CN107514664A - 一种具有正压式烟雾检测装置的油烟机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的油烟机通过巧妙的设计,利用透光部将烟雾检测装置的图像传感器与烟雾物理隔离,图像传感器可以透过透光部获取烟雾图像,控制单元对所述烟雾图像进行识别,并控制抽风系统的开关,不仅能够保证烟雾检测的准确性和实时性,还避免烟雾凝结对图像传感器的污染。
Description
技术领域
本发明属于油烟机技术领域,尤其涉及一种油烟机的油烟检测装置。
背景技术
厨房的油烟一直是困扰人们的难题,如何准确地检测烹饪时产生的油烟并及时控制油烟机将油烟抽走是油烟机一直改进的方向。目前油烟机的检测方式分为颗粒检测、光学检测或声音检测三种。颗粒式检测是通过检测油烟中的颗粒物成分,从而判断油烟的存在和浓度,光学检测是通过油烟对检测光的吸收、反射作用检测油烟的存在,而声音检测是通过检测烹饪时发出的声音,从而判断油烟的存在。这些方式都存在不足,首先,声音检测的方式不准确,难以区别烹饪的声音和厨房其他噪声,也不能准确判断油烟的浓度;颗粒物检测的方式虽然准确,但是其检测原理决定了其传感器头必须和油烟直接接触,油烟容易在短时间内沉积在传感器头上使得传感器失灵;光学的检测方式其也必须让光学传感器正对油烟,但是光学的传感器对污染最为敏感,油烟也会很快在光学传感器表面沉积,造成传感器灵敏度下降甚至失效,并且光学传感器也不容易清洁。为了克服上述传感器的缺陷,现有的部分油烟机将传感器设置在抽气罩的上部,例如中国实用新型CN200965283Y公开了一种自动吸油烟机,其光敏检测器2设置在抽油烟机1的顶部。这样设计虽然一定程度减轻了油污对传感器的污染,也牺牲了传感器的灵敏度,因为靠油烟的自然扩散到抽油烟机的顶部才能检测到油烟的产生,其实厨房内的烟雾也非常浓了,也就达不到控制油烟的目的。
发明内容
本发明提出一种具有正压式烟雾检测装置的油烟机。油烟机具有排气罩和烟道,在排气罩上还安装有烟雾检测装置,所述烟雾检测装置内部具有图像传感器,所述图像传感器用于获取灶台上烹饪活动产生的烟雾图像。所述烟雾检测装置包括透光部,所述图像传感器通过所述透光部获取外部的烟雾图像,并且所述透光部防止所述烟雾进入所述烟雾检测装置内部。所述烟雾检测装置还具有风扇单元,所述风扇单元使得所述烟雾检测装置内部处于正压状态。所述油烟机还具有控制单元,所述控制单元用于控制所述抽烟机的抽风系统,并对图像传感器获取的烟雾图像进行识别,当控制单元根据所述烟雾图像判断烹饪过程中产生了烟雾,所述控制单元控制所述油烟机的抽风系统开始工作。
进一步地,所述图像传感器单元优选包括CCD镜头,所述镜头包括变焦单元,所述控制单元控制所述变焦单元以实现对镜头焦距的改变,从而改变所获取透光部本身图像所占所述镜头所获取整体图像的比例。所述图像获取区内壁采用尽量深的颜色,优选的颜色为黑色,其表面粗糙度在1.6以上,以保证光线照射在所述图像获取区的内壁上形成漫反射而不会产生镜面反射光在镜头获取的图像上形成亮光斑。
本发明还提出一种油烟机烟雾检测装置的控制方法,其基于上述实施例中的油烟机,包括以下步骤:
步骤1、所述控制单元控制所述变焦单元将图像传感器的镜头焦距调至最小,使得所述透光部本身的图像在镜头获取的整体图像中的比例最小,图像传感器获取的视场最大。
步骤2、识别所获取图像中图像获取区内壁所形成的黑色不反光区域,并计算所述黑色区域的面积所占整体图像的比例。
步骤3、根据比例系数计算透光部本身图像所占整体图像的比例。
步骤4、将透光部本身的图像面积所占整体图像的比例Q与预设阈值Q0进行比较,若Q大于或等于Q0,执行步骤6;若Q小于Q0,执行步骤5。
步骤5、控制单元调整所述变焦单元,增大所述镜头的焦距,后执行步骤2。
步骤6、识别所述图像中透光部本身所形成的图像,判断是否有烟雾产生。如果有烟雾产生,所述控制单元开启所述油烟机的抽风系统。
本发明的油烟机通过巧妙的设计,利用透光部将烟雾检测装置的图像传感器与烟雾物理隔离,图像传感器可以透过透光部获取烟雾图像,控制单元对所述烟雾图像进行识别,并控制抽风系统的开关,不仅能够保证烟雾检测的准确性和实时性,还避免烟雾凝结对图像传感器的污染。
附图说明
图1为本发明油烟机整体侧视图;
图2为本发明光学烟雾检测装置俯视图;
图3为本发明图像传感器获取的第一透光部图像;
