CN107477632A - 一种能检测油烟浓度的油烟机 - Google Patents
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Abstract
本发明设计一种能检测油烟浓度的油烟机，包括壳体，壳体内设有风机及能控制风机转速的主控单元，风机安装在风机外壳内，风机外壳设置在壳体内，风机外壳具有进风口和出风口，所述主控单元还连接有能检测油烟浓度的光电式油烟传感器，该光电式油烟传感器包含检测光发射装置和检测光接收装置，其特征在于：所述检测光发射装置和检测光接收装置安装后呈有夹角，且检测光发射装置的发射朝向所在直线和检测光接收装置的接收朝向所在直线的交点或交汇区域位于风机外壳进风口下方1～5cm；所述检测光发射装置或/和检测光接收装置还包括防护结构。本发明检测灵敏度高、油烟传感器的耐油污效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种油烟机，特别是涉及一种能检测油烟浓度的油烟机。
背景技术
现有油烟机的智能控制大多依赖于传感器对相关环境指标如燃气浓度、油烟浓度、温度、气味浓度、灶具开关等的准确探测。其中，实现油烟机的自动开启和关闭主要通过检测这些指标从无到有的突变，而自动控制油烟机风机的转速或档位则主要根据指标数值的大小。
例如，专利号为20111003374.0的中国专利，提出了一种基于摄像头的烟雾检测系统，能够检测烟雾量的大小，然后根据烟雾浓度自动控制油烟机工作。该方案中，需要设置摄像头来采集厨房内油烟机灶台的图像，然后还需要设置烟雾检测单元来对采集的图像进行分析处理，然后进一步判断，是否有油烟产生，然后通过烟雾量分析单元对烟雾的浓度进行分析，最后根据分析结果智能开启或关闭油烟机。该方案中，需要设置复杂的烟雾检测单元和烟雾量分析单元，并且摄像头采集的是厨房内油烟机灶台的图像，而油烟机灶台大多是非平整的，并且在烧菜过程中，食材会不断翻动，因此拍摄后的背景较复杂，不利于后续烟雾检测单元和后续的烟雾量分析单元的分析判断，成本较高，判断不准确。
还例如，专利号为201410519856.X的中国专利，提出通过设置在燃气灶上的锅具的锅底的温度传感器，实时检测锅底温度，燃气灶主控制单元能根据锅底温度检测电路检测到的锅底温度计算油烟量，然后燃气灶主控制单元将油烟量信息通过无线信号发射模块发送给无线信号接收模块，无线信号接收模块进而将油烟量信息发送给油烟机主控制单元，油烟机主控制单元根据油烟量信息控制风扇。
还例如，专利号201280006420.X的中国专利提供了一种根据加热烹调器的烹调物温度来改变送风机的风量的抽油烟机，通过设置红外线温度传感器检测烹调物温度与烹调物周围温度的平均温度和检测加热烹调器的周围温度，根据烹调物温度和烹调器信号来决定送风机的风量。
还例如，申请号为201110061478.1的专利提出关于一种烟灶联动控制系统及其控制模组，油烟机具有风力调节单元，控制模组包括温度感测器、控制单元、信号发射单元与信号接收单元，温度感测器与灶具相对应，控制单元分别与温度感测器及信号发射单元相连，控制单元接收并处理来自温度感测器的温度信号以获得风力调节信号，风力调节信号传输给信号发射单元。
以上方法的不足在于检测灶具、锅具状态的传感器与油烟机是分离的，需通过信息传输才能控制油烟机开关，这将带来成本的增加以及灶具锅具与油烟机的匹配问题；另一方面，用于控制油烟机风量的指标往往是间接性的指标，如食材温度、锅具温度、灶具温度等指标与吸尽排尽油烟所需风量之间不存在强相关关系，控制判断可能不准确。
