CN109621599A - 一种具有油烟催化降解功能的油烟机及油烟催化降解方法 - Google Patents

一种具有油烟催化降解功能的油烟机及油烟催化降解方法 Download PDF

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Abstract

一种具有油烟催化降解功能的油烟机，设置有用于烟机主体、用于实时检测烹饪区域油烟成分、状况的油烟检测装置和根据油烟情况进行油烟催化降解的催化降解装置，催化降解装置和油烟检测装置分别与烟机主体，催化降解装置与油烟检测装置电连接，催化降解装置装配于烟机主体。油烟检测装置能实时检测油烟大小、VOC浓度、颗粒浓度和多环芳烃浓度，根据油烟的情况选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。油烟催化降解方法步骤包括有：步骤一、油烟检测装置检测烹饪区域中的油烟大小、颗粒物浓度、挥发性有机物和多环芳烃浓度的油烟状况；步骤二、催化降解装置根据步骤一得到的油烟状况选择催化降解方式进行催化降解操作。

Description

一种具有油烟催化降解功能的油烟机及油烟催化降解方法
技术领域
本发明涉及油烟机领域，特别涉及一种具有油烟催化降解功能的油烟机及油烟催化降解方法。
背景技术
现代生活中，许多家庭的煮食中会产生大量的油烟，这些油烟大部分是直接排出厨房外部。研究表明，烹饪油烟成分复杂，具有一定的吸入毒性、免疫毒性和致突变性，对人体健康存在一定的危害。再者这些油烟中所含的油脂量高，排出外部环境时对外界卫生环境也造成极大的影响。现有技术中，油烟净化技术有过滤式油烟净化、水膜式油烟净化、蜂窝式油烟净化等，但是厨房所排油烟同时含有气、液、固三态物质，现有的油烟机无论使用哪种方法对油烟的净化效率都不高，不能从根本上解次油烟治理的问题。
因此针对现有技术不足，提供一种具有油烟催化降解功能的油烟机及油烟催化降解方法以解决现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种具有油烟催化降解功能的油烟机。该具有油烟催化降解功能的油烟机能根据实时检测烹饪区域油烟成分、状况，并选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种具有油烟催化降解功能的油烟机,设置有用于烟机主体、用于实时检测烹饪区域油烟成分、状况的油烟检测装置和根据油烟情况进行油烟催化降解的催化降解装置，催化降解装置和油烟检测装置分别与烟机主体，催化降解装置与油烟检测装置电连接，催化降解装置装配于烟机主体。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至除催化降解装置，催化降解装置接收油烟检测装置的油烟信号启动催化降解操作。
所述催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；或者
所述催化降解装置设置为光催化模块，光催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；或者
所述催化降解装置设置有生物降解模块，生物降解模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作。
所述催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；或者
所述催化降解装置设置为光催化模块，光催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；或者
所述催化降解装置设置有生物降解模块，生物降解模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作中的两种。
优选的，上述催化降解装置设置为热催化模块、光催化模块和生物降解模块，热催化模块、光催化模块和生物降解模块分别与油烟检测装置电连接。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作。
所述热催化模块、光催化模块和生物降解模块为串联式连接；或者
所述热催化模块、光催化模块和生物降解模块为并联式连接；或者
所述热催化模块、光催化模块和生物降解模块为混联式连接。
优选的，上述油烟检测装置设置有用于检测烹饪区域内温度的温度传感模块、用于检测当前烹饪区域油烟中颗粒物浓度的颗粒物传感组件、用于计算当前烹饪区域的多环芳烃浓度的计算模块、用于对烹饪区域油烟图像分析并实时得到产生油烟大小的图像采集模块和用于检测当前烹饪区域的挥发性有机物浓度的VOC传感器，温度传感模块、颗粒物传感组件、VOC传感器和图像采集模块分别与计算模块电连接，温度传感模块、颗粒物传感组件、VOC传感器、计算模块和图像采集模块分别与烟机主体电连接。
