变化曲线。

数据处理模块130将所述含银纳米纤维膜110的电性能参数以有线和/或无线的方式发送至所述数据处理模块130。所述数据处理模块130基于电性能参数的变化形成至少一个与所述含银纳米纤维膜110的工作状态参数相关的电性能参数变化曲线。在所述含银纳米纤维膜110施加电压的情况下，所述数据处理模块130基于由所述电性能参数或者电性能参数变化曲线计算得到的所述含银纳米纤维膜110的工作状态参数来评估空气质量参数。本发明通过对含银纳米纤维膜的电性能参数的监测以及检测，空气质量监测传感器能够得到具有相关关系的工作状态参数，从而掌握含银纳米纤维膜的工作状态，进而根据工作状态参数评估空气质量监测传感器过滤后的空气质量。本发明的空气质量监测传感器还能够根据银氧化程度或者银损耗程度，评估使用寿命以及更新时间。

优选的，在数据处理模块基于由性能监测模块120发送的电性能参数计算的银氧化指数达到阈值的情况下，与数据处理模块点连接的预警组件以声音、灯光、或语音的方式进行更换预警提示，从而有利于管理人员对空气质量监测传感器中的含银纳米纤维膜进行更换，保证空气调节系统中的空气质量。

优选的，在所述含银纳米纤维膜110由交流电源施加电压的情况下，所述数据处理模块130基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者电磁感应参数的曲线变化来确定所述含银纳米纤维膜110的氧化程度和/或洁净程度。在电压稳定的情况下，趋肤效应中含银纳米纤维膜110中的银纳米线的电性能参数同样与银氧化程度相关。在银纳米线为镀银的纳米线的情况下，通过镀银纳米线表面的银电性能参数的变化能够计算出银损耗程度参数或者银氧化程度参数，从而监测空气质量。对镀银纳米线的趋肤效应的电性能参数为基础来监测空气质量的优势在于，第一，镀银纳米线的银含量少，成本低；第二，镀银纳米线的内部材料能够赋予新的功能。优选的，含银纳米纤维膜110为空心结构的情况下，也具有银损耗少，质量轻的优势。

不仅如此，空心结构的含银纳米纤维膜的优势还在于，质量轻的优势使得含银纳米纤维膜在对流动空气过滤时更容易产生薄膜共振。含银纳米纤维膜的使用寿命既包括因过滤灰尘与病菌造成的风阻参数上升，也包括杀菌过程中银的损耗程度参数和薄膜导电性能参数的变化。在含银纳米纤维膜的质量更轻的情况下，共振参数更容易被监测到，从而通过对薄膜共振峰漂移的监测来表征洁净程度与风阻参数的难度更低。

优选的，所述数据处理模块130基于与所述趋肤效应相关的电性能参数变化曲线与银氧化程度参数或洁净程度参数的相关关系确定与评估空气质量或过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜110的氧化程度和/或洁净程度。在含银纳米纤维膜的银离子或银纳米线的配比确定的情况下，其导电的初始电性能参数是确定的。通过多次测试及校准，能够获得电性能参数与杀菌效率参数、洁净程度参数的对应关系。基于该对应关系，在获得含银纳米纤维膜的电性能参数后，就能够确定评估空气质量或过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜110的氧化程度和/或洁净程度。本发明的空气质量监测传感器，能够根据准确的监测数据准确地对含银纳米纤维膜的过滤后的空气质量进行监测和监控，甚至能够在一定时间内对指定的空调系统的空气质量进行检测，净化空气污染区域的粉尘、细菌和病毒，保护人体的身体健康。

优选的，在所述含银纳米纤维膜110由直流电源施加电压的情况下，数据处理模块基于按照一定配比设置的银离子或银纳米线的电性能参数曲线变化确定含银纳米纤维膜的杀菌效率、洁净程度以及更换时间。具体地，具有导电性能的银离子或者银纳米线的电流既流过导体的中心，也流过导体的表面。因此，银纳米线的电阻、电流、电压能够直接测定，以电阻、电流、电压相关的其他电性能参数也能够得到。通过电性能参数例如电阻的测量，将电阻变化与杀菌效率参数的对应关系以及电阻变化与洁净程度的对应关系进行测试校准，即可根据电阻值变化确定更换含银纳米纤维膜的时机。

优选的，所述空气质量监测传感器还包括设置于所述含银纳米纤维膜110空气流动上游或空气流动下游的至少一个过滤组件、除湿组件和/或调速组件。例如，在含银纳米纤维膜的两端分别设置粗滤膜，对大颗粒粉尘进行初步过滤，有利于减少银氧化程度的速度并延长含银纳米纤维膜的使用寿命，从而延长空气质量监测传感器的监测时间。

优选的，所述性能监测模块120至少还包括监测所述含银纳米纤维膜110的振动参数的振动监测组件。在所述含银纳米纤维膜110处于工作状态的情况下，所述数据处理模块130基于所述振动监测组件发送的振动参数来评估所述含银纳米纤维膜110的洁净程度参数和/或风阻参数。优选的，通过共振的振动参数获得的含银纳米纤维膜110的第二洁净程度参数能够作为通过电性能参数确定的第一洁净程度参数的参考数据。在第一洁净程度参数与第二洁净程度参数的差值超过设定阈值的情况下，数据处理模块重新选择电性能参数来确定第一洁净程度参数的数值，从而保证监测数据的准确性，提高空气质量监测传感器的准确率和敏感程度。

