CN104062409B - 智能油烟气体分析方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缩短监测时间的智能油烟气体分析方法和设备。设备包括多个传感器，预处理装置，校正装置，计算装置和通信模块，其中，多个传感器，用于检测气体的各类检测指标；预处理装置，用于对获取的各类检测指标进行预处理，使得处理后的各类检测指标能够被其他装置正常使用；校正装置，用于校正污染气体检测模型；计算装置，用于根据校正后的污染气体检测模型和预处理后的各类检测，获得和输出油烟浓度综合指标；通信模块，用于接收油烟浓度综合指标，并将油烟浓度综合指标发送给监控中心。

Description

智能油烟气体分析方法和设备
技术领域
本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种智能油烟气体分析方法和设备。
背景技术
目前，传统的油烟监测方法费时费力，已不再适合社会发展的需要，随着现代通讯技术的发展，远程无线监测技术的优势越来越明显，特别是GPRS网络技术的发展，凭借其永久在线、实时传输、费用低廉等优点，已经广泛使用在各行业领域。因此，研究基于GPRS的无线网络数据远程传输系统，实现油烟气体监测中心计算机对城市烹饪饮食行业产生的油烟气体浓度进行远程实时监测。
以往的油烟在线监控由于受技术水平有限，只能简单监控油烟净化系统的各个装置的开停状态，一般是风机和净化器。又或者监控油烟净化装置的运行功率和状态等，根据这些参数的变化以判别油烟净化装置的工作状态和洁净程度，从而估算油烟排放是否达标。而实际上，由于装置的运行与油烟浓度之间并没有直接的联系。
而目前主流的油烟监测方法是：先用特别的采样机在规定的条件下对油烟雾采样，让含油烟雾的气流通过装有不锈钢丝网滤芯的采集头以截留微小的油烟气溶胶颗粒，然后将收集了油烟的滤芯取出放于盛有四氯化碳溶剂的容器中，在超声波作用下让油烟凝结物溶解，将溶有油烟凝结物的溶剂移入比色管中定容，最后用红外分光光度法测出其油烟含量，再换算成所测的油烟浓度。整个过程一般需数天时间，这对于需现场快速获得检测结果的情况(如环保局人员到餐厅检测油烟排放是否合乎标准)显然不太适用。此外，由于油烟气溶胶颗粒的惯性比气体分子的惯性大得多。因此，为保证测量的准确性,该方法要求等速采样，这使得采样机的结构变得十分复杂，成本上升，而工作可靠性则降低，另外，四氯化碳的致癌性也使得分析人员心存顾虑。因此，现有技术中不能实时在线监测到气体的浓度，其监测过程较长，不能满足环保部门实时监测的需求。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的智能油烟气体分析设备，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种缩短监测时间的智能油烟气体分析方法和设备。
本发明的智能油烟气体分析设备，包括多个传感器，预处理装置，校正装置，计算装置和通信模块，其中，多个传感器，用于检测气体的各类检测指标；预处理装置，用于对获取的各类检测指标进行预处理，使得处理后的各类检测指标能够被其他装置正常使用；校正装置，用于校正污染气体检测模型；计算装置，用于根据校正后的污染气体检测模型和预处理后的各类检测指标，获得和输出油烟浓度综合指标；通信模块，用于接收油烟浓度综合指标，并将油烟浓度综合指标发送给监控中心。
进一步的，多个传感器包括污染气体传感器，其中，污染气体传感器用于获取大气污染物浓度信号量。
进一步的，多个传感器包括湿度传感器，其中，湿度传感器用于检测空气的湿度信号量。
进一步的，多个传感器包括温度传感器，其中，温度传感器用于检测温度信号量。
本发明还公开了一种智能油烟气体分析方法，包括：
传感器检测气体的各类检测指标；预处理装置对获取的各类检测指标进行预处理，使得处理后的各类检测指标能够被其他装置使用；校正装置校正污染气体检测模型；根据校正后的污染气体检测模型和预处理后的各类检测指标，获得油烟浓度综合指标；通过无线网络，通信模块向监控中心上传获得的烟浓度综合指标，从而实现对油烟浓度综合指标的实时监控。
进一步的，各类检测指标包括大气污染物浓度，空气的湿度和温度。
进一步的，传感器检测气体的各类检测指标，具体包括：污染气体传感器检测大气污染物浓度信号量；湿度传感器检测空气的湿度信号量，温度传感器检测温度信号量。
进一步的，污染气体检测模型，具体为：
其中，温湿度的影响因子为K，是传感器电阻，负载电阻，为回路电压，为输出的电压。
进一步的，无线网络包括：3G/4G移动通信网络或者WIFI网络
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
通过实时监测油烟的各类气体的排放和温湿度的变化，并进行实时处理，并把处理的结果实时发送到监控中心去，这样监控中心就可以实时了解到油烟的变化，从而缩短监测时间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明智能油烟气体分析设备的结构示意图；
图2是本发明的工作框图；
图3是霍尔传感器的结构框图；
