CN109682479A - 一种食用油油温实时检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种食用油油温实时检测系统，针对使用环境易被油雾污染的情况，提出改善措施，提高油温检测结果的准确度。包括食用油加热辐射体、油温实时检测装置，油温实时检测装置包括对准食用油加热辐射体的光学镜头以及信号传感器、信号处理器；光学镜头为双层结构，包括红外聚焦透镜以及设置在红外聚焦透镜外层的油雾阻挡保护镜片，红外聚焦透镜将收集到的红外信号聚焦到信号传感器上，信号传感器将红外信号转换成电信号送入信号处理器，信号处理器进行处理计算，得出食用油温度值；油雾阻挡保护镜片用于阻止挥发的油雾污染红外聚焦透镜，使得红外聚焦透镜能够将穿过油雾阻挡保护镜片的红外辐射信号正常聚焦到红外信号传感器上。
Description
技术领域
本发明涉及食用油检测技术领域，特别是涉及一种食用油油温实时检测系统。
背景技术
在家庭日常生活烹饪,或饭店专业厨师烹饪过程中，对食用油温度的控制完全是凭个人的经验来大致推测食用油的温度，而推测的食用油温度往往不准确，由于无法精确掌握烹饪过程中食用油的温度，经常导致烹饪过程中油温过热，超过食用油沸点，导致液体食用油挥发，挥发的油雾存在污染操作空间环境的问题，挥发的油雾积聚达到一定浓度遇到明火还有可能造成爆燃事故，存在很大的安全隐患，从另一个角度来看也造成了食用油的浪费，同时烹饪过程中温度过高也容易导致油品变质出现有害物质，对身体健康造成隐患。利用已知的红外测温原理可以对食用油温度进行测量，可是存在下面几个明显的缺点：1、现在生活中的烹饪场景中并没有实际可行，简单直接的实时获取加热中食用油温度的方案。2、由于食用油的种类众多，包括橄榄油、花生油、菜籽油、大豆油等众多常用品种。食用油达到沸点就会造成食用油蒸发，可是不同的食用油沸点温度差别很大，例如橄榄油约为190℃、花生油约为225℃、菜籽油约为338℃、大豆油约为257℃，事实上了解这些参数的人很少。由于不同食用油的沸点温度不同，即使操作者知道加热的食用油的实际温度，操作者也很难判断不同食用油加热的程度，以及在什么温度下食用油会蒸发，因此测量结果只显示加热中的食用油温度意义比较有限。3、我们可以用红外测温设备测得加热中的食用油温度，但是随着时间的推移，挥发的油雾会逐渐积聚覆盖在红外温度探测器的红外聚焦透镜上，造成红外聚焦透镜片被油膜覆盖，红外传感信号通过被油膜覆盖的红外聚焦透镜镜片会比未覆盖油膜镜片有更大的衰减，从而造成测量温度结果不准确，达不到实用目标。
发明内容
本发明提供了一种食用油油温实时检测系统，针对检测食用油油温时的使用环境易被油雾污染的情况，提出改善措施，提高油温检测结果的准确度，使得在食用油加热过程中的温度测量变得实用有效，非常有利于厨房环境的改善，是智能厨房发展前景的重要组成部分。本发明还提供一种具有食用油油温实时检测系统的厨房设备。
本发明的技术方案是：
1.一种食用油油温实时检测系统，其特征在于，包括食用油加热辐射体、油温实时检测装置，所述油温实时检测装置包括对准食用油加热辐射体的光学镜头以及信号传感器、信号处理器；所述光学镜头为双层结构，包括红外聚焦透镜以及设置在红外聚焦透镜外层的油雾阻挡保护镜片，所述红外聚焦透镜将收集到的食用油加热辐射体辐射的红外信号聚焦到信号传感器上，所述信号传感器将接收的红外信号转换成电信号送入信号处理器，所述信号处理器将红外信号传感器送入的电信号进行处理计算，得出食用油温度值；所述油雾阻挡保护镜片用于阻止挥发的油雾污染红外聚焦透镜，使得红外聚焦透镜能够将穿过油雾阻挡保护镜片的红外辐射信号正常聚焦到红外信号传感器上。
2.所述信号处理器还连接环境温度传感器，测量得到环境温度值用于对测量的油温自动补偿校准；校准时所述信号处理器将环境温度传感器送入的信号进行处理计算获得环境温度值，信号处理器利用测量得到的环境温度值对红外信号传感器送入的加热辐射体未加热状态时的电信号进行处理计算并进行补偿，使最终测量得到的未加热食用油加热辐射体的温度同环境温度值一致，实现温度自动补偿校准；完成校准后即使油雾阻挡保护镜片被油膜覆盖，再加热测量得到的食用油温度值就是食用油的实际温度。