温度传感模块感应烹饪区域内温度得到温度信号并将所得到的温度信号作为温度输出信号传输至计算模块，颗粒物传感组件采集当前烹饪区域油烟中颗粒物浓度得到颗粒浓度信号并传输至计算模块，VOC传感器采集当前烹饪区域的挥发性有机物浓度得到VOC浓度信号并传输至计算模块，图像采集模块采集烹饪区域油烟图像得到油烟输出信号并传输至计算模块，计算模块分别接收温度输出信号、油烟输出信号、VOC浓度信号和颗粒浓度信号然后处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度并得到油烟信号，计算模块将油烟信号发送至热催化模块、光催化模块和生物降解模块。
优选的，上述计算模块为以数学建模构建得到关于烹饪区域内温度、挥发性有机物浓度、油烟大小以及颗粒物浓度与油烟中有害气体中多环芳烃浓度的数学关系的计算模块。
优选的，上述计算模块为线性型计算模块、非线性计算模块、指数型计算模块、幂型计算模块、对数型计算模块、类神经网络计算模块、机器学习计算模块或者深度学习计算模块。
优选的，上述颗粒物传感组件包括有PM2.5传感器、PM10传感器、PM1.0传感器、PM0.1传感器和PMA传感器，PM10传感器、PM2.5传感器、PM1.0传感器、PM0.1传感器和PMA传感器分别与温度传感模块、VOC传感器、计算模块、图像采集模块和烟机主体电连接。
PM10传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于10微米颗粒物浓度得到PM10浓度信号并传输至计算模块。
PM2.5传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于2.5微米颗粒物浓度得到PM2.5浓度信号并传输至计算模块。
PM1.0传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于1.0微米颗粒物浓度得到PM1.0浓度信号并传输至计算模块。
PM0.1传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于0.1微米颗粒物浓度得到PM0.1浓度信号并传输至计算模块。
PMA传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于0.05微米颗粒物浓度得到PMA浓度信号并传输至计算模块。
优选的，上述热催化模块设置有热分解腔体和加热器，加热器装配于热分解腔体且加热器与油烟检测装置电连接。
优选的，上述光催化模块设置有光分解腔体和紫外发生器，紫外发生器装配于热分解腔体且紫外发生器与油烟检测装置电连接。
优选的，上述生物降解模块设置有生物降解部和粉尘去除部，粉尘去除部装配于生物降解部的前端，生物降解部与油烟检测装置电连接。
所述生物降解部为含有降解油烟生物质的生物降解部。
优选的，上述生物降解部为生物降解固定床、生物降解移动床或者生物降解流化床。
本民发明的具有油烟催化降解功能的油烟机,还设置有末端净化装置，末端净化装置装配于烟机主体且位于催化降解装置的出风端。
优选的，上述末端净化装置为活性炭。
本发明的一种具有油烟催化降解功能的油烟机，设置有用于烟机主体、用于实时检测烹饪区域油烟成分、状况的油烟检测装置和根据油烟情况进行油烟催化降解的催化降解装置，催化降解装置和油烟检测装置分别与烟机主体，催化降解装置与油烟检测装置电连接，催化降解装置装配于烟机主体。油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至除催化降解装置，催化降解装置接收油烟检测装置的油烟信号启动催化降解操作。该油烟机的油烟检测装置能实时检测油烟大小、VOC浓度、颗粒浓度和多环芳烃浓度，根据油烟的情况选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。
本发明的另一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种油烟催化降解方法。该油烟催化降解方法能根据实时检测烹饪区域油烟成分、状况，并选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种油烟催化降解方法,具有上述的具有油烟催化降解功能的油烟机，步骤包括有：
步骤一、油烟检测装置检测烹饪区域中的油烟大小、颗粒物浓度、挥发性有机物和多环芳烃浓度的油烟状况；
步骤二、催化降解装置根据步骤一得到的油烟状况选择催化降解方式进行催化降解操作。
优选的，上述催化降解方式包括有热催化降解方式、光催化降解方式和生物降解方式。
