CN109915866A - 抽油烟机 - Google Patents

Abstract

一种抽油烟机包含至少一抽风马达、一红外线数组传感器模块以及一主控制器。红外线数组传感器模块能够以非接触的方式感测一锅具的温度，并输出相对应的一温度信号。主控制器与抽风马达以及红外线数组传感器模块电性连接，其中主控制器接收温度信号，并依据锅具的温度以及温度的一变化率至少其中之一来评估油烟量并控制抽风马达的一转速。

Description

抽油烟机

【技术领域】

本发明是有关一种抽油烟机，特别是一种可感测锅具温度的抽油烟机。

【背景技术】

厨房油烟中含有多种有害物质，例如丙烯醛、苯并芘、丁二烯、苯酚、多环芳香烃等，除了直接吸入对呼吸道及肺部造成伤害外，也会刺激眼睛、鼻子和脸部皮肤，产生呕吐、心烦、丧失食欲等的油烟综合症。根据研究报告妇女煮菜因油烟罹患肺癌的几率增加78％，使用抽油烟机则比不使用抽油烟机致肺癌的几率降低8.3倍。然而，使用者常常忘了开启抽油烟机，或在细微油烟为不可视的情况下下没开启抽油烟机而导致罹患肺癌而不自知。因此有需要一款可以自动启动及控制风量的抽油烟机，以保障烹饪者的健康。

已知的油烟检测法包含：(1)光电式烟雾检测法；(2)微机电系统(MEMS)装置的尘粒检测法；(3)有机气体感测法(VOC)或室内空气质量(IAQ)检测法。光电式烟雾传感器是利用烟雾粒子对光的散射来感知烟雾，但对于粒径较小的细微粒子则无法感测。微机电系统(MEMS)装置的尘粒检测法会有饱和的时候，因此需要时常更换。而有机气体传感器(VOC)只能感测有机气体，对于油烟中的气体不是感度较差就是无法感测，因此其有效性不如预期。

有鉴于此，如何评估油烟量并据以控制抽油烟机便是目前极需努力的目标。

【发明内容】

本发明提供一种抽油烟机，其包含一红外线数组传感器模块，因此，本发明的抽油烟机能够以非接触的方式感测锅具的温度，并依据锅具的温度或温度的变化率来评估油烟量并控制抽风马达的转速。

本发明一实施例的抽油烟机是设置于一炉具的上方或侧面。抽油烟机包含至少一抽风马达、一红外线数组传感器模块以及一主控制器。红外线数组传感器模块用以感测炉具上的一锅具的温度，并输出相对应的一温度信号。主控制器与抽风马达以及红外线数组传感器模块电性连接，其中主控制器接收温度信号，并依据锅具的温度以及温度的一变化率至少其中之一来控制抽风马达的一转速。

以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

【附图说明】

图1为一示意图，显示本发明第一实施例的抽油烟机。

图2为一示意图，显示本发明一实施例的抽油烟机的红外线数组传感器模块。

图3为一侧视示意图，显示本发明第二实施例的抽油烟机。

图4为一示意图，显示本发明第三实施例的抽油烟机。

【符号说明】

10 抽油烟机

11a、11b 抽风马达

111 排风管道

12 红外线数组传感器模块

121 红外线数组传感器

121a 红外线数组感测芯片

121b 透镜

121c 热敏电阻

122 信号处理器

122a 信号放大器

122b 微控制器

122c 非挥发性内存

122d 通信接口

13 主控制器

14 操作面板

15 无线通信模块

20 炉具

21a 瓦斯控制器

21b 瓦斯阀

30 锅具

40 使用者

50 网关

60a、60b 行动上网装置

70 服务器

80 因特网

PS 近接信号

PSS 像素选择信号

TS 温度信号

SS1 第一感测信号

SS2 第二感测信号

【具体实施方式】

以下将详述本发明的各实施例，并配合图式作为例示。除了该多个详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或组件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。图式中相同或类似的组件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意的用，并非代表组件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。

请参照图1，本发明的一实施例的抽油烟机10是设置于一炉具20的上方或侧面，以作为上吸式或侧吸式的抽油烟机。本发明的抽油烟机10包含至少一抽风马达11a、11b、一红外线数组传感器模块12以及一主控制器13。抽风马达11a、11b通过旋转风扇产生吸力，以抽吸烹煮时产生的油烟，并经由排风管道111排出油烟。红外线数组传感器模块12能够以非接触的方式感测炉具20上的一锅具30的温度，并输出相对应的一温度信号至主控制器13。主控制器13与抽风马达11a、11b以及红外线数组传感器模块13电性连接。主控制器13接收红外线数组传感器模块12所输出的温度信号，并依据锅具30的温度或温度的变化率来控制抽风马达11a、11b的一转速，亦即排风量的大小。可以理解的是，主控制器13亦可依据锅具30的温度以及温度的变化率来控制抽风马达11a、11b的转速。

