CN109738582A - 一种厨房环境空气质量提示装置 - Google Patents

Abstract

一种厨房环境空气质量提示装置,置有用于检测烹饪区域温度的温度传感模块、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、根据检测的烹饪区域温度以及对烹饪区域的油烟大小计算得到烹饪区域当前的多环芳烃检测模块和提示模块；温度传感模块、图像采集模块和多环芳烃检测模块分别与提示模块电连接。该厨房环境空气质量提示装置厨房环境空气质量提示装置能根据烹饪区域温度和烹饪区域油烟情况而计算出当前烹饪区域中多环芳烃浓度，并发出提示信号。该提示装置能及时提出警示，能使使用者第一时间知道当前环境有害气体的情况从而能作出相应防护，大大提高使用者的健康保障。

Description

一种厨房环境空气质量提示装置

技术领域

本发明涉及厨房环境空气检测领域，特别涉及一种厨房环境空气质量提示装置。

背景技术

现代生活中，许多家庭在烹饪中会产生大量的油烟。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。油烟气体中包括有多环芳烃类物质，多环芳烃类物质中有相当部分具有致癌性，如苯并[α]芘。现有技术的油烟机并不能自动识别当前烹饪环境中的油烟的多环芳烃类物质浓度，大大限制了油烟机的智能化发展。

因此针对现有技术不足，提供一种厨房环境空气质量提示装置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厨房环境空气质量提示装置。该厨房环境空气质量提示装置能识别前烹饪环境中的油烟的有害物质多环芳烃浓度。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现：

提供一种厨房环境空气质量提示装置,设置有用于检测烹饪区域温度的温度传感模块、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、根据检测的烹饪区域温度以及对烹饪区域的油烟大小计算得到烹饪区域当前的多环芳烃检测模块和提示模块。

温度传感模块、图像采集模块和多环芳烃检测模块分别与提示模块电连接。

优选的，上述温度传感模块感应烹饪区域温度得到温度输出信号并传输至多环芳烃检测模块，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多环芳烃检测模块，多环芳烃检测模块分别接收温度传感模块的温度输出信号和图像采集模块的油烟输出信号，然后对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度。

优选的，上述温度传感模块感应烹饪区域温度得到温度输出信号并传输至多环芳烃检测模块和提示模块。

优选的，上述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多环芳烃检测模块和提示模块。

优选的，上述多环芳烃检测模块接收温度输出信号和油烟输出信号，对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度并得到多环芳烃浓度信号，多环芳烃检测模块并将多环芳烃浓度信号传输至提示模块。

优选的，上述提示模块分别接收温度输出信号、油烟输出信号和多环芳烃浓度信号处理并发出提示信号。

优选的，上述多环芳烃检测模块为以数学建模构建得到关于温度和油烟大小与油烟中有害气体中多环芳烃浓度的数学关系的多环芳烃检测模块。

优选的，上述多环芳烃检测模块为线性型多环芳烃检测模块、非线性多环芳烃检测模块、指数型多环芳烃检测模块、幂型多环芳烃检测模块、对数型多环芳烃检测模块、类神经网络多环芳烃检测模块、机器学习多环芳烃检测模块或者深度学习多环芳烃检测模块。

优选的，上述多环芳烃检测模块的计算公式为式(Ⅰ)，

C_多环芳烃＝0.05κ+0.05λ+0.33κλ+475.1 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。

另一优选的，上述多环芳烃检测模块的计算公式为式(Ⅱ)，

C_多环芳烃＝0.05κ^0.98+0.05λ^1.05+0.33κλ+469.5 式(Ⅱ)，

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。

优选的，上述温度传感模块检测烹饪区域温度得到输出数据κ，判断κ与温度阈值κ₁关系，且0≤κ₁。

优选的，上述温度传感模块计算温度变化速率L的值，其中L＝dκ/dω，ω为单位时间，并判断L与温度变化速率阈值Ls的关系,且Ls≥0。

优选的，上述图像采集模块对烹饪区域油烟图像分析并实时得到产生油烟大小得到图像采集模块的输出数据λ，判断λ与油烟阈值λ₁的关系，且0≤λ₁。

优选的，上述图像采集模块计算油烟变化速率N的值，其中N＝dλ/dω，ω为单位时间，并判断N与油烟变化速率阈值Ns的关系,且Ns≥0。

优选的，上述多环芳烃检测模块对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度C_多环芳烃，判断C_多环芳烃与浓度阈值C_{多环芳烃1}的关系，且0≤C_{多环芳烃1}。