本发明的油烟催化降解方法，步骤包括有：步骤一、油烟检测装置检测烹饪区域中的油烟大小、颗粒物浓度、挥发性有机物和多环芳烃浓度的油烟状况；步骤二、催化降解装置根据步骤一得到的油烟状况选择催化降解方式进行催化降解操作。该油烟催化降解方法根据实时检测油烟大小、VOC浓度、颗粒浓度和多环芳烃浓度，根据油烟的情况选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为实施例1的一种具有油烟催化降解功能的油烟机结构示意图。
图2为实施例1的热催化模块、光催化模块和生物降解模块为串联式连接。
图3为实施例2的热催化模块、光催化模块和生物降解模块为并联式连接。
图4为实施例3的热催化模块、光催化模块和生物降解模块为混联式连接。
图5为热催化模块、光催化模块和生物降解模块为混联式连接。
图6为热催化模块、光催化模块和生物降解模块为混联式连接。
图7为一种油烟催化降解方法流程图。
图1至图7中，包括有：
热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1。
一种具有油烟催化降解功能的油烟机,如图1所示，设置有用于烟机主体、用于实时检测烹饪区域油烟成分、状况的油烟检测装置和根据油烟情况进行油烟催化降解的催化降解装置，催化降解装置和油烟检测装置分别与烟机主体，催化降解装置与油烟检测装置电连接，催化降解装置装配于烟机主体。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至除催化降解装置，催化降解装置接收油烟检测装置的油烟信号启动催化降解操作。
本发明的催化降解装置设置有热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3，热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3分别与油烟检测装置电连接。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块1，热催化模块1接收油烟信号启动热分解操作。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块2，光催化模块2接收油烟信号启动光分解操作。
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块3，生物降解模块3接收油烟信号启动生物分解操作。
需说明的是，本发明的油烟机对热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3的选择的依据可以为，当油烟中含有热分解温度较低的物质时，优先选择热催化模块1进行催化降解。如果当油烟中含有热分解温度较高的物质时，优先选择光催化模块2和生物降解模块3进行催化降解。
本实施例的热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3为串联式连接，如图2所示。
需说明的是，本发明的串联的方式也可以为热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3其他的顺序排列，也落入本发明的保护范围。
油烟检测装置设置有用于检测烹饪区域内温度的温度传感模块、用于检测当前烹饪区域油烟中颗粒物浓度的颗粒物传感组件、用于计算当前烹饪区域的多环芳烃浓度的计算模块、用于对烹饪区域油烟图像分析并实时得到产生油烟大小的图像采集模块和用于检测当前烹饪区域的挥发性有机物浓度的VOC传感器，温度传感模块、颗粒物传感组件、VOC传感器和图像采集模块分别与计算模块电连接，温度传感模块、颗粒物传感组件、VOC传感器、计算模块和图像采集模块分别与烟机主体电连接。
本发明的烹饪区域内温度优选为检测厨具温度，也可以为检测烹饪区域内空气温度、油烟温度或者灶具温度等，具体的实施方式根据实际情况而定。本实施例有烹饪区域内检测温度为厨具温度。
温度传感模块感应烹饪区域内温度得到温度信号并将所得到的温度信号作为温度输出信号传输至计算模块，颗粒物传感组件采集当前烹饪区域油烟中颗粒物浓度得到颗粒浓度信号并传输至计算模块，VOC传感器采集当前烹饪区域的挥发性有机物浓度得到VOC浓度信号并传输至计算模块，图像采集模块采集烹饪区域油烟图像得到油烟输出信号并传输至计算模块，计算模块分别接收温度输出信号、油烟输出信号、VOC浓度信号和颗粒浓度信号然后处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度并得到油烟信号，计算模块将油烟信号分别发送至热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3。
本发明的计算模块为以数学建模构建得到关于烹饪区域内温度、挥发性有机物浓度、油烟大小以及颗粒物浓度与油烟中有害气体中多环芳烃浓度的数学关系的计算模块。