为此，专利号为ZL 201420325713.0的中国专利，公布了一种能直接采集油烟浓度、然后根据油烟浓度进行风速调节的智能排烟油烟机，其包括机体、风机及主控制器，主控制器控制风机运转，该油烟机还包括：红外光谱传感系统，红外光谱传感系统包括红外光发射部、红外光接收部、光学传感系统及光谱分析系统，所述红外光发射部发射的红外光至机体下方的油烟区域后，透过油烟或被油烟反射，红外光接收部接收该透射或反射光并通过光学传感系统传输至光谱分析系统，该系统通过分析接收到的红外光的光谱计算烟雾浓度数据，并将该数据传输至主控制器；主控制器包括转速计算单元，该计算单元通过光谱分析系统计算的烟雾浓度数据判定风机档位，并根据风机档位输出驱动信号；驱动电路，与主控制器连接，通过接收转速计算单元的驱动信号驱动风机按相应转速运转。
上述结构中，红外光谱传感系统检测油烟浓度，因此，红外光发射部和红外光接收部需要和油烟接触，红外光发射部和红外光接收部不可避免面临被污染的情况，从而会导致灵敏度下降甚至失效的风险，并且红外光发射部发出的红外光需要准确被红外光接收部接收，因此需要对光路准直性和接收器抗自然光干扰性能提出较高要求。虽然申请号为200510042977.0的中国专利公开了一种气流闭隔式摄像镜头防尘防污保护装置，配备了洁净压缩空气源和可调流量的锥环形气流发生器，通过气流对灰尘的阻断作用保护镜头；申请号为200520132940.2的中国专利采用了类似的方法通过高压洁净空气流形成的空气幕保护光电式油烟浓度测量装置，使光学器件不受污染。以上防护结构的不足在于，需要外加洁净空气源，洁净空气的制取很复杂，且需要外加动力源将洁净空气通入装置内。另外，油烟传感器要准确的监测油烟浓度的变化，安装位置选取的合理性是非常重要的，首要条件是传感器的检测范围要在油烟运行的必经路径上，然而现有技术中，对油烟传感器要往往安装在集烟罩上，当油烟量较小时，往往不能检测出，因此导致油烟传感器的检测灵敏度不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种检测灵敏度高、油烟传感器的耐油污效果好的能检测油烟浓度的油烟机。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种能检测油烟浓度的油烟机，包括壳体，壳体内设有风机及能控制风机转速的主控单元，风机安装在风机外壳内，风机外壳设置在壳体内，风机外壳具有进风口和出风口，所述主控单元还连接有能检测油烟浓度的光电式油烟传感器，该光电式油烟传感器包含检测光发射装置和检测光接收装置，检测光发射装置具能发射检测光的光线发射部，检测光接收装置具有能接收光线发射部发出的检测光的光线接收部；其特征在于：所述检测光发射装置和检测光接收装置安装后呈有夹角，且检测光发射装置的发射朝向所在直线和检测光接收装置的接收朝向所在直线的交点或交汇区域位于风机外壳进风口下方1～5cm；所述检测光发射装置或/和检测光接收装置还包括防护结构，该防护结构包含内部具有空腔的防护罩，防护罩的一端设有与空腔连通的第一开口，防护罩的另一端设有与第一开口相对的、同样与空腔连通的第二开口，所述光线发射部或/和光线接收部插设在第一开口内。
作为改进，所述检测光发射装置和检测光接收装置均安装在风机外壳上，且所述检测光发射装置的发射朝向和检测光接收装置的接收朝向均与两个装置之间的油烟流动方向垂直。
再改进，所述光线发射部或/和光线接收部密封插设在第一开口内，这样防护罩内腔相对于切向高速流动的油烟气流来说有一个正压，油烟只会通过自然扩散进入管内，大大降低了探头被污染的可能性。
较好的，所述检测光发射装置的发射朝向所在直线和检测光接收装置的接收朝向所在直线之间的夹角为90度～150度。
再改进，所述检测光发射装置的端部与检测光接收装置的端部之间的距离为3cm～10cm。
再改进，所述防护罩呈柱状或管状，防护罩内的空腔为柱状空腔或管状空腔。
再改进，连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现有变化，内径变化的空腔可以使通过扩散进入防护罩内腔的油烟到达探头的概率大大降低。
再改进，连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现出N次先缩小再扩大的变化，N为大于等于1的自然数。空腔内径经过缩小扩大变化，在油烟由第二开口进入空腔时，油烟获得径向的扩散推动力，大部分进入管内的油烟在该段被稀释并附着在管内壁，当空腔内径缩小时，径向的壁面再次阻断一部分油烟，如此经过N次循环，可以使通过扩散进入空腔内的油烟到达传感器探头的概率极大的降低。