举例而言，当油温达到摄氏150度时，会生成油烟的主要成分丙烯醛(辛辣味)。油温超过摄氏300度时，除了产生丙烯醛外，还会产生凝聚体，因而容易诱发呼吸或消化系统产生病症。一般家庭烹煮时爆炒的油温约为摄氏240度，煎煮时的油温约为摄氏120至150度，油炸的油温约为摄氏200至230度，而油脂干烧可以到摄氏270度以上。可以理解的是，烹调的温度越高，油烟成分的粒径越小，可侵入呼吸道的粉尘越多，危害也越大。因此，本发明的抽油烟机10可通过监控锅具30的温度及/或温度的变化率来评估油烟的产生，并据以控制抽风马达11a、11b的转速，亦即排风量。

于一实施例中，当锅具30的温度大于或等于第一默认值(例如摄氏150度)时，主控制器13控制抽风马达11a、11b至一第一转速，例如高转速以产生较大的排风量。或者，当锅具30的温度下降的变化率大于或等于一第二默认值时，代表食材投入锅具30内而造成锅具30的温度骤降，例如温度差为摄氏15度，此时主控制器13亦控制抽风马达11a、11b至第一转速(即高转速)。

于一实施例中，当锅具30的温度大于或等于一第三默认值(例如摄氏120度)且小于第一默认值(例如摄氏150度)，主控制器13则控制抽风马达11a、11b至一第二转速，例如中转速以产生较小的排风量。可以理解的是，依据不同需求，本发明的抽油烟机可设计多个温度默认值以作更细微的排风量控制。举例而言，当锅具30的温度大于或等于摄氏60度且小于摄氏100度或120度时，主控制器13则控制抽风马达11a、11b至一第三转速，例如小于第二转速的低转速以产生更小的排风量。

请再参照图1，于一实施例中，本发明的抽油烟机10更包含一操作面板14，其与主控制器13电性连接。使用者可通过操作面板14控制抽风马达11a、11b的转速。举例而言，在自动控制排风量的情况下，锅具30的温度较低，抽风马达11a、11b的转速亦较低，亦即排风量较小。然而，为了排除热气或其它理由，使用者可在锅具30的温度较低的情况下通过操作面板14强制提高抽风马达11a、11b的转速。

于一实施例中，红外线数组传感器模块12可包含一热电堆数组传感器、电阻型热传感器(Bolometer)或焦电数组传感器以及遮光器(chopper)的组合，其中遮光器设置于焦电数组传感器的一感测面的前端。举例而言，请参照图2，红外线数组传感器模块12包含一红外线数组传感器121以及一信号处理器122。红外线数组传感器121包含一红外线数组感测芯片121a以及一透镜121b。红外线数组感测芯片121a感测锅具30所辐射的红外线，并输出相对应的一第一感测信号SS1。红外线数组感测芯片121a可为热电堆数组传感器，其分辨率为8×8、16×16、32×32或64×64像素。透镜121b设置于红外线数组感测芯片121a的一感测面的前端，以定义红外线数组感测芯片121a的一感测范围，亦即感测视角(例如60度)。可以理解的是，红外线数组感测芯片121a的感测范围需涵盖炉具20的炉芯，而红外线数组感测芯片121a的感测方向与炉具20的法线方向是否平行则无需加以限制。在相同感测视角的情况下，红外线数组感测芯片121a的分辨率越高，每一像素的感测视角越小，因此分辨率越高，而能够精确量测锅具30的温度。于一较佳实施例中，红外线数组传感器121更包含一热敏电阻121c。热敏电阻121c感测一环境温度并输出一第二感测信号SS2。热敏电阻121c可补偿红外线数组感测芯片121a，以获得较为准确的感测结果。

信号处理器122包含一信号放大器122a、一微控制器122b、一非挥发性内存122c以及一通信接口122d。信号处理器122输出像素选择信号PSS至红外线数组感测芯片121a，红外线数组感测芯片121a则将所选定的感测像素的第一感测信号SS1输出至信号放大器122a，第一感测信号SS1经放大后输入微控制器122b。微控制器122b内建的数字至模拟转换器将红外线数组感测芯片121a所输出的第一感测信号SS1转换成数字信号。同样的，热敏电阻121c的电阻值亦经由微控制器122b内建的数字至模拟转换器转换，以得知环境温度。非挥发性内存122c可用来储存红外线数组感测芯片121a以及热敏电阻121c的校正参数，以用来计算所量测的锅具温度。通信接口122d则用来将温度信号TS输出至主控制器13。举例而言，通信接口122d可为I₂C、USB、UART，模拟电压式或是逻辑IO输出。可以以理解的是，非挥发性内存122c以及通信接口122d可整合至微控制器122b内，例如微控制器STM8L151G6U6。

