CN101290282A - 油烟浓度的实时检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油烟浓度的实时检测方法，其在特点是在油烟排风口处相互正对地放置光源发射装置和光电转换装置，使油烟从该两个装置之间的间隙流过；光源发射装置发出的光经过油烟的吸收、反射和折射后到达光电转换装置；光电转换装置根据检测的光信号的强弱变化来实时检测油烟的浓度变化，判定油烟浓度是否超标。本发明可将餐饮业的单位厨房油烟浓度的信息，转换成数字信息，直接传送到相关部门，具有测试方便简单，无需复杂的操作，能耗低的优点。

Description

油烟浓度的实时检测方法

技术领域

本发明涉及油烟检测技术，尤其涉及一种油烟浓度的实时检测方法。

背景技术

近年来，随着我国国民经济水平的不断发展和提高，饮食行业油烟污染已经成为城市环境污染的一大问题，其排放的大气污染物主要为气溶胶，其中含有食用油及食品在高温下的挥发物，由食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛类、酮类、链烷类和链烯类、多环芳烃等产物，成分极为复杂。研究表明，食用油在加热至270度-280度时，收集的冷凝物中有上百个化合物，从状态上看，油烟废气中包括气体、液体、固体三相，其中液固相颗粒物的粒径一般小于10um，液固相颗粒混合物粘着性强，大部分污染物不溶于水，极性小。随着各研究机构对厨房油烟研究的深入，厨房油烟对人体的危害越来越引起人们的广泛关注，各类媒体上有关厨房油烟危害的报道层出不穷。南京市调查发现，人群中51.6％的肺鳞癌和61.0％的肺腺癌的发生归因于油烟污染。由此可见，油烟污染问题日益突出，油烟对人体健康的影响也越来越受到人们的关注，已成为环保投诉的热点之一。因此许多国家，包括中国，已经制定了相关的法律以控制其排放。油烟浓度的现场监测是环保领域当务之急的课题之一，但目前的监测方法和技术尚有很多不完善的地方。国家环境保护总局颁布的GB 18483-2001《饮食业油烟排放标准(试行)》附录A中规定的油烟采样及分析方法为现场不锈钢金属滤筒采样，实验室红外分光光度法分析(简称国标法)。该法检测周期长，费用贵，步骤繁琐，现场测试条件要求高，难以满足饮食业油烟监督检查和现场执法监测的需要。

目前广泛应用的几类油烟净化技术，基本可以满足饮食业油烟治理的市场需要。经现场监测和实验室检测，可以达到排放标准和《饮食业油烟净化设备技术要求及检测技术规范(试行)》(HJ/T62-2001)要求，净化油烟效果明显。所以只要酒店、宾馆、饭店的油烟净化装置处在正常运行中，油烟中90％左右的颗粒物都会被过滤在净化装置内，对环境造成的污染较少。但一些餐饮业单位为减少成本，尽量少用甚至不用油烟净化设备，或者有的单位油烟净化设备已经损坏而没有察觉，出现油烟直接排放到空气中的情况，造成环境污染。相关环保部门不可能有这样多的人力、财力和时间来监督餐饮业单位的油烟排放。只能对少数大型的宾馆或饭店进行不定期抽查，很容易被不自觉的店主想到各种办法逃避监控，使国家法律形同虚设。因此开发油烟浓度超标的现场检测技术，研制方便实用的监控设备已成为环保领域当务之急的课题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种油烟浓度的实时检测方法，实时检测排放油烟浓度是否超标，解决国标法中检测周期长，费用贵，步骤繁琐等问题，以利于环保部门实时监控相关单位的油烟排放情况。本发明通过如下技术方案实现。

一种油烟浓度的实时检测方法，该方法在油烟排风口处相互正对地放置光源发射装置和光电转换装置，使油烟从该两个装置之间流过；光源发射装置发出的光经过油烟的吸收、反射和折射后到达光电转换装置；光电转换装置根据检测到的光信号的强弱变化来实时反映油烟浓度的变化，光信号转换成电信号再经信号处理模块处理、判断，得出油烟浓度是否超标的结果。