优选的，上述多环芳烃检测模块计算多环芳烃浓度变化速率M的值，其中M＝dC_多环芳烃/dω，ω为单位时间，并判断M与多环芳烃浓度变化速率阈值Ms的关系,且Ms≥0。

优选的，上述λ₁为140和40。

优选的，上述C_{多环芳烃1}为1000pg/m³和1500pg/m³。

优选的，上述κ₁为200℃和150℃。

优选的，上述Ls＝10℃/min。

优选的，上述1/s。

优选的，上述Ms＝10pg/(m³*s)。

当当κ≥κ₁＝200℃、λ≥λ₁＝140或是C_多环芳烃≥C_{多环芳烃1}＝1500pg/m³中至少一种时，提示模块发出提示信号。

当κ≥κ₁＝150℃且L≥Ls、λ≥λ₁＝40且N≥Ns或者C_{多环芳烃1}＝1000pg/m³且M≥Ms中至少一种时，提示模块发出提示信号。

优选的，上述提示模块设置有控制组件和声音组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和声音组件电连接。

优选的，上述控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对声音组件发出提示信号，声音组件接收提示信号并发出声音提示。

第二优选的，上述提示模块设置有控制组件和灯光组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和灯光组件电连接。

优选的，上述控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对灯光组件发出提示信号，灯光组件接收提示信号并发出灯光提示。

第三优选的，上述提示模块设置有控制组件和信号发射组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和信号发射组件电连接，信号发射组件与外部设备信号连接。

优选的，上述控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对信号发射组件发出提示信号，信号发射组件接收提示信号并对外部设备发出提示信号。

优选的，上述外部设备为手机、平板电脑、家用电器或者云端处理器。

本发明的一种厨房环境空气质量提示装置,置有用于检测烹饪区域温度的温度传感模块、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、根据检测的烹饪区域温度以及对烹饪区域的油烟大小计算得到烹饪区域当前的多环芳烃检测模块和提示模块；温度传感模块、图像采集模块和多环芳烃检测模块分别与提示模块电连接。该厨房环境空气质量提示装置厨房环境空气质量提示装置能根据烹饪区域温度和烹饪区域油烟情况而计算出当前烹饪区域中多环芳烃浓度，并发出提示信号。该提示装置能及时提出警示，能使使用者第一时间知道当前环境有害气体的情况从而能作出相应防护，大大提高使用者的健康保障。

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的一种厨房环境空气质量提示装置的工作流程示意图。

图2为实施例7的一种厨房环境空气质量提示装置的工作流程示意图。

图3为实施例8的一种厨房环境空气质量提示装置的工作流程示意图。

图4为实施例9的一种厨房环境空气质量提示装置的工作流程示意图。

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。

一种厨房环境空气质量提示装置,如图1所示，设置有用于检测烹饪区域温度的温度传感模块、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、根据检测的烹饪区域温度以及对烹饪区域的油烟大小计算得到烹饪区域当前的多环芳烃检测模块和提示模块。

温度传感模块、图像采集模块和多环芳烃检测模块分别与提示模块电连接。

温度传感模块感应烹饪区域温度得到温度输出信号并传输至多环芳烃检测模块，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多环芳烃检测模块，多环芳烃检测模块分别接收温度传感模块的温度输出信号和图像采集模块的油烟输出信号，然后对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度。

温度传感模块感应烹饪区域温度得到温度输出信号并传输至多环芳烃检测模块和提示模块。

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多环芳烃检测模块和提示模块。

多环芳烃检测模块接收温度输出信号和油烟输出信号，对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度并得到多环芳烃浓度信号，多环芳烃检测模块并将多环芳烃浓度信号传输至提示模块。

