CN110230830A - 一种中央烟道系统及其目标风量控制方法 - Google Patents

Abstract

一种中央烟道系统，包括吸油烟机和室外主机，还包括窗户推杆和门传感器，窗户推杆安装在厨房窗户上，门传感器安装在厨房门，吸油烟机风机转速能通过反电动势或者转速传感器获取，在厨房内还安装有声音检测模块和油烟传感器，吸油烟机的控制器能读取窗户推杆的位置信息及门传感器、声音检测模块和油烟传感器的输出信号，且控制器能结合室外主机而调节吸油烟机风机的目标流量。该中央烟道系统通过门传感器和窗户推杆获取室内对吸油烟效果干扰较大的因素，并通过结合声音检测模块与内置声音数据库进行啸叫声匹配，结合油烟传感器获取油烟浓度信息，并且，还结合室外主机对吸油烟机目标流量进行自适应调整，可以更好地前置化预判可能出现的干扰情况。

Description

一种中央烟道系统及其目标风量控制方法

技术领域

本发明涉及一种中央烟道系统，尤其是涉及一种中央烟道系统及其目标风量控制方法。

背景技术

吸油烟机是人们日常做菜吸油烟必备的电器，传统吸油烟机的电机采用固定档位或者转速，对烟道阻力及门窗同时开启时自然风对流的抗干扰自适应能力差。现有的传统油烟逃逸干扰检测方法主要是用油烟传感器或者摄像头检测有无烟雾出现或者量化数值的变化判断油烟大小和有无逃逸，这些检测方法都是等油烟弥漫出来后再增加转速或者目标风量进行后置反馈式的吸附，虽然，能够根据油烟大小进行智能控制，但总体来说，等传感器检测到油烟的时候，有一部分油烟已经逃逸了，再吸附也只是减少后续的油烟逃逸量。

如专利号为201310273983.1(申请公布号为CN 103353136A)的中国发明专利申请所公开的《一种具有风量调节功能的吸油烟机及其控制系统和控制方法》，该吸油烟机的控制系统包括电源模块、电机驱动模块、系统控制模块，系统控制模块包括主控芯片、从控芯片、传感器组，主控芯片与传感器组连接，电机驱动模块由智能功率模块、电机驱动芯片、采样及保护电路组成，传感器组检测吸油烟机运行状态并输入到主控芯片，主控芯片对吸油烟机运行状态判断后确定风量值发送给电机驱动模块，从而驱动直流电机工作，其通过进风口油烟和水气传感器来检测进风口的油烟和水气浓度，根据油烟浓度或水汽浓度偏离初始设定范围的偏离量计算风量的补偿量并调整当前的风量值。上述自动风量调节控制装置和控制方法，具有一定的滞后性，因从传感器组感知油烟或水汽浓度偏离初始设定范围的偏离量计算风量的补偿量并确定当前所需的风量值，并使风机电机的转速达到所需风量档位的值，需要一定的时间，如在爆炒时，开始时吸油烟机的风机电机尚未转动或仍处在小档风量的转速，在油烟传感器感知这较大浓度油烟信息并传输给控制装置，在控制装置使风机电机的转速达到足以排出当前油烟所需的较大风量档位的值前，已有部分油烟向外扩散，污染厨房环境。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术，提供一种能够根据结合室外主机对吸油烟机流量进行控制的中央烟道系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术，提供一种能够前置化预判可能出现的干扰并进行自适应性调整的中央烟道系统的目标风量控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该中央烟道系统，包括安装在厨房内的吸油烟机和安装在公用烟道顶部的室外主机，所述吸油烟机包括有风机，其特征在于：还包括窗户推杆和门传感器，所述窗户推杆安装在厨房窗户上并用来调节窗户的打开程度，所述门传感器安装在厨房门，所述吸油烟机的风机转速能通过反电动势或者转速传感器获取，在厨房内还安装有声音检测模块和油烟传感器，所述吸油烟机具有控制器，所述控制器能读取所述窗户推杆的位置信息及门传感器、声音检测模块和油烟传感器的输出信号，且所述控制器能结合所述室外主机而调节所述吸油烟机风机的目标流量。

声音检测模块可以安装在厨房多个位置，优选地，所述声音检测模块安装在吸油烟机的集烟罩上。

油烟传感器可以安装在厨房多个位置，优选地，所述油烟传感器安装在吸油烟机的集烟罩上。

优选地，所述窗户推杆包括电机和由电机驱动的伸缩杆，所述伸缩杆水平设置，且伸缩杆的头部固定在窗框的侧部。

进一步优选，所述声音检测模块包括第一电容式麦克风传感器和第二电容式麦克风传感器，所述第一电容式麦克风传感器用于记录背景噪音，所述第二电容式麦克风传感器用于分离数据并匹配人声和啸叫声。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该中央烟道系统的目标风量控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、用户按下对应按键，吸油烟机唤醒或者启动；