3.还包括与信号处理器连接的二维码扫描及网络参数提取模块，通过扫描食用油条形码、二维码或通过互联网查询方式获取食用油品的特性和沸点温度信息后，将获取的信息送入信号处理器。
4.还包括与信号处理器连接的显示模块，所述信号处理器将测得的食用油实际温度送入显示模块进行显示；同时信号处理器将测量到的食用油实际温度进行归一化处理，根据获取的食用油沸点温度数据，得出其达到沸点温度的百分比值，将进行归一化处理后的表示其达到沸点温度百分比的归一化温度送入显示模块进行显示。
5.还包括与信号处理器连接的发声模块，所述信号处理器将测量得到的食用油加热实际温度送入发声模块，所述发声模块包括发声元件，所述发声元件根据其逼近沸点温度阈值的程度以改变发声间隔的方式进行不同的发声提示。
6.还包括与信号处理器连接的存储模块，信号处理器将测量的实时温度数据发送到存储器进行存储记录；还能够记录专业厨师在烹饪过程中所使用的食用油种类及操作的时机，并通过网络进行数据分享学习专业厨师对于不同食用油的火候和时机的把握。
7、一种具有上述食用油油温实时检测系统的厨房设备，其特征在于，包括抽油烟机、炉灶，所述抽油烟机上安装油温实时检测装置，所述食用油加热辐射体位于炉灶上，所述油温实时检测装置的光学镜头对准位于炉灶上的食用油加热辐射体。
本发明的技术效果：
本发明提供的食用油油温实时检测系统具有以下几个突出优点：
1、本发明采用红外测温原理对食用油油温进行实时测量并对测量的食用油温度数据进行存储、显示。针对检测食用油油温时的使用环境易被油雾污染的情况，考虑到油雾污染造成的油膜会使红外聚焦透镜的红外光线透过率下降，使测量误差逐渐变大，严重时甚至会使红外测温功能失效的情况，本发明提出了改善措施：红外测温的光学镜头设计为双层结构，在红外聚焦透镜之前加油雾阻挡保护镜片，使得油雾被阻挡在保护镜片上，不能污染红外聚焦透镜；这个保护镜片的位置在红外聚焦透镜的设计焦距之外，积淀在保护镜片上的油膜图形也不影响红外线信号正常聚焦在红外信号传感器上，只是降低了射入红外线信号的平均值。
2、本发明针对油雾污染提出的提高测量结果准确性的另一改善措施是，定期进行温度补偿校准，保证在油雾阻挡保护镜片在被油雾污染的情况下测量的食用油温度的准确性，降低油雾污染对测量精度的影响。带自动校准功能的食用油油温实时检测系统在定期的启动自动校准过程，校准时所述信号处理器将环境温度传感器送入的信号进行处理计算获得环境温度值，同时信号处理器利用测量得到的环境温度值对红外信号传感器送入的加热辐射体未加热状态时的电信号进行处理计算并进行补偿，使最终测量得到的未加热食用油加热辐射体的温度同环境温度值一致，实现温度自动补偿校准。完成校准后即使油雾阻挡保护镜片被油膜覆盖，再进行加热的食用油油温测量也不会严重影响测量结果的准确性，此时测量得到的食用油温度值就是加热的食用油的实际温度。
3、本发明对测量的食用油温度数据的显示方式进行了改进。由于不同种类的食用油的沸点温度不同，只显示实际温度的方式不能使操作者简单直观的了解食用油的加热程度，本发明针对不同食用油达到沸点的温度不同，设计了归一化的食用油品温度显示方式：通过扫描食用油品条形码、二维码或通过互联网获取食用油品的特性和沸点温度信息，在获得选定油品沸点温度物理特性的情况下，将测量获得的加热中的食用油温度以归一化方式来显示其达到沸点温度的百分比，同时显示实际温度；另外还设置了声音提示报警装置，在超过设置的食用油发声提示温度阈值后，按照接近的沸点程度给予由慢到快的声音提示，直到声音持续不间断的进行提示代表已经达到沸点温度。本发明采用的显示实际温度和归一化的显示方式以及发声提示的方式，可以让烹饪者从多个维度直观的了解不同食用油在加热过程中加热的程度，给烹饪操作者提供直观、准确、可操作的温度提示，这样就可以精确把握炒菜的时机，在不牺牲食物口感的情况下，大幅度减少油的蒸发，减少操作空间环境的油雾污染。