上述方法中，所述信号处理模块包括放大器、模数转换器和控制芯片，所述光电转换装置将接收的光信号转换为电信号并放大后，再经模数转换后得到数字信号，数字信号经控制芯片运算处理和判断后输出油烟浓度是否超标的结果。

上述方法中，还包括如下步骤：

(1)调节光源强度和所述电信号的放大倍数，建立油烟浓度与光强的定量关系；

(2)测定油烟浓度超标时所述电信号对应的阈值，若所述电信号对应的数值超过该阈值，则表示油烟浓度超标。

上述方法中，所述控制芯片通过光信号的强弱变化所对应的经模数转换后的不同数值，实时输出油烟浓度值。

上述方法中，所述光源发射装置的工作模式有精简工作模式和增强工作模式，精简工作模式下，光源亮若干秒，暗若干秒；增强工作模式下，光源连续工作；所述光源发射装置工作在精简工作模式，当控制芯片检测到油烟浓度超标时，将控制光源发射装置在增强工作模式下工作。

上述方法中，所述控制芯片为内置模数转换器的单片机。

上述方法中，所述控制芯片通过一继电器来控制光源发射装置的工作模式。

上述方法中，所述控制芯片还通过串口输出模块将检测结果向外传输。

上述方法中，所述控制芯片通过无线发送模块将检测结果向外发送。

目前相关餐厅或单位都装有油烟净化装置，只要油烟净化装置处在正常运行中，油烟中90％左右的颗粒物都会被处理，过滤在净化装置内，而不会造成污染，但是一些单位为减少成本，少用甚至不用油烟净化设备，致使大量油烟排放到空气中，污染了环境。有了本发明就可以一劳永逸的解决此类问题：本发明可将餐饮业的单位厨房油烟浓度的信息，转换成数字信息，直接传送到相关环保局的电脑上，环保部门不用上门，就可以清楚地掌握该酒店是否存在着油烟偷排的现象。这样就有效的避免了环保人员过去靠实地抽查，监控效果很不理想的状况，直接把防污染“哨兵”直接派到餐馆灶台上，既节省了人力，监测结果又非常准确。环保人员通过一个终端就可以随时、任意读取某一餐馆油烟净化设备的所有数据，判定该净化设备是否在运转，运转状况是否正常。而且这种检测是24小时自动检测。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明步骤简单，测试方便，一经实施，无需人工干预，无需繁琐的操作，稳定性高，能够实现真正意义上的现场实时监测，全自动测量，检测精度高，数据重复性好，避免了现场环境或人为操作带来的影响；本发明采用有两种工作模式：精简工作模式和增强工作模式，平时一般工作在精简工作模式下，只有在检测到油烟浓度过大或者其他异常情况下，系统才工作在增强工作模式下，有效的延长了工作寿命和节约电能。

附图说明

图1是本发明方法具体实施方式中的安装示意图。

图2是本发明方法具体实施方式中硬件结构示意图。

图3是本发明方法具体实施方式中单片机的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

在油烟排风口处，如图1中的烟囱口或者排风口1，相互正对地放置光源发射装置和光电转换装置，使油烟流2从该两个装置之间流过；光源发射装置发出的光经过油烟的吸收、反射和折射后到达光电转换装置。本实施方式中烟囱口或者排风口1两端相对位置分别放置发射端3和检测端8装置，发射端3的发射端电路板11上用LED光源5发出高强度白光，经过聚光镜6使光平行后，通过发射端管子4中的通光孔7后，光在烟囱口1里被油烟气流2吸收、反射和折射后，强度信号随着油烟浓度减弱。检测端8采用光电传感器10将光强度信号转换为电信号，经过检测端电路板12的高精度运算放大器放大后，由单片机处理、判断、输出。发射端3和检测端8硬件各设于一密闭盒子9中。