需说明的是，已知以红外线温度器感测炉具或锅具温度的方法是采用单颗红外线传感器为的。然而，当单颗红外线传感器的感测视角较大时(例如大于90度)，则感测范围涵盖锅具以及炉面的其他区域，因而感测温度的误差较大。而中国专利公开第CN102393036A号揭示一款利用窄视角(例如10-14度)的数字式红外线传感器来对准锅具进行温度感测。由于窄视角的红外线传感器以及红外线为不可见光，因此，红外线传感器较难对正锅具，造成安装上的困难。另外，中国专利公告第CN206330194U号是采用马达承载红外线传感器进行2维扫描，以求取最高温位置做为炉具中心点，如此可简化安装步骤。然而，机构组件的增加将导致硬件及组装成本增加。本发明是采用红外线数组传感器，其每一像素皆可作为感测温度的单一组件，因此，本发明能够克服上述红外线传感器的缺点。

请参照图3，于一实施例中，红外线数组传感器模块12的一感测方向与炉具30的一法线方向具有一夹角。以上吸式抽油烟机为例，红外线数组传感器模块12的设置位置可偏向后侧，亦即远离用户40的位置。依据此结构，红外线数组传感器模块12的感测范围可以感测到使用者40的人体温度，并输出相对应的一近接信号PS至主控制器13，主控制器13即可依据红外线数组传感器模块12所输出的近接信号PS启动或关闭抽风马达11a、11b。简言之，红外线数组传感器模块12可作为一近接开关(proximity switch)的传感器。举例而言，当使用者40靠近炉具20时，红外线数组传感器模块12即产生相对应的近接信号PS，以触发主控制器13启动抽风马达11a、11b。如前所述，锅具30的温度较低时，抽风马达11a、11b可为较低的转速。较佳者，主控制器13以较低转速启动抽风马达11a、11b可避免突然产生较大的马达运转声响。

相反的，当使用者40远离炉具20时，亦即离开红外线数组传感器模块12的感测范围，红外线数组传感器模块12同样产生相对应的近接信号PS，使主控制器13关闭抽风马达11a、11b。可以理解的是，为了避免使用者40仅是短暂离开炉具20而立即关闭抽风马达11a、11b，主控制器13可延迟一延迟时间后才关闭抽风马达11a、11b。举例而言，延迟时间可为3分钟、5分钟或10分钟。同样的，当使用者靠近炉具时，主控制器13亦可延迟一延迟时间后才启动抽风马达11a、11b。于一实施例中，延迟时间的长短可由使用者任意调整。

请参照图4，于一实施例中，本发明的抽油烟机更包含一无线通信模块15，其与主控制器13电性连接。主控制器13可通过无线通信模块15传送对应锅具温度的温度信号至一外部电子装置，例如网关(gateway)50、远程的行动上网装置60a、60b或云端的服务器70。举例而言，本发明的抽油烟机将锅具30的温度传送至远程的行动上网装置60a或60b时，使用者即可通过行动上网装置60a或60b了解锅具30的温度，并采取相对应的适当措施。或者，本发明的抽油烟机可通过无线通信模块15接收用户以外部电子装置所输入一默认值参数，以使主控制器13设定各项默认值。于一实施例中，无线通信模块15可为无线局域网络模块(WLAN)、蓝牙通信模块、紫蜂通信模块(ZigBee)或无线射频通信(RF)模块。

于一实施例中，主控制器13可依据锅具30的温度及/或温度的变化率判断锅具30是否干烧，并输出相对应的一干烧信号至外部电子装置。举例而言，当锅具30的温度大于或等于一第四默认值(例如摄氏290度)且锅具温度上升的变化率大于或等于一第五默认值(例如每分钟摄氏10度)，主控制器13即可判断锅具30为干烧状态，并输出相对应的干烧信号至外部电子装置。可以理解的是，主控制器13可进一步判断使用者是否在炉具20旁。若使用者不在炉具20旁才传送干烧信号至外部电子装置。举例而言，主控制器13可通过无线通信模块15以及网关50将干烧信号传送至行动上网装置60a，或是通过因特网(Internet)80传送干烧信号至行动上网装置60b或或云端的服务器70。于一实施例中，主控制器13亦可通过无线通信模块15将干烧信号直接传送至瓦斯控制器21a，或是通过网关50传送至瓦斯控制器21a，如此一来，瓦斯控制器21a即可在必要时关闭瓦斯阀21b以停止供应瓦斯G，或是调小瓦斯阀21b的流量。需注意的是，瓦斯控制器21a以及瓦斯阀21b可内建于炉具20中。上述实施例中，炉具20是以燃烧瓦斯作为热源，但不限于此，电热式的炉具亦可在接收干烧信号时停止加热。或者，电热式的炉具可外接一电源控制器，当电源控制器接收到干烧信号时即停止供电。