实施例2

本发明提供一种空气质量监测系统。本发明的空气质量监测系统至少包括设置有含银纳米纤维膜110的所述空气质量监测传感器。优选的，空气质量监测传感器设置在空气调节系统的空气管道中、空气出口或者空气入口。

优选的，空气质量监测系统中，空气质量监测传感器与视频监控装置、电力监控装置以数据传输的方式连接从而在中央控制系统进行数据汇总和可视化。

所述空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜110、性能监测模块120和数据处理模块130。所述性能监测模块120与所述含银纳米纤维膜110连接并且将所述含银纳米纤维膜110的趋肤效应参数以有线和/或无线的方式发送至所述数据处理模块130从而形成至少一个与所述含银纳米纤维膜110的工作状态参数相关的趋肤效应参数变化曲线。在所述含银纳米纤维膜110施加电压的情况下，所述数据处理模块130基于所述趋肤效应参数变化曲线计算对应的所述含银纳米纤维膜110的工作状态参数。

优选的，所述数据处理模块130基于所述趋肤效应参数变化曲线与银氧化程度参数或洁净程度参数的相关关系确定与评估过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜110的氧化程度和/或洁净程度。

通过对建筑物内的空气质量的监测，本发明能够对建筑物内的空气、安全图像、电力方面进行综合管理，保证建筑物内的空气质量，提高建筑物内的生活质量。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器，其特征在于，所述空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜（110）、性能监测模块（120）和数据处理模块（130），其中，

所述性能监测模块（120）与所述含银纳米纤维膜（110）连接并且将所述含银纳米纤维膜（110）的电性能参数以有线和/或无线的方式发送至所述数据处理模块（130）从而形成至少一个与所述含银纳米纤维膜（110）的工作状态参数相关的电性能参数变化曲线，

在所述含银纳米纤维膜（110）施加电压的情况下，所述数据处理模块（130）基于由所述电性能参数变化曲线确定对应的所述含银纳米纤维膜（110）的工作状态参数来评估空气质量；

在所述含银纳米纤维膜（110）施加交流电压的情况下，

所述数据处理模块（130）基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者至少一个电磁感应参数的曲线变化确定与评估过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜（110）的氧化程度参数和/或洁净程度参数；

在所述含银纳米纤维膜（110）施加直流电压的情况下，所述数据处理模块（130）基于由所述性能监测模块（120）监测的至少一个电性能参数及其曲线变化来确定所述含银纳米纤维膜（110）的氧化程度参数和/或洁净程度参数；

所述空气质量监测传感器还包括设置于所述含银纳米纤维膜（110）空气流动上游或空气流动下游的至少一个过滤组件、至少一个除湿组件和/或至少一个调速组件；

在气流路径上紧邻含银纳米纤维膜的上游设有可依需要介入的强制除湿组件；

所述含银纳米纤维膜（110）中的银纳米线包括具有空心结构的银纳米线和非空心结构的银纳米线。

2.根据权利要求1所述的基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器，其特征在于，所述性能监测模块（120）至少还包括监测所述含银纳米纤维膜（110）的振动参数的振动监测组件，

在所述含银纳米纤维膜（110）处于工作状态的情况下，所述数据处理模块（130）基于所述振动监测组件发送的振动参数来评估所述含银纳米纤维膜（110）的洁净程度参数和/或风阻参数。

3.根据前述权利要求之一所述的基于纳米纤维膜的空气质量监测传感器，其特征在于，

所述含银纳米纤维膜（110）为附着银离子和银纳米线的纳米纤维膜。

4.一种空气质量监测系统，包括至少一个空气质量监测传感器和显示装置，其特征在于，至少一个空气质量监测传感器设置于通风管道内或者空气的出/入口，其中，

所述空气质量监测传感器至少包括至少一个含银纳米纤维膜（110）、性能监测模块（120）和数据处理模块（130），其中，

所述性能监测模块（120）与所述含银纳米纤维膜（110）连接并且将所述含银纳米纤维膜（110）的电性能参数以有线和/或无线的方式发送至所述数据处理模块（130）从而形成至少一个与所述含银纳米纤维膜（110）的工作状态参数相关的电性能参数变化曲线，

在所述含银纳米纤维膜（110）施加电压的情况下，所述数据处理模块（130）基于由所述电性能参数变化曲线确定对应的所述含银纳米纤维膜（110）的工作状态参数来评估空气质量；在所述含银纳米纤维膜（110）施加交流电压的情况下，

所述数据处理模块（130）基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者至少一个电磁感应参数的曲线变化确定与评估过滤能力相关的所述含银纳米纤维膜（110）的氧化程度参数和/或洁净程度参数；

在所述含银纳米纤维膜（110）施加直流电压的情况下，所述数据处理模块（130）基于由所述性能监测模块（120）监测的至少一个电性能参数及其曲线变化来确定所述含银纳米纤维膜（110）的氧化程度参数和/或洁净程度参数；

所述空气质量监测传感器还包括设置于所述含银纳米纤维膜（110）空气流动上游或空气流动下游的至少一个过滤组件、至少一个除湿组件和/或至少一个调速组件；

在气流路径上紧邻含银纳米纤维膜的上游设有可依需要介入的强制除湿组件；

所述含银纳米纤维膜（110）中的银纳米线包括具有空心结构的银纳米线和非空心结构的银纳米线。

Images