图4是感应磁钢旋转时霍尔传感器Vo1和Vo2的电压波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，一种智能油烟气体分析设备，包括：多个传感器1，预处理装置2，校正装置3，计算装置4和通信模块5，其中多个传感器，用于检测气体的各类检测指标，具体的多个传感器1包括：污染气体传感器11、湿度传感器12和温度传感器13，其中，污染气体传感器用于获取大气污染物浓度，湿度传感器用于检测空气的湿度和温度传感器用于检测温度信号量，通过对多种气体的传感器的检测值的综合分析来估测油烟浓度；预处理装置2，用于对获取的信号进行预处理，使得处理后的检测信号数据能够被其他装置正常使用；校正装置3，用于校正污染气体检测模型，计算装置4，用于根据校正后的污染气体检测模型和预处理后的各类检测指标，获得和输出油烟浓度综合指标，通信模块5，用于接收油烟浓度综合指标，并将油烟浓度综合指标发送给监控中心。
如图2所示，本发明的智能油烟气体分析方法的具体流程，包括：
步骤21：传感器检测气体的各类检测指标，各类检测指标包括大气污染物浓度，空气的湿度和空气的温度。
具体的：污染气体传感器、湿度传感器和温度传感器，分别获取大气污染物浓度，空气的湿度和温度等信号量。
例如：污染气体传感器具体为TGS2602系列和TGS2600系列，TGS2602系列，用于检测气溶胶浓度，TGS2600用于检测大气质量的浓度。湿度传感器具体为TGS2180系列，用于检测水蒸气的浓度；温度传感器具体为DS18B20。其中，TGS传感器系列主要使用半导体气敏材料，利用与气体接触时半导体的导电率等物理性质发生变化来检测待测气体的成分和浓度。传感器的测量电路如图3所示。
步骤22：预处理装置对获取的信号进行预处理，使得处理后的信号能够被其他装置正常使用。
步骤23：校正装置校正污染气体检测模型。
TGS系列传感器受温湿度的影响比较大，因而为了得到比较精确的测量值，需要对传感器的输出进行校验，设温湿度的影响因子为K，则RL输出的电压校正模型如下式：
其中，温湿度的影响因子为K，是传感器电阻，负载电阻，为回路电压，为输出的电压。
步骤24：根据校正后的污染气体检测模型和和预处理后的各类检测指标，获得和输出油烟浓度综合指标。
TGS系列传感器给出了气体在不同浓度下的传感器阻值比率，但并没有给出具体的浓度与输出的模型，因而需要根据浓度-传感器阻值比率图重新进行建模，输出浓度-电压图。如图4所示，给出了TGS2180的重新建模图。
步骤25：通过无线网络，通信模块向监控中心上传获得的烟浓度综合指标，从而实现了对油烟浓度综合指标的实时监控。
无线网络可以3G/4G移动通信网络，也可以是WIFI网络。
本发明通过实时监测油烟的各类气体的排放和温湿度的变化，并进行实时处理，并把处理的结果实时发送到监控中心去，这样监控中心就可以实时了解到油烟的变化，从而缩短监测时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能油烟气体分析设备，其特征在于，包括：多个传感器，预处理装置，校正装置，计算装置和通信模块，其中，
多个传感器，用于检测气体的各类检测指标；
预处理装置，用于对获取的各类检测指标进行预处理，使得处理后的各类检测指标能够被其他装置正常使用；
校正装置，用于校正污染气体检测模型；
计算装置，用于根据校正后的污染气体检测模型和预处理后的各类检测指标，获得油烟浓度综合指标；
通信模块，用于接收油烟浓度综合指标，并将油烟浓度综合指标发送给监控中心；
所述多个传感器包括污染气体传感器，其中，污染气体传感器用于获取大气污染物浓度信号量。
2.如权利要求1的智能油烟气体分析设备，其特征在于，所述多个传感器包括湿度传感器，其中，湿度传感器用于检测空气的湿度信号量。
3.如权利要求1的智能油烟气体分析设备，其特征在于，所述多个传感器包括温度传感器，其中，温度传感器用于检测温度信号量。
4.一种智能油烟气体分析方法，其特征在于，包括：
传感器检测气体的各类检测指标；
预处理装置对获取的各类检测指标进行预处理，使得处理后的各类检测指标能够被其他装置正常使用；
校正装置校正污染气体检测模型；
根据校正后的污染气体检测模型和预处理后的各类检测指标，获得油烟浓度综合指标；
通过无线网络，通信模块向监控中心上传获得的烟浓度综合指标，从而实现对油烟浓度综合指标的实时监控；
所述各类检测指标包括大气污染物浓度，空气的湿度和温度。
5.如权利要求4的智能油烟气体分析方法，其特征在于，所述传感器检测气体的各类检测指标，具体包括：
污染气体传感器检测大气污染物浓度信号量；湿度传感器检测空气的湿度信号量，温度传感器检测温度信号量。
6.如权利要求4的智能油烟气体分析方法，其特征在于，所述污染气体检测模型，具体为：
V R L = V C K * R S + R L * R L
其中，温湿度的影响因子为K，RS是传感器电阻，RL负载电阻，VC为回路电压，VRL为输出的电压。
7.如权利要求4的智能油烟气体分析方法，其特征在于，所述无线网络包括：3G/4G移动通信网络或者WIFI网络。
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