2)、吸油烟机风机以默认档位运行；

3)、控制器读取窗户推杆位置信息、门传感器的当前开合信息、声音检测模块以及油烟传感器的输出值；

4)、利用门窗传感器开合情况作条件判断，若检测到门和窗户均关闭，则判断厨房有负压抽真空的可能性出现；

5)、窗户推杆驱动窗户打开距离d1，风机保持当前档位运行，并接着转入步骤18)；

6)、若检测到门和窗户其中一个开启，则认为厨房气流补充顺畅；

7)、读取内置声音数据卡，判断是否匹配啸叫声，若否则转入步骤13)；

8)、若匹配出有啸叫声，先判断窗户是否打开到最大，若是则降低档位或者目标风量运行；

9)、若窗户未开到最大，则控制窗户推杆打开距离d2；

10)、若检测到门和窗户均开启，则判断将出现门窗对流干扰油烟形成跑烟，调高1级目标风量或者档位运行；

11)、再利用计时器t2计时，判断t2与条件阈值m范围的关系，若t2≤m，则认为用户临时开门进出或者开窗，保持当前风量或者档位运行，转入步骤13)；

12)、若t2＞m还未检测到门窗关闭，则控制窗户推杆推动窗户关闭，则t2清零，转入步骤13)；

13)、油烟传感器的输出值y1与阈值ya、yb比较，若y1≤ya，则认为当前不跑烟；

14)、读取内置声音数据库，判断是否有交谈声，若否则继续当前状况运行，转入下轮判断；

15)、若有交谈声，则降低1级档位或者目标风量，便于用户交谈，转入下轮判断；

16)、若ya＜y1＜yb，则调高1级目标风量或者档位运行；

17)、若yb≤y1，则提高2级目标风量或者档位运行；

18)、读取当前转速信息或者根据当前反电动势计算出当前转速ni；

19)、判断ni是否大于阈值na；

20)、若ni＞na，则转入步骤22)；

21)、若ni≤na，则获取当前档位i的流量-转速函数系数；

22)、检测当前功率或者电流，计算当前功率；

23)、获取当前档位i的流量-功率函数系数；

24)、利用流量-转速或者流量-功率函数计算当前流量；

25)、判断流量在目标范围内，则继续检测，并且令S＝S+1记录，判断S与S1的大小；

26)、若S≥S1，则将当前档位写入存储，更新为预设档位，并且重置S＝0；

27)、若S＜S1，则转入下轮运行；

28)、接步骤24)，继续判断当前流量是偏大还是偏小；

29)、若偏大，则先判断当前档位或者转速是否最低，若是最低，则反馈给室外主机调高目标流量；

30)、若不是最低，则判断Qm/Qx的比值，利用比值分区调节目标档位，然后稳定一段时间后进入下轮运行；

31)、若当前流量偏小，则判断当前档位或者转速是否最高，若是最高，则反馈给室外主机，调低目标流量；

32)、若不是最高，则判断Qm/Qx的比值，利用比值分区间快速确定需要调高的档位，便于快速达到目标流量，然后等稳定一段时间后进入下一轮运行；

33)、重复步骤3)～32)，进行调节室内机，直到用户关机。

进一步优选，室外主机的调整过程如下：

①、任意室内机用户开机主机唤醒；

②、获取从机开机信息和流量信息；

③、判断是否有吸油烟机最低档位流量仍然高于目标流量；若有，则转入步骤

④、若无，则继续判断是否有机器最高档位流量仍然低于目标流量；

⑤、若有吸油烟机最高档位低于目标流量，先判断对应吸油烟机门窗是否均关闭，若没有机器最高档位低于目标流量，则转入步骤⑩；

⑥、若对应吸油烟机门窗均关闭，则判断ta与预设时间阈值Tt比较；

⑦、若ta＞Tt还未检测到开门或者开窗，则调小目标流量,t1清零，并通知检修；

⑧、若ta≤Tt,则流量目标不变，增压风机不调整，转入步骤

⑨、若没有吸油烟机最高档位低于目标流量，则继续计算判断主机开机率是否在范围内，若在范围内，则增压风机不调整，从机流量目标不变；

⑩、若开机率偏高，则增压风机转速调高，从机目标流量调大；

若开机率偏低，则增压风机转速调低，从机目标流量调小；

目标流量广播为从机；

重复步骤②～调节室内从机，直到所有用户关机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该中央烟道系统通过门传感器和窗户推杆获取室内对吸油烟效果干扰比较大的因素，并通过结合声音检测模块与内置声音数据库进行啸叫声匹配，结合油烟传感器获取油烟浓度信息，并且，还结合室外主机对吸油烟机的目标流量进行自适应调整，可以更好地前置化预判可能出现的干扰情况，进而提升用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的另一角度的结构示意图；