作为一种较好的实施方案，连通第一开口和第二开口之间的空腔内壁设有相对设置的N对隔板，每对隔板之间均具有间隙，N为大于等于1的自然数。该结构可以将油烟传感器发射探头发出的非准直的光经过N次内部反射消除，从而保证出射光的准直性，对于传感器接收探头说，则可以极大的降低自然光和环境杂光对接收信号的影响。
当N大于等于2时，相邻两对隔板之间的间隙不相同。
N对隔板之间间隙的中心与第一开口和第二开口的中心均处于同一直线上。
作为另外较好的实施方案，连通第一开口和第二开口之间的空腔内设有N个阻挡板，每个阻挡板上开有通孔，N为大于等于1的自然数。
当N大于等于2时，相邻两个阻挡板上通孔的直径不相同。
N个阻挡板上的通孔中心点与第一开口和第二开口的中心点均处于同一直接上。
作为另外一种较好的实施例，所述防护罩的管壁厚度呈现变化，从而使连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现变化。
所述光线发射部可以为能发出红外光的发光二极管或激光管，所用光线接收部为能对应接收光线发射部发出的红外光或激光的二极管或三极管。
再改进，所述光电式油烟传感器还包括与检测光发射装置和检测光接收装置的传感器电路板，该传感器电路板的电源输入端与市电连接，该传感器电路板的电源输输出端与检测光发射装置和检测光接收装置连接，另外，该传感器电路板上具有与检测光接收装置连接的接收检测光信号处理单元，接收检测光信号处理单元能对检测光接收装置接收的检测光信号进行放大及转换处理，接收检测光信号处理单元与主控单元连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：所述检测光发射装置和检测光接收装置的安装位置可以非常灵敏的检测到进入风机内部的油烟量，既在燃气灶刚开启、油烟很小的情况下，都能灵敏的检测到，且能较好保证油烟传感器检测油烟的检出率和信号稳定性的,非常适合油烟机灶具联动的智能控制，即：油烟机检测到灶具开火以后，第一时间将油烟机风机开启，然后再根据油烟浓度调整风机转速；另外通过设置用户保护检测光发射装置或/和接收装置头部的防护结构，在防护罩内设置连通第一开口和第二开口的空腔，然后将光线发射部或/和光线接收部插设在第一开口内，这样光线发射部或/和光线接收部不会直接暴露在油烟气流中，并且油烟只会通过自然扩散进入防护罩的空腔，大大降低了光线发射部或/和光线接收部被污染的可能性，具有较好的防尘、防油烟污染的效果。
附图说明
图1为本发明实施例一中能检测油烟浓度的油烟机的内部结构示意图。
图2为本发明实施例一中光电式油烟传感器的结构示意图。
图3为本发明实施例二中光电式油烟传感器的结构示意图。
图4为本发明实施例三中光电式油烟传感器的结构示意图。
图5为本发明实施例另一种防护结构的结构示意图。
图6为本发明实施例再一种防护结构的结构示意图。
图7为本发明实施例再一种防护结构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
如图1所示的能检测油烟浓度的油烟机，包括壳体1，壳体内设有风机2及能控制风机转速的主控单元(图中未示出)，风机2安装在风机外壳3内，风机外壳3设置在壳体1内，风机外壳3具有进风口31和出风口(图中未示出)，所述主控单元还连接有能检测油烟浓度的光电式油烟传感器，该光电式油烟传感器包含检测光发射装置4、检测光接收装置5和检测光接收装置连接的传感器电路板(图中未示出)，检测光发射装置4具能发射检测光的光线发射部41，检测光接收装置5具有能接收光线发射部发出的检测光的光线接收部51；传感器电路板的电源输入端与市电连接，该传感器电路板的电源输输出端与检测光发射装置和检测光接收装置连接，另外，传感器电路板上具有接收检测光信号处理单元，接收检测光信号处理单元将光线接收部接收的光线信号进行放大处理，并将光线信号转换成油烟浓度信号，接收检测光信号处理单元采用的信号放大处理技术及光电转换技术均采用常规技术。所述检测光发射装置和检测光接收装置均安装在风机外壳上，且安装后两者之间呈有夹角，该夹角为60度～180度，优先为90度～150度；检测光发射装置的发射朝向所在直线和检测光接收装置的接收朝向所在直线的交点或交汇区域位于风机外壳进风口下方1～5cm，检测光发射装置的端部与检测光接收装置的端部之间的距离为3cm～10cm。