计算模块为线性型计算模块、非线性计算模块、指数型计算模块、幂型计算模块、对数型计算模块、类神经网络计算模块、机器学习计算模块或者深度学习计算模块中的任意一种。
本发明的计算模块通过数学建模获得，数学建模是通过实验收集不同温度、油烟大小、挥发性有机物浓度和颗粒物浓度等因素与油烟中多环芳烃浓度的数学关系。根据不同的实验条件进行采样检测得到不同种类多环芳烃浓度进行分析归类得到数学模型，从而计算模块能够根据烹饪区域内温度和油烟中颗粒物的浓度的检测条件判断出当前不同种类多环芳烃浓度。
颗粒物传感组件包括有PM2.5传感器、PM10传感器、PM1.0传感器、PM0.1传感器和PMA传感器，PM10传感器、PM2.5传感器、PM1.0传感器、PM0.1传感器和PMA传感器分别与温度传感模块、VOC传感器、计算模块、图像采集模块和烟机主体电连接。
PM10传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于10微米颗粒物浓度得到PM10浓度信号并传输至计算模块。
PM2.5传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于2.5微米颗粒物浓度得到PM2.5浓度信号并传输至计算模块。
PM1.0传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于1.0微米颗粒物浓度得到PM1.0浓度信号并传输至计算模块。
PM0.1传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于0.1微米颗粒物浓度得到PM0.1浓度信号并传输至计算模块。
PMA传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于0.05微米颗粒物浓度得到PMA浓度信号并传输至计算模块。
本发明的热催化模块1设置有热分解腔体和加热器，加热器装配于热分解腔体且加热器与油烟检测装置电连接。
光催化模块2设置有光分解腔体和紫外发生器，紫外发生器装配于热分解腔体且紫外发生器与油烟检测装置电连接。
物降解模块设置有生物降解部和粉尘去除部，粉尘去除部装配于生物降解部的前端，生物降解部与油烟检测装置电连接。
生物降解部为含有降解油烟生物质的生物降解部。生物降解部为生物降解固定床、生物降解移动床或者生物降解流化床。本实施例的生物降解部为生物降解固定床。
本发明的热催化模块1的工作过程为加热器进行加热，将油烟中内物质加热分解，最终生成二氧化碳和水，因为分解反应为放热反应，当反应进行到一定阶段后，反应放出的热量足以维持反应的持续进行，加热器可以停止加热。
本发明的热催化模块1光催化模块2的原理为通过有机物的光催化分解最终生成二氧化碳和水，从而分解油烟。
本发明的生物降解模块3的原理为通过有机物进行生物降解，最终生成二氧化碳和水，从而分解油烟。需说明的是，本发明选用的降解油烟生物质的种类为公知常识，本领域的技术人员应当知晓，在此不再累述。
本发明的图像采集模块的处理方法为：
图像采集模块以成像设备采集的初始图像作为基础进行处理，初始图像为灰度图，所采集的初始图像被序列化，依次通过后帧的初始图像与前帧的初始图像进行处理，得到各个后帧初始图像所处时刻的当前厨房油烟浓度.
每次通过后帧的初始图像与前帧的初始图像进行处理，得到后帧初始图像所处时刻的当前厨房油烟浓度的步骤过程如下：
(1)将后帧的初始图像与前帧的初始图像进行帧差处理得到帧差图像；
(2)以开运算方式对帧差图像进行去噪处理，得到去噪图像；
(3)对去噪图像进行边缘检测，标记运动区域作为初始感兴趣区域；
(4)对初始感兴趣区域进行灰度均值计算和区域平滑度计算，将同时满足灰度均值和平滑度要求的区域作为下一步感兴趣区域，其它的区域作为干扰排除；
(5)对步骤(4)提取出的感兴趣区域分别进行统计，根据统计结果得到油烟浓度赋值。
步骤(1)中，对采集到的初始图像进行帧差操作得到帧差图像具体是：
图像采集模块根据接收到的初始图像的先后顺序，将后一帧图像与前一帧图像做差，得到动态区域高亮的帧差图像。
其中步骤(2)对帧差图像采用开运算进行去噪处理，得到去噪图像，具体通过如下方式进行：先对帧差图像进行腐蚀操作，以消除图像中的噪点和细小尖刺，断开窄小的连接；再对腐蚀后的图像进行膨胀操作，恢复原帧差图像中的烟雾特征。
其中步骤(3)对去噪图像进行边缘检测，标记运动区域作为初始感兴趣区域，具体是：检测帧差图像高亮区域的边缘并进行标记，将标记出的区域作为初始感兴趣区域。
其中步骤(4)具体是对每个初始感兴趣区域进行灰度均值、区域平滑度计算，得到每个初始感兴趣区域对应的灰度均值和灰度平滑度，将同时满足计算得到的灰度均值小于灰度阈值、灰度平滑度小于灰度平滑度阈值的初始感兴趣区域作为感兴趣区域，将其它初始感兴趣区域判定为干扰区域。