图3为本发明实施例的吸油烟机的结构示意图；

图4为本发明实施例的吸油烟机的结构剖视图；

图5为本发明实施例的中央烟道系统的结构示意图；

图6为本发明实施例的目标风量控制方法的控制逻辑图；

图7为本发明实施例的室外主机的控制逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图5所示，本实施例的厨房排烟系统包括安装在厨房内的吸油烟机1和安装在公用烟道9顶部的室外主机8。吸油烟机1包括有风机11，在厨房的窗户2上安装有窗户推杆4，在厨房的门3上安装门传感器5。窗户推杆4用来调节窗户的打开程度，窗户推杆4包括电机41和由电机驱动的伸缩杆42，伸缩杆42水平设置，且伸缩杆42的头部固定在窗框的侧部。门传感器5通过电磁或者轻触式接触产生开关状态信号，窗户推杆4和门传感器5属于现有常规技术，其具体工作原理不再详细展开描述。在吸油烟机1的集烟罩12上安装有声音检测模块6和油烟传感器7，声音检测模块6用来检测集烟罩附近的工作噪声大小，油烟传感器7用来检测集烟罩附近的油烟浓度大小。

本实施例的声音检测模块6包括第一电容式麦克风传感器和第二电容式麦克风传感器，第一电容式麦克风传感器用于记录背景噪音，所述第二电容式麦克风传感器用于分离数据并匹配人声和啸叫声。

吸油烟机1上安装有控制器(图中为示)，控制器可以读取窗户推杆4的位置信息、门传感器5、声音检测模块6和油烟传感器7的输出信号，并能根据接收的上述数据相应控制风机11的转速，进而实现风量调节。门传感器5与控制器之间通过Zigbee或者wifi或者射频方式进行通信。

如图6所示，本实施例的中央烟道系统的目标风量控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、用户按下对应按键，吸油烟机唤醒或者启动；