4、本发明的存储模块不仅对测量的食用油油温数据进行记录保存，还能够记录专业厨师的烹饪过程中所使用的食用油种类及操作的时机，通过对专业厨师操作时机的记录可以学习到专业厨师的操作技能，学习到专业厨师对于不同用油的火候把握；还可以通过网络进行数据分享，让普通人也能获得专业厨师对于菜品所使用的食用油品类及操作的时机等工作经验，做出餐厅专业厨师级别的美味菜肴。
5、高度集成芯片构成的超小型红外食用油温度测量模组便于进行集成安装。
本发明集成了所有为实现本发明目标所需部件的集成电路系统芯片，只需要很少的元器件就能做出测量食用油温度的超小型红外食用油温度测量模组，超小型红外食用油温度测量模组便于同抽油烟机或其他附属设备进行集成安装。通过将超小型红外食用油温度测量模组集成安装于抽油烟机或其他附属设备，红外食用油温度测量模组同抽油烟机或其他附属设备结合为一体，在外观上同传统的抽油烟机或其他附属设备没有太大的区别，实现了红外食用油温度测量模组化于无形的物联传感目标设计。
附图说明
图1为本发明的食用油油温实时检测系统实施例组成结构示意图。
图2为本发明的食用油油温实时检测系统温度显示方式示意图。
图3为本发明的具有食用油油温实时检测系统的厨房设备示意图。
附图标记列示如下：
1-食用油加热辐射体，2-油雾阻挡保护镜片，3-红外聚焦透镜，4-红外信号传感器，5-信号处理器，6-二维码扫描及网络参数提取模块，7-显示模块，8-存储模块，9-发声模块，10-环境温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明。
本发明的整体构想和设计要点是：设计一种采用红外测温原理，可对正在烹调加热的食用油温度进行实时检测的实用化系统。
如图1所示，为本发明的食用油油温实时检测系统实施例组成结构示意图。本发明的食用油油温实时检测系统，包括食用油加热辐射体(即正在烹调加热的食用油)1、油温实时检测装置，油温实时检测装置包括对准食用油加热辐射体的光学镜头以及油温信号传感器、信号处理器；图1中本实施例的油温实时检测装置采用红外测温原理，油温信号传感器为红外信号传感器，红外光学镜头将收集到的加热辐射体表面辐射的红外信号聚焦到红外信号传感器上，红外信号传感器将接收的红外信号转换成电信号送入信号处理器，信号处理器将红外信号传感器送入的电信号进行处理计算后，得出食用油温度值。本发明对准食用油加热辐射体1的光学镜头部分在结构上具有特别设计的双层结构，包括红外聚焦透镜3以及设置在红外聚焦透镜3外层的油雾阻挡保护镜片2，第一层的油雾阻挡保护镜片2，用于阻止挥发的油雾到达红外聚焦透镜，此镜片所处位置的油膜图形不能聚焦在红外信号传感器4上。在油膜覆盖阻挡保护镜片的情况下，红外线也能够穿过油雾阻挡保护镜片2通过红外聚焦透镜3聚焦到红外信号传感器4。油雾阻挡保护镜片表面积聚的油膜只是将摄入的红外光信号平均化衰减了，而不会改变红外聚焦透镜的焦距，从而使得红外聚焦透镜3能够将红外辐射信号正常聚焦到红外信号传感器4。第二层的红外聚焦透镜3用于将射入的被油雾阻挡保护镜片平均化的食用油加热辐射体1的红外辐射信号聚焦到红外信号传感器4；红外信号传感器4将接收的红外光信号转换成电信号送入信号处理器5，信号处理器5进行处理计算得到正在烹调加热的食用油温度值。
图1中，所述食用油油温实时检测系统还带自动校准功能，定期对由于油雾污染造成的测量偏差进行校准，信号处理器5连接环境温度传感器10，校准是在食用油加热辐射体未进行加热时进行的，此时食用油加热辐射体的温度同环境温度一致，校准时信号处理器5将环境温度传感器10送入的电信号进行处理计算得到环境温度值，同时信号处理器5利用测量得到的环境温度值对红外信号传感器送入的电信号进行处理计算，将信号处理器5处理得到的环境温度值与信号处理器5处理得到的未加热时的食用油加热辐射体的温度进行比对拟合，对由于油雾污染造成的温度偏差进行补偿，使测量得到的未加热食用油加热辐射体的温度同环境温度值一致，实现温度自动补偿校准。