其中步骤(5)具体是，针对步骤(4)提取出的感兴趣区域，将每个感兴趣区域图像中的所有像素的灰度进行求和计算得到每个感兴趣区域图像的灰度值，再将每个感兴趣区域图像的灰度值进行求和，得到油烟浓度赋值。
成像设备采集的目标区域以区域S表示，任意一帧初始图像为对应区域S的成像。
初始图像由m*n个像素构成，
后帧初始图像A的像素的灰度值以矩阵AH表示，AH＝{ahi,j}，ahi,j代表后帧初始图像A中第i行、第j列像素对应的灰度值，i为像素所在的行，j为像素所在的列，1≤i≤m，1≤j≤n；后帧初始图像A中第i行、第j列像素所在的子区域为ASi,j。
前帧初始图像B的像素的灰度值以矩阵BH表示，BH＝{bhi,j}，bhi,j代表前帧初始图像B中第i行、第j列像素对应的灰度值，前帧初始图像B中第i行、第j列像素所在的子区域为BSi,j。
帧差图像D的像素灰度值以矩阵DH表示，DH＝{dhi,j}＝{|ahi,j-bhi,j|}，dhi,j代表帧差图像D中第i行、第j列像素对应的灰度值，帧差图像D中第i行、第j列像素所在的子区域为DSi,j。
在帧差图像中，|dhi,j|＝0的区域，呈黑色；|dhi,j|≠0的区域呈高亮显示。
其中步骤(2)中对帧差图像进行腐蚀操作，具体包括如下步骤：
2-11，任意定义一个卷积核θ；
2-12，将卷积核θ与帧差图像进行卷积；在卷积核θ遍历帧差图像时，提取卷积核所覆盖区域内卷积结果的像素灰度最小值p以及与卷积核中心重合的像素点C；
像素点C的灰度通过矩阵CH＝{ck,q}表示，k、q为像素点C的行序号和列序号，
获得在卷积核θ遍历帧差图像过程中得到的卷积结果最小值像素点矩阵P，最小值像素点矩阵P的灰度通过矩阵PH＝{pk,q}表示；
2-13将像素点矩阵P的灰度对应赋予像素点C，得到腐蚀图像；
步骤(2)中对腐蚀图像进行膨胀操作，具体包括如下步骤：
2-21，任意定义一个卷积核β；
2-22，将卷积核β与腐蚀图像进行卷积；在卷积核β遍历腐蚀图像时，提取卷积核所覆盖区域内卷积结果的像素灰度最大值o以及与卷积核中心重合的像素点R；
像素点R的灰度通过矩阵RH＝{rl,v}表示，l、v为像素点R的行序号和列序号，
获得在卷积核β遍历腐蚀图像过程中得到的卷积结果最大值像素点矩阵O，最大值像素点矩阵O的灰度通过矩阵OH＝{ol,v}表示；
2-13将最大值像素点矩阵O的灰度对应赋予像素点R，得到膨胀图像，得到的膨胀图像即为去噪图像。
其中步骤(3)通过如下步骤进行：
3-1，定义一个滤波器Y，滤波器为t*t矩阵，t为奇数；
3-2，使滤波器Y遍历去噪图像，计算滤波器在每一位置处的中心像素点所在的去噪图像的灰度值以及中心像素点邻域内其它像素点的灰度值，并根据公式(Ⅰ)计算滤波器在每一位置处的中心像素点的边缘检测值Xz，z为滤波器Y遍历去噪图像时的标记，
f、g为像素点的矩阵序号，1≤f≤t，1≤g≤t，e为滤波器在每一位置处的像素点所在的去噪图像的灰度值；α为权重系数，与滤波器位置相对应；
3-3，将滤波器在每一位置处的中心像素点边缘检测值Xz与中心像素点邻域的其它像素点的灰度值相减，并判断差值的绝对值是否大于阈值Δ；
统计大于阈值的数量，如果数量超过判定滤波器所处位置的中心像素点对应的去噪图像的像素点位置为边缘点，并进行标记；
3-4，滤波器遍历完整个去噪图像，得到所有标记的边缘点，获得初步感兴趣区域。
t为3。
需说明的是，上述的图像采集模块的处理方法仅是提出其中之一种处理方法，对于其他图像采集模块的处理方法只能够获取烹饪区域的图像采集模块输出数据的方法都可以应用于本发明的油烟机，均应落入本发明的保护范围。
需说明的是，本发明的图像采集模块是采用摄像头对烹饪区域油烟大小进行检测，只要能够实现本发明的上述功能都可以作为本发明的图像采集模块。
而本发明的计算模块是通过温度输出信号、油烟输出信号、PM2.5浓度信号、PM10浓度信号、PM1.0浓度信号、PM0.1浓度信号和PMA浓度信号计算出当前烹饪区域的多环芳烃浓度，该计算模块为计算器或者具备计算功能的模块均可作为本发明的计算模块，对于这类型的计算模块为工业生产中的计算模块的公知常识，本领域的技术人员应当知晓，在此不再赘述。
本发明的计算模块的计算公式为式(Ⅰ)，
其中C多环芳烃为烹饪区域内的多环芳烃气体总浓度，κ为温度传感模块的输出数据，λ为图像采集模块的输出数据，C为颗粒物传感组件的输出数据，CPM10为PM10传感器的输出数据，CPM2.5为PM2.5传感器的输出数据，CPM1.0为PM1.0传感器的输出数据，CPM0.1为PM0.1传感器的输出数据，CPMA为PMA传感器的输出数据，CVOC为VOC传感器的输出数据。
当κ∈(0℃，200℃)，C∈(0μg/m3,3000μg/m3)，λ∈(0,300)，CVOC∈(0mg/m3，5mg/m3)时，C(2-3)＝70％C多环芳烃,C(4)＝20％C多环芳烃,C(5-6)＝10％C多环芳烃。