综合上述，本发明的抽油烟机包含一红外线数组传感器模块，其能够以非接触的方式感测锅具的温度，因此，本发明的抽油烟机依据锅具的温度或温度的变化率评估油烟量即可控制抽风马达的转速。本发明的抽油烟机亦可依据锅具的温度或温度的变化率评估锅具是否为干烧状态，并输出一干烧信号至炉具或通知使用者。此外，红外线数组传感器模块亦可作为一近接开关的传感器，使本发明的抽油烟机能够自动启动或关闭。

以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (20)

1.一种抽油烟机，其设置于一炉具的上方或侧面，其特征在于，该抽油烟机包含：

至少一抽风马达；

一红外线数组传感器模块，其用以感测该炉具上的一锅具的温度，并输出相对应的一温度信号；以及

一主控制器，其与该抽风马达以及该红外线数组传感器模块电性连接，其中该主控制器接收该温度信号，并依据该锅具的该温度以及该温度的一变化率至少其中之一来控制该抽风马达的一转速。

2.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器模块包含一热电堆数组传感器。

3.如权利要求2所述的抽油烟机，其特征在于，该热电堆数组传感器的分辨率为8×8、16×16、32×32或64×64像素。

4.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器模块包含一电阻型热传感器(Bolometer)。

5.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器模块包含一焦电数组传感器以及一遮光器，其设置于该焦电数组传感器的一感测面的前端。

6.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器模块包含：

一红外线数组传感器，其包含：

一红外线数组感测芯片，其用以感测该锅具所辐射的红外线，并输出相对应的一第一感测信号；以及

一透镜，其设置于该红外线数组感测芯片的一感测面的前端，以定义该红外线数组感测芯片的一感测范围；以及

一信号处理器，其包含：

一信号放大器，其与该红外线数组感测芯片电性连接，以放大该第一感测信号；

一非挥发性内存，其储存该红外线数组感测芯片的一校正参数；

一微控制器，其与该信号放大器以及该非挥发性内存电性连接，其中该微控制器依据该第一感测信号以及该校正参数计算得到该锅具的该温度，并输出该温度信号；以及

一通信接口，其与该微控制器电性连接，以传送该温度信号至该主控制器。

7.如权利要求6所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器更包含一热敏电阻，其与该微控制器电性连接，该热敏电阻感测一环境温度并输出一第二感测信号，且该微控制器依据该第一感测信号、该校正参数以及该第二感测信号计算得到该锅具的该温度，并输出该温度信号。

8.如权利要求6所述的抽油烟机，其特征在于，该微控制器、该非挥发性内存以及该通信接口整合为一单一芯片。

9.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器模块更感测一人体温度，并输出相对应的一近接信号，且该主控制器依据该近接信号启动或关闭该抽风马达。

10.如权利要求9所述的抽油烟机，其特征在于，该主控制器以较低转速启动该抽风马达。

11.如权利要求9所述的抽油烟机，其特征在于，该主控制器延迟一延迟时间启动或关闭该抽风马达。

12.如权利要求11所述的抽油烟机，其特征在于，该延迟时间为可调整。

13.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该红外线数组传感器模块的一感测方向与该炉具的一法线方向具有一夹角。

14.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，更包含：

一操作面板，其与该主控制器电性连接，以供一使用者通过该操作面板控制该抽风马达的该转速。

15.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，该主控制器在该锅具的该温度大于或等于一第一默认值或该温度下降的该变化率大于或等于一第二默认值，控制该抽风马达至一第一转速。

16.如权利要求15所述的抽油烟机，其特征在于，该主控制器在该锅具的该温度大于或等于一第三默认值且小于该第一默认值，控制该抽风马达至一第二转速，且该第二转速小于该第一转速。

17.如权利要求1所述的抽油烟机，其特征在于，更包含：

一无线通信模块，其与该主控制器电性连接，其中该主控制器通过该无线通信模块传送该温度信号至一外部电子装置或自该外部电子装置接收一默认值参数。

18.如权利要求17所述的抽油烟机，其特征在于，该主控制器依据该锅具的该温度以及该温度的该变化率至少其中之一判断该锅具是否干烧，并输出相对应的一干烧信号至该外部电子装置。

19.如权利要求18所述的抽油烟机，其特征在于，该主控制器在该锅具的该温度大于或等于一第四默认值且该温度上升的该变化率大于或等于一第五默认值，判断该锅具为干烧状态并输出相对应的该干烧信号至该外部电子装置。

20.如权利要求17所述的抽油烟机，其特征在于，该无线通信模块包含一无线局域网络模块、蓝牙通信模块、紫蜂通信模块(ZigBee)或无线射频通信模块。