提示模块分别接收温度输出信号、油烟输出信号和多环芳烃浓度信号处理并发出提示信号。

多环芳烃检测模块为以数学建模构建得到关于温度和油烟大小与油烟中有害气体中多环芳烃浓度的数学关系的多环芳烃检测模块。

本发明的多环芳烃检测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和油烟大小等因素与油烟中有害气体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，从而多环芳烃检测模块能够根据烹饪区域温度和油烟大小的检测条件判断出当前不同种类多环芳烃浓度。

本发明的多环芳烃检测模块为线性型多环芳烃检测模块、非线性多环芳烃检测模块、指数型多环芳烃检测模块、幂型多环芳烃检测模块、对数型多环芳烃检测模块、类神经网络多环芳烃检测模块、机器学习多环芳烃检测模块或者深度学习多环芳烃检测模块的其中一种。

图像采集模块实时采集烹饪过程中产生油烟的情况，具体为实时采集对应区域的图片并处理当前厨房油烟浓度，并把数据传输至多环芳烃检测模块。

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＝{ah_i,j}，ah_i,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AS_i,j。

前帧初始图像B的像素的灰度值以矩阵BH表示，BH＝{bh_i,j}，bh_i,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BS_i,j。

帧差图像D的像素灰度值以矩阵DH表示，DH＝{dh_i,j}＝{|ah_i,j-bh_i,j|}，dh_i,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DS_i,j。

在帧差图像中，|dh_i,j|＝0的区域，呈黑色；|dh_i,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＝{c_k,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＝{p_k,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＝{r_l,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＝{o_l,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X_z，z为滤波器Y遍历去噪图像时的标记，

f、g为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X_z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厨房环境空气质量提示装置，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。而本发明的多环芳烃检测模块是通过温度信号和油烟信号计算出当前烹饪区域的多环芳烃浓度，该多环芳烃检测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多环芳烃检测模块，对于这类型的多环芳烃检测模块为工业生产中的多环芳烃检测模块的公知常识，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。

该厨房环境空气质量提示装置,置有用于检测烹饪区域温度的温度传感模块、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、根据检测的烹饪区域温度以及对烹饪区域的油烟大小计算得到烹饪区域当前的多环芳烃检测模块和提示模块；温度传感模块、图像采集模块和多环芳烃检测模块分别与提示模块电连接。该厨房环境空气质量提示装置厨房环境空气质量提示装置能根据烹饪区域温度和烹饪区域油烟情况而计算出当前烹饪区域中多环芳烃浓度，并发出提示信号。该提示装置能及时提出警示，能使使用者第一时间知道当前环境有害气体的情况从而能作出相应防护，大大提高使用者的健康保障。

实施例2。

一种厨房环境空气质量提示装置，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：多环芳烃检测模块的计算公式为式(Ⅰ)，

C_多环芳烃＝0.05κ+0.05λ+0.33κλ+475.1 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。

当κ∈(0℃，200℃)，λ∈(0,300)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℃)，λ∈(300,500)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，λ为100时，分别将κ和λ的数据值直接代入公式，计得C_多环芳烃为3785.1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3785.1pg/m³。C_(2-3)的浓度为2649.57pg/m³，C⁽⁴⁾的浓度为757.02pg/m³，C_(5-6)的浓度为378.51pg/m³。

本实施例的厨房环境空气质量提示装置可以通过检测烹饪区域温度和烹饪区域的油烟大小进行计算得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度，能够计算出当前环境中的二环多环芳烃、三环多环芳烃、四环多环芳烃、五环多环芳烃和六环多环芳烃的浓度。

实施例3。

一种厨房环境空气质量提示装置，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：多环芳烃检测模块的计算公式为式(Ⅱ)，