所述检测光发射装置4还包括用于对光线发射部41进行保护的防护结构，参见图2所示，该防护结构包含管状防护罩61，管状防护罩内部具有管状空腔62，管状防护罩的一端设有与管状空腔连通的第一开口63，管状防护罩的另一端设有与第一开口相对的、同样与管状空腔连通的第二开口64，光线发射部41密封安装在第一开口内。连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现有变化；本实施例中，该内径的变化通过如下方式实现：管状空腔中部设有阻挡板66，该阻挡板上开有通孔，阻挡板上的通孔中心点与第一开口和第二开口的中心点均处于同一直接上。
检测光发射装置中的防护结构，通过深腔式设计，使检测光发射装置4的光线发射部41不会直接暴露在油烟气流中，光线发射部41安装端密封，使管状防护罩内腔相对于切向高速流动的油烟气流来说有一个正压，油烟只会通过自然扩散进入管内，大大降低了光线发射部41被污染的可能性；阻挡板66的设计，使管状内腔内径发生变化，在油烟由第二开口进入空腔时，油烟获得径向的扩散推动力，大部分进入管内的油烟在该段被稀释并附着在管内壁，当空腔内径经过阻挡板阻隔，油烟再经过阻挡板上的通孔进行下一步渗透，阻挡板的壁面再次阻断一部分油烟，可以使通过扩散进入空腔内的油烟到达光线发射部的概率极大的降低。该结构还可以将光线发射部41发出的非准直的光经过阻挡板的内部反射消除，从而保证出射光的准直性。
检测光接收装置5同样包括用于对光线接收部51进行保护的防护结构，检测光接收装置5中的防护结构与检测光发射装置中的防护结构相同；检测光接收装置5中的防护结构能消除自然光和环境杂光对光线接收部51接收光信号的影响。
本实施例中，所述光线发射部为能发出红外光的发光二极管或激光管，所用光线接收部为能对应接收光线发射部发出的红外光或激光的二极管或三极管。
实施例二
与实施例一不同的是，仅检测光发射装置4设置有用于保护光线发射部41的防护结构，防护结构与实施例一描述的结构相同，参见图3所示。
实施例三
与实施例一不同的是，仅检测光接收装置5设置有用于保护光线接收部51的防护结构，防护结构与实施例一描述的结构相同，参见图4所示。
另外，防护结构除了实施例一中描述的结构之外，还可以有其他形式：如管状空腔内的阻挡板66可以设有多个，且间隔设置，如3个，相邻两个阻挡板66上通孔的直径可以相同，也可以不相同，图5所示。这种多重变径迷宫的设计，使管状空腔内径多次扩大、缩小，在扩大时，油烟获得径向的扩散推动力，大部分进入管内的油烟在该段被稀释并附着在管内壁，当缩小时，阻挡版的壁面再次阻断一部分油烟，如此多次循环，使油烟进入管内具有径向的浓度梯度，从而可以使通过扩散进入管内的油烟到达光线发射部的概率极大的降低。另外，管状空腔的变径设计，还能形成管内光学迷宫，消除光线发射部41发出的发散角较大的光，保证出射光的准直性；对于检测光接收装置5，还能消除自然光和环境杂光对光线接收部51接收光信号的影响。
另外，管状防护罩的管壁厚度呈现中间厚两边逐渐变薄，从而使管状空腔的内径呈现变化，参见图6所示。
另外，管状防护罩的管壁厚度可以呈现不断变化，从而使管状空腔的内径呈现不断变化，参见图7所示。
另外，管状空腔中部也可以设有相对设置的一对或多对隔板，每对隔板之间具有间隙，隔板之间间隙的中心与第一开口和第二开口的中心均处于同一直线上
