Можно ли определить необходимость замены фильтра по падению давления в фильтре?

Вы совершенно верно заметили, что перепад давления в элементе динамической жидкостной системы связан с объёмным расходом... это имеет определённые последствия.

Возвращаясь к вашему первоначальному вопросу: «Можно ли определить необходимость замены фильтра по перепаду давления?» — краткий ответ: не совсем.
Это связано с тем, что такое значение перепада давления зависит от объёмного расхода, а если расход неизвестен, то значение перепада давления ничего не говорит о состоянии фильтрующего элемента.

Например, совершенно новый фильтрующий элемент может потребовать замены, если увеличить скорость вращения вентилятора, что приведет к увеличению перепада давления до уровня, который считается предельным для данного фильтра.

Нельзя утверждать, что объёмная производительность вентилятора или воздуходувки, указанная на заводской табличке, будет соответствовать требованиям целевой системы, поскольку скорость вращения крыльчатки и объёмный расход зависят от многих переменных, в том числе от используемых фильтров.

В системах коммерческого и промышленного масштаба, состоящих из нескольких элементов, помимо объёмного расхода, который контролируется на заданных технологических уровнях, могут отслеживаться измерения перепада давления в отдельных элементах, а также энергопотребление двигателя, необходимое для поддержания технологических уровней. Эти параметры и другие факторы, влияющие на стоимость, учитываются при расчёте графиков технического обслуживания, обеспечивающих минимальные затраты на эксплуатацию.

В домашних условиях можно попеременно менять первый и второй фильтры, чтобы определить, какой из них или оба требуют замены для восстановления желаемой производительности системы.

«Ресурс фильтра» исчерпан, когда фильтр (фильтры) в любой комбинации больше не обеспечивает желаемую производительность (в основном в кубических футах в минуту), которую можно определить количественно.
Надеюсь, это объяснение будет вам полезно.

Вам нужно использовать оптический датчик Filterpulse.com, который работает независимо от скорости вращения вентилятора. Датчик Filterpulse направляет инфракрасный луч через фильтр и отслеживает количество света, проходящего через фильтр. Датчик изначально калибруется с использованием чистого фильтра и отслеживает ухудшение его характеристик до тех пор, пока не будет достигнута «точка срабатывания». Точку срабатывания можно настроить локально или через Wi-Fi.

Поскольку основная цель замены фильтров — восстановить воздушный поток, который уменьшился из-за снижения пористости фильтра, для контроля воздушного потока лучше использовать дифференциальный датчик, а не датчик, измеряющий разницу давлений до и после фильтра (фильтров)

В «пассивной» системе без управления вентилятором фильтры просто заменяются, когда поток достигает минимально допустимого уровня.

В активной системе подача энергии на вентилятор регулируется в контуре управления.
Сначала устанавливается требуемый рабочий объемный расход, который служит ориентиром для двух заданных значений в контуре управления.
Когда расход достигает нижнего заданного значения, подача энергии на двигатель увеличивается для восстановления заданного расхода воздуха, а при достижении верхнего заданного значения подача энергии уменьшается.
Замена фильтра требуется, когда вентилятор больше не может поддерживать требуемый расход воздуха.

Пример использования дифференциального датчика для определения объёмного расхода можно найти здесь:
http://www.bapihvac.com/CatalogPDFs/I_App_Notes/Determining_Air_Flow_CFM.pdf

Я только что завершил разработку проекта, в котором этот принцип используется для продления срока службы HEPA-фильтров в криминалистической лаборатории.

Я также использовал Freescale MPX2010DP в сочетании с PIC16F818, у которого достаточно контактов для управления четырьмя семисегментными индикаторами, сканирования трёх кнопок (START/STOP, SET POINT UP и SET POINT DOWN) и реализации ШИМ-управления двигателем.
Датчик необходимо подключить к измерительному усилителю (собранному на базе распространённой микросхемы LM324), так как полный диапазон выходного напряжения составляет всего 0,4 В, а АЦП микропроцессора требует на порядок большего значения для обеспечения надлежащего разрешения.

Два зонда для воздуховодов, один для измерения общего давления, а другой для измерения статического давления, которые подключаются к сторонам датчика, измеряющим давление и вакуум соответственно, можно легко изготовить самостоятельно из тонкой медной, алюминиевой или другой трубки из мягкого металла или купить в интернете за небольшую плату.

Стоимость материалов для такого проекта будет незначительной. Вопрос в том, получите ли вы удовольствие и удовлетворение от значительных усилий, которые потребуются.

Вы можете использовать датчик перепада давления, например этот. Возможно, стоит установить вакуумметр между каждым этапом фильтрации, чтобы измерять сопротивление каждого фильтра.

Если вам нужно настроить дифференциал и позволяет уровень ваших навыков, вы можете собрать схему на основе этого датчика. Я думаю, что дифференциальный усилитель с релейным драйвером и реле spst с сухими контактами на выходе подойдут. Вы можете использовать две схемы: одну между каскадами фильтра, а другую на выходе для определения состояния фильтра.

Из вашего профиля я вижу, что вы программист. Было бы несложно запрограммировать микропроцессор для выполнения этой задачи. Возможно, подойдёт платформа Arduino. У неё есть несколько аналого-цифровых преобразователей, а если вам нужно управление выходом, вы можете добавить плату с релейным драйвером. Если вы используете Netduino, вы можете подключить всё это к сети. Используя микропроцессор, вы можете изменять программу по ходу работы, устанавливать уровни предупреждений и т. д.

Посмотрите на эти другие датчики