C_多环芳烃＝0.05κ^0.98+0.05λ^1.05+0.33κλ+469.5 式(Ⅱ)。

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。

当κ∈(0℃，200℃)，λ∈(0,300)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℃)，λ∈(300,500)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，λ为100时，分别将κ和λ的数据值直接代入公式，计得C_多环芳烃为3780.35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3780.35pg/m³。C_(2-3)的浓度为2646.245pg/m³，C₍₄₎的浓度为756.07pg/m³，C_(5-6)的浓度为378.035pg/m³。

本实施例的厨房环境空气质量提示装置可以通过检测烹饪区域温度和烹饪区域的油烟大小进行计算得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度，能够计算出当前环境中的二环多环芳烃、三环多环芳烃、四环多环芳烃、五环多环芳烃和六环多环芳烃的浓度。

实施例4。

一种厨房环境空气质量提示装置，其他特征与实施例2或者实施例3相同，不同之处在于：温度传感模块检测烹饪区域温度得到输出数据κ，判断κ与温度阈值κ₁关系，且0≤κ₁。

温度传感模块计算温度变化速率L的值，其中L＝dκ/dω，ω为单位时间，并判断L与温度变化速率阈值Ls的关系,且Ls≥0。

本发明的温度阈值κ₁可以为200℃和150℃，也可以是其他任意值，具体的数据根据实际情况而定。而本发明的温度变化速率阈值具体为Ls＝10℃/min。本实施例具体的温度阈值κ₁为200℃。

图像采集模块对烹饪区域油烟图像分析并实时得到产生油烟大小得到图像采集模块的输出数据λ，判断λ与油烟阈值λ₁的关系，且0≤λ₁。

图像采集模块计算油烟变化速率N的值，其中N＝dλ/dω，ω为单位时间，并判断N与油烟变化速率阈值Ns的关系,且Ns≥0。

本发明的油烟阈值λ₁可以为140和40，也可以是其他任意值，具体的数据根据实际情况而定。本发明的油烟变化速率阈值具体为Ns＝1/s。本实施例具体的油烟阈值λ₁为140。

多环芳烃检测模块对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度C_多环芳烃，判断C_多环芳烃与浓度阈值C_{多环芳烃1}的关系，且0≤C_{多环芳烃1}。

多环芳烃检测模块计算多环芳烃浓度变化速率M的值，其中M＝dC_多环芳烃/dω，ω为单位时间，并判断M与多环芳烃浓度变化速率阈值Ms的关系,且Ms≥0。

本发明的浓度阈值C_{多环芳烃1}可以为1000pg/m³和1500pg/m³，也可以是其他任意值，具体的数据根据实际情况而定。本发明的多环芳烃浓度变化速率阈值具体为Ms＝10pg/(m³*s)。本实施例具体的浓度阈值C_{多环芳烃1}为1500pg/m³。

与实施例2或者实施例3相比，本实施例增加了温度阈值、油烟阈值、浓度阈值、温度变化速率、油烟变化速率和浓度变化速率，能够为提示模块发出提示信号提供数据支持。

实施例5。

一种厨房环境空气质量提示装置，其他特征与实施例4相同，不同之处在于：本发明当κ≥κ₁＝200℃、λ≥λ₁＝140、C_多环芳烃≥C_{多环芳烃1}＝1500pg/m³中至少一种时，提示模块发出提示信号。

需说明的是，本发明提示模块可以根据是C_多环芳烃超过阈值，也λ超过阈值，κ超过阈值，也可以是κ、C_多环芳烃和λ三者中的两个或者三个同时超过阈值而发出提示信号，具体的根据实际情况而定。

例如，当C_多环芳烃≥1500pg/m³时，提示模块发出提示信号。

本实施例与实施例4相比，当当前温度、油烟大小或者多环芳烃浓度其中一个或者多个超过阈值时，提示模块就会发出提示信号，能使使用者第一时间知道当前环境有害气体的情况从而做出相应防护，大大提高使用者的健康保障。

实施例6。

一种厨房环境空气质量提示装置，其他特征与实施例4相同，不同之处在于：当κ≥κ₁＝150℃且L≥Ls、λ≥λ₁＝40且N≥Ns或者C_{多环芳烃1}＝1000pg/m³且M≥Ms，提示模块发出提示信号。