校准完成后再进行加热的食用油油温测量，保证结果的准确性。带自动校准功能的食用油油温实时检测系统，监测食用油加热辐射体油温，判断系统的启动和停止时间，在监测目标长时间(系统将通过实时时钟RTC，及设备使用状态监测来启动自动校准过程)未进行加热的状态下，定期进行校准，此时食用油加热辐射体温度已经下降到和环境温度一致，环境温度传感器将接收的温度信号转换成电信号送入信号处理模块得到环境温度，同时红外聚焦透镜将经过油雾阻挡保护镜片平均化的未进行加热的食用油加热辐射体表面辐射的红外线信号聚焦到红外信号传感器，红外信号传感器将接收的红外光信号转换成电信号送入信号处理器，信号处理器将红外信号传感器送入的电信号进行处理。根据实际反复实验获取的数据，和适配这些数据的补偿算法，使红外测量的温度结果同信号处理器计算得到的环境温度值拟合，就可以实现温度校准。完成校准后即使油雾阻挡保护镜片被油膜覆盖，再进行加热的食用油油温测量也不会严重影响测量结果的准确性，此时测量得到的食用油温度值就是加热的食用油的实际温度。
本发明实施例的食用油油温实时检测系统，还包括与信号处理器5连接的显示模块7、二维码扫描及网络参数提取模块6、发声模块9。如图2所示，是本发明实施例显示模块的温度显示方式示意图。在显示实际温度的同时，对于不同类别的食用油采用归一化的油温显示方式显示其达到沸点温度的百分比值。由于不同类别的食用油的沸点温度不同，只显示实际温度的方式不能使操作者简单直观的了解食用油的加热程度，采用归一化的显示方式就是为了能够让操作者能够直观的了解食用油的加热程度，便于操作者从两个不同维度直观的了解不同食用油的实际温度及加热的程度。图2中，显示有实际温度和归一化的温度两种显示方式，上方的数字表示油温实际温度，下方的条状刻度以达到沸点温度的百分比的方式显示其加热的程度，100％满格为达到沸点的温度，百分比数据代表加热的食用油距离沸点的程度。为此，本发明的带自动校准功能的食用油油温实时检测系统带有与信号处理器5连接的二维码扫描及网络参数提取模块6，二维码扫描及网络参数提取模块6通过扫描食用油条形码、二维码获取食用油品的特性和沸点温度信息，另外还可以通过互联网查询的方式查询到食用油品的特性和沸点温度信息，将获取的信息送入信号处理器5，信号处理器5将测量到的食用油实际温度与查询到的食用油沸点温度数据比对进行归一化处理。同时设置与信号处理器5连接的发声模块9，信号处理器5将测量得到的食用油加热实际温度根据其逼近沸点温度阈值的程度进行不同的发声提示发送给发声模块9，当加热的食用油油温超过设定的温度阈值后，发声模块9的发声元件以改变发声间隔的方式进行发声提示，发声元件在食用油温度超过设定温度阈值时以“滴-滴-滴”长间隔的滴声进行提示。随着温度的升高发声间隔逐渐缩短，到最后达到沸点温度以无间隔的长“滴”声进行提示，长“滴”声提示到达沸点温度。同时带自动校准功能的食用油油温实时检测系统还包括与信号处理器5连接的存储模块8，信号处理器5将测量的实时温度数据及食用油油品特性和沸点温度数据发送到存储模块8进行存储记录；还能够记录专业厨师在烹饪过程中所使用的食用油种类及操作的时机，并通过网络进行分享，通过观察记录的温度变化以及提取食用油的品类信息，可以得到专业厨师操作时机及使用的油品的品类，能够学习到专业厨师对于不同食用油的火候和时机的把握。让普通人也能获得专业厨师对于菜品所使用的食用油品类及操作的时机等工作经验。