图4位本发明图像传感器获取的第二透光部图像。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。
在一个实施例中,如图1所示,本发明的油烟机具有排气罩3和烟道2,在排气罩上还安装有烟雾检测装置1,所述烟雾检测装置1在灶台上方,垂直设置在排气罩3的边缘,所述烟雾检测装置1包括图像传感器,所述图像传感器用于获取灶台上烹饪活动产生的烟雾图像。
如图2所示,所述烟雾检测装置1具有中空结构,所述中空结构被水平放置的隔层6分为下部的设备区4和下部的图像获取区5,所述隔层6下表面设置有图像传感器8,所述图像获取区5的下部具有透光部7,所述图像传感器8能够通过所述透光部7获取排气罩3下方的烟雾图像。所述透光部7将所述图像传感器8与烟雾隔离开。具体地,所述透光部为透光玻璃、透光树脂或透明滤光片。
所述设备区4的顶部设置有通气孔11,所述烟雾检测装置1外部的空气可以通过通气孔11进入所述烟雾检测装置1上部的设备区4。
所述隔层6上还设置有至少一个安装孔,每一个所述安装孔上安装有风扇9,如图2所示,所述隔层6上具有两个安装孔。所述风扇9用于将设备区4的空气吹到所述图像获取区5。所述隔层6的上表面用于安装检测电路10,所述检测电路10可以包括控制单元、电源等相关电路,所述控制单元用于控制所述抽烟机的抽风系统,并对图像传感器8获取的烟雾图像进行识别,当控制单元根据所述烟雾图像判断烹饪过程中产生了烟雾,所述控制单元控制所述油烟机的抽风系统开始工作,将烟雾抽走,进一步地,所述控制单元判断获取的图像中的烟雾浓度,并根据所述烟雾浓度调节抽风机的功率。其烟雾图像的判断方法也可参照中国专利CN102121906A中的实施方式,在此不再赘述。所述电源用于向所述图像传感器以及风扇9供电,油烟机的控制单元对抽风系统的控制方式也可参见现有技术。
本发明具有如下有益效果:所述透光部7将所述图像传感器8与烟雾隔离开,防止烟雾直接凝结在光学镜头表面对图像传感器造成污染,同时,由于烟雾会在透光部7的外表面(图2中即下表面)会凝结油污,因此透光部7需要不时拆卸下来清洗以防止影响检测精度。为了能够便于拆卸,透光部7与烟雾检测装置1之间不可避免地具有缝隙,所述风扇9将设备区4的空气吹到图像获取区5,再从透光部7与烟雾检测装置1之间的缝隙流出烟雾检测装置1之外,这样使得图像获取区5始终处于正压状态,防止烟雾检测装置1之外的烟雾通过所述缝隙进入烟雾检测装置1内部并污染图像传感器。同时,风扇9能够将设备区4的检测电路10发出的热量及时带走,实现对检测电路10的冷却,提高检测电路10的性能,同时,检测电路10发出的热量对空气进行加热,使得风扇9吹到图像获取区5的空气温度较高,能够提高透光部7的温度,在一定程度防止油烟在透光部7外表面的凝结,并且加热后的空气也进一步加强了图像获取区5的正压效果,更好地防止烟雾检测装置1之外的烟雾通过所述缝隙进入烟雾检测装置1内部并污染图像传感器8。
在进一步的实施例中,所述图像传感器单元优选包括CCD镜头,所述镜头包括变焦单元,所述控制单元控制所述变焦单元以实现对镜头焦距的改变,从而改变所获取透光部本身图像所占所述镜头所获取整体图像的比例。针对上述实施例中的透光部,所述镜头所获取的整体图像中,不仅有透过所述透光部的烟雾图像,也有烟雾检测装置1的图像获取区5内壁所形成的图像,因此所述镜头需要在视场中准确地识别透过所述透光部中的烟雾图像并控制其所在获取的整体图像中的比例。为了解决这个问题,所述图像获取区5内壁采用尽量深的颜色,优选的颜色为黑色,其表面粗糙度在1.6以上,以保证光线照射在所述图像获取区5的内壁上形成漫反射而不会产生镜面反射光在镜头获取的图像上形成亮光斑。当图像传感单元的镜头获取透光部以及所述图像获取区5的内壁的图像时,所述内壁会在图像中形成黑色的不反光图案,帮助控制单元识别透光部的边缘,而仅对透光部中的图像进行烟雾识别。除此之外,所述内壁还可以帮助控制单元改变所获取图像中透光部本身图像所占比例。如图所示,当图像传感器的镜头获取透光部以及所述内壁的图像时,控制单元对获取的图像进行处理,由于所述内壁会在图像上形成几乎不反光的黑色区域,因此控制单元通过对CCD获取的数字图像进行像素计算就可以得到所述内壁所形成的黑色区域在整体图像中的比例(CCD获取的图像为数字图像,其像素由CCD镜头本身参数决定),经过转换计算就可以得到透光部图像的面积在整体图像中的比例,这样的计算方法不仅方便快捷,由于透光部图像与周围部件的图像难以区分,其识别需要复杂的图像算法,本实施例中的计算方无需识别透光部本身图像的边缘并计算其面积。与此同时,控制单元通过将透光部图像在整体图像中的比例与预设值进行比较,就可以判断当前获取的图像是否为有效图像。如果透光部图像在整体图像中的比例小于预设值,控制单元判断所述透光部的图像在整体图像中的比例过小,并调整所述变焦单元,扩大所述透光部图像在整体图像中的比例。为了避免变焦单元的过调,导致透光部图像在整体图像中的比例过大甚至超过整体图像的面积,造成透光部的图像不全,所述变焦单元采取焦距步进调整的方式。