需说明的是，本发明提示模块可以根据是L和κ都超过阈值，也N和λ都超过阈值，C_多环芳烃和M都超过阈值，也可以是L和κ、N和λ以及C_多环芳烃和M三者中的两个或者三个同时超过阈值而发出提示信号，具体的根据实际情况而定。

例如，当温度变化速率大于或等于10℃/min且κ大于150℃时，控提示模块发出提示信号。

本实施例与实施例4相比，当油烟变化速率、温度变化速率或者多环芳烃浓度变化速率其中一个或者多个超过阈值时，提示模块就会发出提示信号，能使使用者第一时间知道当前环境有害气体的情况从而能做出相应防护，大大提高使用者的健康保障。

实施例7。

一种厨房环境空气质量提示装置，如图2所示，其他特征与实施例4相同，不同之处在于：提示模块设置有控制组件和声音组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和声音组件电连接。

控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对声音组件发出提示信号，声音组件接收提示信号并发出声音提示。

本发明的声音可以为声响、音乐或者语音提示。声响可以以不同节奏或声音长短不同代表不同的环境空气质量情况。音乐可以以不同的音乐代表不同的环境空气质量情况。语音提示是以直接报道环境空气质量情况。

与实施例7相比，本实施例能通过声音提示能够直接提示使用者当前的环境空气质量情况，从而大大提高使用者的健康保障。

实施例8。

一种厨房环境空气质量提示装置，如图3所示，其他特征与实施例4相同，不同之处在于：提示模块设置有控制组件和灯光组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和灯光组件电连接。

控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对灯光组件发出提示信号，灯光组件接收提示信号并发出灯光提示。

本发明的灯光组件可以由不同的发光去元件组成，发光原元件可以安装于油烟机或者其他的家用电器。当多个发光元件组合时，发出光学信号的强度、频率可以是完全相同或各不相同，以代表不同情况。

与实施例7相比，本实施例能通过灯光提示能够直接提示使用者当前的环境空气质量情况，从而大大提高使用者的健康保障。

实施例9。

一种厨房环境空气质量提示装置，如图4所示，其他特征与实施例4相同，不同之处在于：所述提示模块设置有控制组件和信号发射组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和信号发射组件电连接，信号发射组件与外部设备信号连接。

控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对信号发射组件发出提示信号，信号发射组件接收提示信号并对外部设备发出提示信号。

本发明的外部设备为手机、平板电脑、家用电器或者云端处理器。本实施例的外部设备具体为手机。

本发明的通过使用外部设备可以查看提示装置检测到的各种信息，并明确显示出当前环境空气质量情况。外部设备的显示方式可以是文字、表格或者图形等。

与实施例7相比，本实施例能通过信号发射组件对外部设备发送提示信号，能够提示使用者当前的环境空气质量情况，从而大大提高使用者的健康保障。

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 (17)

1.一种厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：设置有用于检测烹饪区域温度的温度传感模块、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、根据检测的烹饪区域温度以及对烹饪区域的油烟大小计算得到烹饪区域当前的多环芳烃检测模块和提示模块；

温度传感模块、图像采集模块和多环芳烃检测模块分别与提示模块电连接。

2.根据权利要求1所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述温度传感模块感应烹饪区域温度得到温度输出信号并传输至多环芳烃检测模块，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多环芳烃检测模块，多环芳烃检测模块分别接收温度传感模块的温度输出信号和图像采集模块的油烟输出信号，然后对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度。

3.根据权利要求2所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述温度传感模块感应烹饪区域温度得到温度输出信号并传输至多环芳烃检测模块和提示模块，

所述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多环芳烃检测模块和提示模块，

所述多环芳烃检测模块接收温度输出信号和油烟输出信号，对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度并得到多环芳烃浓度信号，多环芳烃检测模块并将多环芳烃浓度信号传输至提示模块，