当κ∈(200℃，240℃)，C∈(3000μg/m3,5000μg/m3)，λ∈(300,500)，CVOC∈(5mg/m3，10mg/m3)时，C(2-3)＝60％C多环芳烃,C(4)＝25％C多环芳烃,C(5-6)＝15％C多环芳烃。
其中C(2-3)为二环多环芳烃和三环多环芳烃的浓度,C(4)为四环多环芳烃的浓度，C(5-6)为五环多环芳烃和六环多环芳烃的浓度。
例如当κ为100℃时，C为1000μg/m3,λ为100，CVOC为1mg/m3时，分别将κ、C、CVOC和λ的数据值直接代入公式，计得C多环芳烃为1106.6且C多环芳烃的单位为pg/m3，即当前环境中的多环芳烃的浓度为1106.6pg/m3。C(2-3)的浓度为774.62pg/m3，C(4)的浓度为221.32pg/m3，C(5-6)的浓度为110.66pg/m3。
该具有油烟催化降解功能的油烟机，设置有用于烟机主体、用于实时检测烹饪区域油烟成分、状况的油烟检测装置和根据油烟情况进行油烟催化降解的催化降解装置，催化降解装置和油烟检测装置分别与烟机主体，催化降解装置与油烟检测装置电连接，催化降解装置装配于烟机主体。油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至除催化降解装置，催化降解装置接收油烟检测装置的油烟信号启动催化降解操作。该油烟机的油烟检测装置能实时检测油烟大小、VOC浓度、颗粒浓度就能计算得到多环芳烃浓度。同时该油烟机还根据油烟的情况选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。
实施例2。
一种具有油烟催化降解功能的油烟机,如图3所示，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3并联式连接。
与实施例1相比，本实施例的并联式连接可以使油烟只进行入热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3的其中一个，能提高热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3的使用寿命。因此不使用的模块油烟就不进入，能够减少油烟的附着，从而提高使用寿命。
实施例3。
一种具有油烟催化降解功能的油烟机，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3为混联式连接。
本发明的热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3可以为按图4的顺序混联式连接，也可以为图5和图6的的顺序混联式连接。
与实施例1和实施例2相比，本实施例的混联式连接可以提高油烟的降解效率，同时也能提高热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3的使用寿命。
实施例4。
一种具有油烟催化降解功能的油烟机其他特性与实施例1相同，不同之处在于：本实施例还设置有末端净化装置，末端净化装置装配于烟机主体且位于催化降解装置的出风端。末端净化装置为活性炭。
本实施例与实施例1相比，本实施增加末端净化装置，可以防止未完全被催化降解的有害物质进入外部环境，实现污染物零排放。
实施例5。
一种具有油烟催化降解功能的油烟机,其他特性与实施例1相同，不同之处在于：本发明的催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；或者
催化降解装置设置为光催化模块，光催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；或者
催化降解装置设置有生物降解模块，生物降解模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作。
本实施例具体的催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作。
需说明的是，本发明的催化降解装置可以为热催化模块，也可以为光催化模块或者生物降解模块的任意一种，具体实施例方式根据实际情而定。
与实施例1相比，本实施例的催化降解装置成本较低。
实施例6。
一种具有油烟催化降解功能的油烟机,其他特性与实施例1相同，不同之处在于：本发明催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；或者
催化降解装置设置为光催化模块，光催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；或者
催化降解装置设置有生物降解模块，生物降解模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作中的两种。