从状态上看，油烟中包括气体、液体、固体三相，其中液固相颗粒物的粒径一般小于10um，固态和液态都可以吸收光，本发明采用的物理方法就是通过光在烟囱里传输过程中的变化大小来检测。如果油烟浓度大，光源发出的光经油烟颗粒吸收、反射和折射，到达光检测器上的光就减少；反之，如果油烟浓度小，光源发出的光经油烟颗粒吸收、反射和折射，到达光检测器上的光就增加。因而光检测器输出信号的强弱便可以反映油烟浓度的变化。

本实施方式采用的具体方法如下：在烟囱口或者其他排风口两端相对位置分别放置发射端和检测端装置，发射端可以采用高强度LED或其他光源，检测端可以采用光电池、光电二极管等光电传感器，如图2所示。预先测定油烟浓度超标的阈值：油烟浓度超标与否的数值反映在光电传感器的数值非常明显，本实施方式中采用模糊判断的方法检测其是否超标，发射端的光源发出的光在烟囱里被油烟吸收、反射和折射后，强度信号随着油烟浓度减弱。检测段端采用的光电传感器将光强度信号转换为电信号，经过高精度运放运算放大器放大、单片机读取A/D模块的转换的数值、处理、判断后，就可以判定油烟浓度是否超标。

本实施方式中，检测企业或单位在任一时间排放油烟量的方法如下：

(1)预先调好光源强度和放大倍数等参数，建立油烟浓度与光强的定量关系。

(2)预先测定油烟浓度超标的阈值。

(3)正常工作时，单片机不仅能够自己判断油烟浓度是否超标，而且还会输出油烟浓度值，使得工作人员可以自己判断，增强检测结果的可靠性。

如图3所示，本检测方法中的油烟浓度超标的检测装置有两种工作模式：精简工作模式和增强工作模式，精简工作模式是指光源亮3秒，暗2秒，增强工作模式是指光源连续工作，平时一般工作在精简工作模式下，只有在检测到油烟浓度过大或者其他异常情况下，系统才工作在增强工作模式下。精简工作模式是通过检测端的单片机和发射端的继电器来实现的，有效的延长了工作寿命和节约电能。

本实施方式中，单片机还可以通过串口输出模块将检测结果向外传输或通过无线模块将检测结果发送给相关部门。

通过本方法对油烟浓度实时检测，可将某一餐饮业单位的油烟净化设备的所有数据(包括油烟浓度、油烟净化设备的开关时间等)传输到环保部门的计算中心，以便监控。

Claims (8)

1、一种油烟浓度的实时检测方法，其特征是在油烟排风口处相互正对地放置光源发射装置和光电转换装置，使油烟从该两个装置之间的间隙流过；光源发射装置发出的光经过油烟的吸收、反射和折射后到达光电转换装置；光电转换装置根据检测到的光信号的强弱变化来实时反映油烟浓度的变化，光信号转换成电信号再经信号处理模块处理、判断，得出油烟浓度是否超标的结果。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述信号处理模块包括放大器、模数转换器和控制芯片，光电转换装置将接收的光信号转换为电信号并经放大器放大，再经模数转换后得到数字信号，数字信号经控制芯片运算处理和判断后输出油烟浓度是否超标的结果。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：

(1)调节光源强度和所述电信号的放大倍数，建立油烟浓度与光强的定量关系；

(2)测定油烟浓度超标时所述电信号对应的阈值，若所述电信号对应的数值超过该阈值，则表示油烟浓度超标。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述控制芯片对光信号的强弱变化所对应的经模数转换后的不同数值进行运算和判断，实时输出油烟浓度值。

5、根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于所述光源发射装置的工作模式有精简工作模式和增强工作模式，精简工作模式下，光源亮若干秒，暗若干秒；增强工作模式下，光源连续工作；所述光源发射装置工作在精简工作模式，当控制芯片检测到油烟浓度超标时，将控制光源发射装置在增强工作模式下工作。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述控制芯片通过一继电器来控制光源发射装置的工作模式。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述控制芯片还通过串口输出模块将检测结果向外传输。

8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述控制芯片通过无线发送模块将检测结果向外发送。

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