如图3所示，为本发明的具有食用油油温实时检测系统的厨房设备示意图。包括抽油烟机、炉灶，抽油烟机上安装油温实时检测装置，食用油加热辐射体位于炉灶上，油温实时检测装置的光学镜头对准位于炉灶上的食用油加热辐射体。置于抽油烟机上的带自动校准功能的食用油油温实时检测系统定期的对系统进行校准，校准完成的带自动校准功能的食用油油温实时检测系统对锅内加热的食用油辐射的红外线信号进行收集并进行测量温度，测量的温度在抽油烟机显示屏上以实际温度和归一化两种显示方式进行显示，烹饪者根据显示屏显示的实际温度和归一化温度以及声音提示可以清楚的知道食用油加热的程度，并根据系统提供的专业厨师的操作经验在合适的油温下进行烹饪，同时有了实际温度和归一化温度显示，以及接近沸点温度时发出的声音提示还能够指示烹饪者避免将油加热到沸点以上进行烹饪，从而减少了食用油的蒸发，减少了操作环境被挥发油雾的污染的程度，以及减少了食用油本身的浪费。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
Claims (7)
1.一种食用油油温实时检测系统，其特征在于，包括食用油加热辐射体、油温实时检测装置，所述油温实时检测装置包括对准食用油加热辐射体的光学镜头以及信号传感器、信号处理器；所述光学镜头为双层结构，包括红外聚焦透镜以及设置在红外聚焦透镜外层的油雾阻挡保护镜片，所述红外聚焦透镜将收集到的食用油加热辐射体辐射的红外信号聚焦到信号传感器上，所述信号传感器将接收的红外信号转换成电信号送入信号处理器，所述信号处理器将红外信号传感器送入的电信号进行处理计算，得出食用油温度值；所述油雾阻挡保护镜片用于阻止挥发的油雾污染红外聚焦透镜，使得红外聚焦透镜能够将穿过油雾阻挡保护镜片的红外辐射信号正常聚焦到红外信号传感器上。
2.根据权利要求1所述的食用油油温实时检测系统，其特征在于，所述信号处理器还连接环境温度传感器，测量得到环境温度值用于对测量的油温自动补偿校准；校准时所述信号处理器将环境温度传感器送入的信号进行处理计算获得环境温度值，信号处理器利用测量得到的环境温度值对红外信号传感器送入的加热辐射体未加热状态时的电信号进行处理计算并进行补偿，使最终测量得到的未加热食用油加热辐射体的温度同环境温度值一致，实现温度自动补偿校准；完成校准后即使油雾阻挡保护镜片被油膜覆盖，再加热测量得到的食用油温度值就是食用油的实际温度。
3.根据权利要求1所述的食用油油温实时检测系统，其特征在于，还包括与信号处理器连接的二维码扫描及网络参数提取模块，通过扫描食用油条形码、二维码或通过互联网查询方式获取食用油品的特性和沸点温度信息后，将获取的信息送入信号处理器。
4.根据权利要求3所述的食用油油温实时检测系统，其特征在于，还包括与信号处理器连接的显示模块，所述信号处理器将测得的食用油实际温度送入显示模块进行显示；同时信号处理器将测量到的食用油实际温度进行归一化处理，根据获取的食用油沸点温度数据，得出其达到沸点温度的百分比值，将进行归一化处理后的表示其达到沸点温度百分比的归一化温度送入显示模块进行显示。
5.根据权利要求3所述的食用油油温实时检测系统，其特征在于，还包括与信号处理器连接的发声模块，所述信号处理器将测量得到的食用油加热实际温度送入发声模块，所述发声模块包括发声元件，所述发声元件根据其逼近沸点温度阈值的程度以改变发声间隔的方式进行不同的发声提示。
6.根据权利要求1所述的食用油油温实时检测系统，其特征在于，还包括与信号处理器连接的存储模块，信号处理器将测量的实时温度数据发送到存储器进行存储记录；还能够记录专业厨师在烹饪过程中所使用的食用油种类及操作的时机，并通过网络进行数据分享学习专业厨师对于不同食用油的火候和时机的把握。
7.一种具有权利要求1至6之一所述的食用油油温实时检测系统的厨房设备，其特征在于，包括抽油烟机、炉灶，所述抽油烟机上安装油温实时检测装置，所述食用油加热辐射体位于炉灶上，所述油温实时检测装置的光学镜头对准位于炉灶上的食用油加热辐射体。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201811589018.4A CN109682479A (zh) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 一种食用油油温实时检测系统 |
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