本实施例具体的催化降解装置为热催化模块和光催化模块。
需说明的是，本发明的催化降解装置可以为热催化模块和光催化模块，也可以说为热催化模和生物降解模块，也可以为生物降解模块和光催化模块，催化降解装置具体的实施方式根据实际情况而定。
与实施例1相比，本实施例的催化降解装置成本较低。
实施例7。
一种油烟催化降解方法，如图7所示，使用如实施例1所述的具有油烟催化降解功能的油烟机步骤包括有：
步骤一、油烟检测装置检测烹饪区域中的油烟大小、颗粒物浓度、挥发性有机物和多环芳烃浓度的油烟状况；
步骤二、催化降解装置根据步骤一得到的油烟状况选择催化降解方式进行催化降解操作。
催化降解方式包括有热催化降解方式、光催化降解方式和生物降解方式。
需说明的是，本发明的油烟机对热催化模块1、光催化模块2和生物降解模块3的选择的依据可以为，当油烟中含有热分解温度较低的物质时，优先选择热催化模块1进行催化降解。如果当油烟中含有热分解温度较高的物质时，优先选择光催化模块2和生物降解模块3进行催化降解。
该油烟催化降解方法，步骤包括有：步骤一、油烟检测装置检测烹饪区域中的油烟大小、颗粒物浓度、挥发性有机物和多环芳烃浓度的油烟状况；步骤二、催化降解装置根据步骤一得到的油烟状况选择催化降解方式进行催化降解操作。该油烟催化降解方法根据实时检测油烟大小、VOC浓度、颗粒浓度和多环芳烃浓度，根据油烟的情况选择不同的催化降解方式将厨房油脂经催化降解，从而实现污染物零排放。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (14)

1.一种具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于，设置有用于烟机主体、用于实时检测烹饪区域油烟成分、状况的油烟检测装置和根据油烟情况进行油烟催化降解的催化降解装置，催化降解装置和油烟检测装置分别与烟机主体，催化降解装置与油烟检测装置电连接，催化降解装置装配于烟机主体；
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至除催化降解装置，催化降解装置接收油烟检测装置的油烟信号启动催化降解操作。
2.根据权利要求1所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；或者
所述催化降解装置设置为光催化模块，光催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；或者
所述催化降解装置设置有生物降解模块，生物降解模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作。
3.根据权利要求1所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述催化降解装置设置为热催化模块，热催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；或者
所述催化降解装置设置为光催化模块，光催化模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；或者
所述催化降解装置设置有生物降解模块，生物降解模块与油烟检测装置电连接，油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作中的两种。
4.根据权利要求1所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述催化降解装置设置为热催化模块、光催化模块和生物降解模块，热催化模块、光催化模块和生物降解模块分别与油烟检测装置电连接；
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至光催化模块，光催化模块接收油烟信号启动光分解操作；
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至热催化模块，热催化模块接收油烟信号启动热分解操作；
油烟检测装置实时检测烹饪过程中油烟成分、状况得油烟信号并发送至生物降解模块，生物降解模块接收油烟信号启动生物分解操作；
所述热催化模块、光催化模块和生物降解模块为串联式连接；或者
所述热催化模块、光催化模块和生物降解模块为并联式连接；或者
所述热催化模块、光催化模块和生物降解模块为混联式连接。
5.根据权利要求4所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述油烟检测装置设置有用于检测烹饪区域内温度的温度传感模块、用于检测当前烹饪区域油烟中颗粒物浓度的颗粒物传感组件、用于计算当前烹饪区域的多环芳烃浓度的计算模块、用于对烹饪区域油烟图像分析并实时得到产生油烟大小的图像采集模块和用于检测当前烹饪区域的挥发性有机物浓度的VOC传感器，温度传感模块、颗粒物传感组件、VOC传感器和图像采集模块分别与计算模块电连接，温度传感模块、颗粒物传感组件、VOC传感器、计算模块和图像采集模块分别与烟机主体电连接；