本发明还提出一种油烟机烟雾检测装置的控制方法,其基于上述实施例中的油烟机,包括以下步骤:
步骤1、所述控制单元控制所述变焦单元将图像传感器的镜头焦距调至最小,使得所述透光部本身的图像在镜头获取的整体图像中的比例最小,图像传感器获取的视场最大;如图3所示,为了避免图像获取单元的镜头的焦距过大使得透光部本身的图像超出镜头的视场,需要将透光部本身的图像在整体图像中的比例调到最小,再逐步扩大,在图3中,所述图像获取区内壁所成图像由阴影表示,在实际的图像中,其所成图像为几乎不反光的黑色。
步骤2、识别所获取图像中图像获取区内壁所形成的黑色不反光区域,并计算所述黑色区域的面积所占整体图像的比例。由于图像获取区内壁具有一定粗糙度,因此在镜头所获取的图像中会因为几乎不反光形成黑色区域,依靠简单的像素计算就可以得到其黑色区域所占整体图像的比例。
步骤3、根据比例系数计算透光部本身图像所占整体图像的比例。由于在镜头获取的图像中,除了透光部本身所形成的图像之外就是所述图像获取区内壁所形成的图像,因此两者可以通过简单的换算得到。
步骤4、将透光部本身的图像面积所占整体图像的比例Q与预设阈值Q0进行比较,若Q大于或等于Q0,执行步骤6;若Q小于Q0,执行步骤5;在优选的实施例中,为了使得控制单元能够更好地对烟雾图像进行识别,Q0应该设置为0.8-0.9之间。
步骤5、控制单元调整所述变焦单元,增大所述镜头的焦距,后执行步骤2;在优选的实施例中,所述调整焦距的步骤采取步进的方式,例如可以每次增加所述镜头最大焦距的10%或20%,以避免一次焦距调整过量的情况。变焦之后,图像的清晰度调整由CCD镜头自动完成,调整完毕后的透光部图像由图4所示。
步骤6、识别所述图像中透光部本身所形成的图像,判断是否有烟雾产生。如果有烟雾产生,所述控制单元开启所述油烟机的抽风系统。
以上仅为本发明优选的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种具有正压式烟雾检测装置的油烟机,所述油烟机具有排气罩和烟道,其特征在于,所述烟雾检测装置内部具有图像传感器,所述图像传感器用于获取灶台上烹饪活动产生的烟雾图像,所述烟雾检测装置包括透光部,所述图像传感器通过所述透光部获取外部的烟雾图像,并且所述透光部防止所述烟雾进入所述烟雾检测装置内部;所述烟雾检测装置还具有风扇单元,所述风扇单元使得所述烟雾检测装置内部处于正压状态;所述油烟机还具有控制单元,所述控制单元用于控制所述抽烟机的抽风系统,并对图像传感器获取的烟雾图像进行识别,当控制单元根据所述烟雾图像判断烹饪过程中产生了烟雾,所述控制单元控制所述油烟机的抽风系统开始工作。
2.如权利要求1所述的油烟机,所述图像传感器单元优选包括CCD镜头,所述镜头包括变焦单元,所述控制单元控制所述变焦单元以实现对镜头焦距的改变,从而改变所获取透光部本身图像所占所述镜头所获取整体图像的比例。
3.一种油烟机烟雾检测装置的控制方法,其基于上述权利要求1-2中的油烟机,包括以下步骤:
步骤1、所述控制单元控制所述变焦单元将图像传感器的镜头焦距调至最小,使得所述透光部本身的图像在镜头获取的整体图像中的比例最小,图像传感器获取的视场最大;
步骤2、识别所获取图像中图像获取区内壁所形成的黑色不反光区域,并计算所述黑色区域的面积所占整体图像的比例;
步骤3、根据比例系数计算透光部本身图像所占整体图像的比例;
步骤4、将透光部本身的图像面积所占整体图像的比例Q与预设阈值Q0进行比较,若Q大于或等于Q0,执行步骤6;若Q小于Q0,执行步骤5;
步骤5、控制单元调整所述变焦单元,增大所述镜头的焦距,后执行步骤2;
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