本实施例中，光线发射部为能发出红外光的发光二极管或激光管，而光线接收部为能对应接收光线发射部发出的红外光或激光的二极管或三极管。
Claims (16)
1.一种能检测油烟浓度的油烟机，包括壳体，壳体内设有风机及能控制风机转速的主控单元，风机安装在风机外壳内，风机外壳设置在壳体内，风机外壳具有进风口和出风口，所述主控单元还连接有能检测油烟浓度的光电式油烟传感器，该光电式油烟传感器包含检测光发射装置和检测光接收装置，检测光发射装置具能发射检测光的光线发射部，检测光接收装置具有能接收光线发射部发出的检测光的光线接收部；其特征在于：所述检测光发射装置和检测光接收装置安装后呈有夹角，且检测光发射装置的发射朝向所在直线和检测光接收装置的接收朝向所在直线的交点或交汇区域位于风机外壳进风口下方1～5cm；所述检测光发射装置或/和检测光接收装置还包括防护结构，该防护结构包含内部具有空腔的防护罩，防护罩的一端设有与空腔连通的第一开口，防护罩的另一端设有与第一开口相对的、同样与空腔连通的第二开口，所述光线发射部或/和光线接收部插设在第一开口内。
2.根据权利要求1所述的油烟机，其特征在于：所述检测光发射装置和检测光接收装置均安装在风机外壳上，且所述检测光发射装置的发射朝向和检测光接收装置的接收朝向均与两个装置之间的油烟流动方向垂直。
3.根据权利要求1所述的油烟机，其特征在于：所述光线发射部或/和光线接收部密封插设在第一开口内。
4.根据权利要求1所述的油烟机，其特征在于：所述检测光发射装置的发射朝向所在直线和检测光接收装置的接收朝向所在直线之间的夹角为90度～150度。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的油烟机，其特征在于：所述检测光发射装置的端部与检测光接收装置的端部之间的距离为3cm～10cm。
6.根据权利要求1所述的油烟机，其特征在于：所述防护罩呈柱状或管状，防护罩内的空腔为柱状空腔或管状空腔。
7.根据权利要求1所述的油烟机，其特征在于：连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现有变化。
8.根据权利要求7所述的油烟机，其特征在于：连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现出N次先缩小再扩大的变化，N为大于等于1的自然数。
9.根据权利要求7所述的油烟机，其特征在于：连通第一开口和第二开口之间的空腔内壁设有相对设置的N对隔板，每对隔板之间均具有间隙，N为大于等于1的自然数。
10.根据权利要求9所述的油烟机，其特征在于：当N大于等于2时，相邻两对隔板之间的间隙不相同。
11.根据权利要求10所述的油烟机，其特征在于：N对隔板之间间隙的中心与第一开口和第二开口的中心均处于同一直线上。
12.根据权利要求7所述的油烟机，其特征在于：连通第一开口和第二开口之间的空腔内设有N个阻挡板，每个阻挡板上开有通孔，N为大于等于1的自然数。
13.根据权利要求12所述的油烟机，其特征在于：当N大于等于2时，相邻两个阻挡板上通孔的直径不相同。
14.根据权利要求13所述的油烟机，其特征在于：N个阻挡板上的通孔中心点与第一开口和第二开口的中心点均处于同一直接上。
15.根据权利要求7所述的光电式油烟传感器，其特征在于：所述防护罩的管壁厚度呈现变化，从而使连通第一开口和第二开口之间的空腔的内径呈现变化。
16.根据权利要求1所述的油烟机，其特征在于：所述光电式油烟传感器还包括与检测光发射装置和检测光接收装置的传感器电路板，该传感器电路板的电源输入端与市电连接，该传感器电路板的电源输输出端与检测光发射装置和检测光接收装置连接，另外，该传感器电路板上具有与检测光接收装置连接的接收检测光信号处理单元，接收检测光信号处理单元能对检测光接收装置接收的检测光信号进行放大及转换处理，接收检测光信号处理单元与主控单元连接。
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