所述提示模块分别接收温度输出信号、油烟输出信号和多环芳烃浓度信号处理并发出提示信号。

4.根据权利要求3所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述多环芳烃检测模块为以数学建模构建得到关于温度和油烟大小与油烟中有害气体中多环芳烃浓度的数学关系的多环芳烃检测模块。

5.根据权利要求4所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述多环芳烃检测模块为线性型多环芳烃检测模块、非线性多环芳烃检测模块、指数型多环芳烃检测模块、幂型多环芳烃检测模块、对数型多环芳烃检测模块、类神经网络多环芳烃检测模块、机器学习多环芳烃检测模块或者深度学习多环芳烃检测模块。

6.根据权利要求4所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述多环芳烃检测模块的计算公式为式(Ⅰ)，

C_多环芳烃＝0.05κ+0.05λ+0.33κλ+475.1 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。

7.根据权利要求4所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述多环芳烃检测模块的计算公式为式(Ⅱ)，

C_多环芳烃＝0.05κ^0.98+0.05λ^1.05+0.33κλ+469.5式(Ⅱ)，

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。

8.根据权利要求7所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述温度传感模块检测烹饪区域温度得到输出数据κ，判断κ与温度阈值κ₁关系，且0≤κ₁；

所述温度传感模块计算温度变化速率L的值，其中L＝dκ/dω，ω为单位时间，并判断L与温度变化速率阈值Ls的关系,且Ls≥0。

9.根据权利要求8所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述图像采集模块对烹饪区域油烟图像分析并实时得到产生油烟大小得到图像采集模块的输出数据λ，判断λ与油烟阈值λ₁的关系，且0≤λ₁；

所述图像采集模块计算油烟变化速率N的值，其中N＝dλ/dω，ω为单位时间，并判断N与油烟变化速率阈值Ns的关系,且Ns≥0。

10.根据权利要求9所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述多环芳烃检测模块对温度输出信号和油烟输出信号处理实时得到当前烹饪区域的多环芳烃浓度C_多环芳烃，判断C_多环芳烃与浓度阈值C_{多环芳烃1}的关系，且0≤C_{多环芳烃1}；

所述多环芳烃检测模块计算多环芳烃浓度变化速率M的值，其中M＝dC_多环芳烃/dω，ω为单位时间，并判断M与多环芳烃浓度变化速率阈值Ms的关系,且Ms≥0。

11.根据权利要求10述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述λ₁为140和40；

所述C_{多环芳烃1}为1000pg/m³和1500pg/m³；

所述κ₁为200℃和150℃；

所述Ls＝10℃/min；

所述Ns＝1/s；

所述Ms＝10pg/(m³*s)。

12.根据权利要求11所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：当κ≥κ₁＝200℃、λ≥λ₁＝140或者C_多环芳烃≥C_{多环芳烃1}＝1500pg/m³中至少一种时，提示模块发出提示信号。

13.根据权利要求11所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：当κ≥κ₁＝150℃且L≥Ls、λ≥λ₁＝40且N≥Ns或者C_{多环芳烃1}＝1000pg/m³且M≥Ms中至少一种时，提示模块发出提示信号。

14.根据权利要求12或者13所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述提示模块设置有控制组件和声音组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和声音组件电连接；

所述控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对声音组件发出提示信号，声音组件接收提示信号并发出声音提示。

15.根据权利要求12或者13所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述提示模块设置有控制组件和灯光组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和灯光组件电连接；

所述控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对灯光组件发出提示信号，灯光组件接收提示信号并发出灯光提示。

16.根据权利要求12或者13所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述提示模块设置有控制组件和信号发射组件，控制组件分别与温度传感模块、图像采集模块、多环芳烃检测模块和信号发射组件电连接，信号发射组件与外部设备信号连接；

所述控制组件分别接收温度传感模块的温度输出信号，图像采集模块的油烟输出信号和多环芳烃检测模块的多环芳烃浓度信号处理并对信号发射组件发出提示信号，信号发射组件接收提示信号并对外部设备发出提示信号。

17.根据权利要求16所述的厨房环境空气质量提示装置,其特征在于：所述外部设备为手机、平板电脑、家用电器或者云端处理器。