温度传感模块感应烹饪区域内温度得到温度信号并将所得到的温度信号作为温度输出信号传输至计算模块，颗粒物传感组件采集当前烹饪区域油烟中颗粒物浓度得到颗粒浓度信号并传输至计算模块，VOC传感器采集当前烹饪区域的挥发性有机物浓度得到VOC浓度信号并传输至计算模块，图像采集模块采集烹饪区域油烟图像得到油烟输出信号并传输至计算模块，计算模块分别接收温度输出信号、油烟输出信号、VOC浓度信号和颗粒浓度信号然后处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度并得到油烟信号，计算模块将油烟信号分别发送至热催化模块、光催化模块和生物降解模块。
6.根据权利要求5所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述计算模块为以数学建模构建得到关于烹饪区域内温度、挥发性有机物浓度、油烟大小以及颗粒物浓度与油烟中有害气体中多环芳烃浓度的数学关系的计算模块。
7.根据权利要求6所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述计算模块为线性型计算模块、非线性计算模块、指数型计算模块、幂型计算模块、对数型计算模块、类神经网络计算模块、机器学习计算模块或者深度学习计算模块。
8.根据权利要求7所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述颗粒物传感组件包括有PM2.5传感器、PM10传感器、PM1.0传感器、PM0.1传感器和PMA传感器，PM10传感器、PM2.5传感器、PM1.0传感器、PM0.1传感器和PMA传感器分别与温度传感模块、VOC传感器、计算模块、图像采集模块和烟机主体电连接；
PM10传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于10微米颗粒物浓度得到PM10浓度信号并传输至计算模块，
PM2.5传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于2.5微米颗粒物浓度得到PM2.5浓度信号并传输至计算模块，
PM1.0传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于1.0微米颗粒物浓度得到PM1.0浓度信号并传输至计算模块，
PM0.1传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于0.1微米颗粒物浓度得到PM0.1浓度信号并传输至计算模块，
PMA传感器采集当前烹饪区域油烟中当量直径小于等于0.05微米颗粒物浓度得到PMA浓度信号并传输至计算模块。
9.根据权利要求8所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：热催化模块设置有热分解腔体和加热器，加热器装配于热分解腔体且加热器与油烟检测装置电连接。
10.根据权利要求9所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述光催化模块设置有光分解腔体和紫外发生器，紫外发生器装配于热分解腔体且紫外发生器与油烟检测装置电连接。
11.根据权利要求10所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：所述生物降解模块设置有生物降解部和粉尘去除部，粉尘去除部装配于生物降解部的前端，生物降解部与油烟检测装置电连接；
生物降解部为含有降解油烟生物质的生物降解部；
生物降解部为生物降解固定床、生物降解移动床或者生物降解流化床。
12.根据权利要求11所述的具有油烟催化降解功能的油烟机,其特征在于：还设置有末端净化装置，末端净化装置装配于烟机主体且位于催化降解装置的出风端；
所述末端净化装置为活性炭。
13.一种油烟催化降解方法,其特征在于，具有如权利要求5至12任意一项所述的具有油烟催化降解功能的油烟机，步骤包括有：
步骤一、油烟检测装置检测烹饪区域中的油烟大小、颗粒物浓度、挥发性有机物和多环芳烃浓度的油烟状况；
步骤二、催化降解装置根据步骤一得到的油烟状况选择催化降解方式进行催化降解操作。
14.根据权利要求13所述的油烟催化降解方法,其特征在于,所述催化降解方式包括有热催化降解方式、光催化降解方式和生物降解方式。
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