2)、吸油烟机风机以默认档位运行；

3)、控制器读取窗户推杆位置信息、门传感器的当前开合信息、声音检测模块以及油烟传感器的输出值；

4)、利用门窗传感器开合情况作条件判断，若检测到门和窗户均关闭，则判断厨房有负压抽真空的可能性出现；

5)、窗户推杆驱动窗户打开距离d1，风机保持当前档位运行，并接着转入步骤18)；

6)、若检测到门和窗户其中一个开启，则认为厨房气流补充顺畅；

7)、读取内置声音数据卡，判断是否匹配啸叫声，若否则转入步骤13)；

8)、若匹配出有啸叫声，先判断窗户是否打开到最大，若是则降低档位或者目标风量运行；

9)、若窗户未开到最大，则控制窗户推杆打开距离d2；

10)、若检测到门和窗户均开启，则判断将出现门窗对流干扰油烟形成跑烟，调高1级目标风量或者档位运行；

11)、再利用计时器t2计时，判断t2与条件阈值m范围的关系，若t2≤m，则认为用户临时开门进出或者开窗，保持当前风量或者档位运行，转入步骤13)；

12)、若t2＞m还未检测到门窗关闭，则控制窗户推杆推动窗户关闭，则t2清零，转入步骤13)；

13)、油烟传感器的输出值y1与阈值ya、yb比较，若y1≤ya，则认为当前不跑烟；

14)、读取内置声音数据库，判断是否有交谈声，若否则继续当前状况运行，转入下轮判断；

15)、若有交谈声，则降低1级档位或者目标风量，便于用户交谈，转入下轮判断；

16)、若ya＜y1＜yb，则调高1级目标风量或者档位运行；

17)、若yb≤y1，则提高2级目标风量或者档位运行；

18)、读取当前转速信息或者根据当前反电动势计算出当前转速ni；

19)、判断ni是否大于阈值na；

20)、若ni＞na，则转入步骤22)；

21)、若ni≤na，则获取当前档位i的流量-转速函数系数；

22)、检测当前功率或者电流，计算当前功率；

23)、获取当前档位i的流量-功率函数系数；

24)、利用流量-转速或者流量-功率函数计算当前流量；

25)、判断流量在目标范围内，则继续检测，并且令S＝S+1记录，判断S与S1的大小；

26)、若S≥S1，则将当前档位写入存储，更新为预设档位，并且重置S＝0；

27)、若S＜S1，则转入下轮运行；

28)、接步骤24)，继续判断当前流量是偏大还是偏小；

29)、若偏大，则先判断当前档位或者转速是否最低，若是最低，则反馈给室外主机调高目标流量；

30)、若不是最低，则判断Qm/Qx的比值，利用比值分区调节目标档位，然后稳定一段时间后进入下轮运行；

31)、若当前流量偏小，则判断当前档位或者转速是否最高，若是最高，则反馈给室外主机，调低目标流量；

32)、若不是最高，则判断Qm/Qx的比值，利用比值分区间快速确定需要调高的档位，便于快速达到目标流量，然后等稳定一段时间后进入下一轮运行；

33)、重复步骤3)～32)，进行调节室内机，直到用户关机。

如图7所示，本实施例的室外主机的调整过程如下：

①、任意室内机用户开机主机唤醒；

②、获取从机开机信息和流量信息；

③、判断是否有吸油烟机最低档位流量仍然高于目标流量；若有，则转入步骤

④、若无，则继续判断是否有机器最高档位流量仍然低于目标流量；

⑤、若有吸油烟机最高档位低于目标流量，先判断对应吸油烟机门窗是否均关闭，若没有机器最高档位低于目标流量，则转入步骤⑩；

⑥、若对应吸油烟机门窗均关闭，则判断ta与预设时间阈值Tt比较；

⑦、若ta＞Tt还未检测到开门或者开窗，则调小目标流量,t1清零，并通知检修；

⑧、若ta≤Tt,则流量目标不变，增压风机不调整，转入步骤

⑨、若没有吸油烟机最高档位低于目标流量，则继续计算判断主机开机率是否在范围内，若在范围内，则增压风机不调整，从机流量目标不变；

⑩、若开机率偏高，则增压风机转速调高，从机目标流量调大；

若开机率偏低，则增压风机转速调低，从机目标流量调小；

目标流量广播为从机；

重复步骤②～调节室内从机，直到所有用户关机。

其中，增压风机为室外主机的动力风机。

本实施例的风机转速控制方法通过门传感器和窗户推杆获取室内对吸油烟效果干扰比较大的因素，当有门窗同时打开时，表示即将出现对流，马上提高目标风量或转速，提前吸走可能产生的跑烟，当门窗同时关闭时，表示即将出现吸负压，马上降低目标风量或者转速，提前吸走可能潜在的吸负压。并且，并通过结合声音检测模块与内置声音数据库进行啸叫声匹配，结合油烟传感器获取油烟浓度信息，并且，还结合室外主机对吸油烟机的目标流量进行自适应调整，可以更好地前置化预判可能出现的干扰情况，进而提升用户体验。

Claims (7)

1.一种中央烟道系统，包括安装在厨房内的吸油烟机(1)和安装在公用烟道(9)顶部的室外主机(8)，所述吸油烟机(1)包括有风机(11)，其特征在于：还包括窗户推杆(4)和门传感器(5)，所述窗户推杆(4)安装在厨房窗户(2)上并用来调节窗户的打开程度，所述门传感器(5)安装在厨房门(3)上，所述吸油烟机的风机转速能通过反电动势或者转速传感器获取，在厨房内还安装有声音检测模块(6)和油烟传感器(7)，所述吸油烟机(1)具有控制器，所述控制器能读取所述窗户推杆(4)的位置信息及门传感器(5)、声音检测模块(6)和油烟传感器(7)的输出信号，且所述控制器能结合所述室外主机(8)而调节所述吸油烟机(1)风机的目标流量。

2.根据权利要求1所述的中央烟道系统，其特征在于：所述声音检测模块(6)安装在吸油烟机(1)的集烟罩(12)上。

3.根据权利要求1所述的中央烟道系统，其特征在于：所述油烟传感器(7)安装在吸油烟机(1)的集烟罩(12)上。

4.根据权利要求1所述的中央烟道系统，其特征在于：所述窗户推杆(4)包括电机(41)和由电机驱动的伸缩杆(42)，所述伸缩杆(42)水平设置，且伸缩杆(42)的头部固定在窗框的侧部。

5.根据权利要求1所述的中央烟道系统，其特征在于：所述声音检测模块包括第一电容式麦克风传感器和第二电容式麦克风传感器，所述第一电容式麦克风传感器用于记录背景噪音，所述第二电容式麦克风传感器用于分离数据并匹配人声和啸叫声。

6.一种根据权利要求1所述中央烟道系统的目标风量控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、用户按下对应按键，吸油烟机唤醒或者启动；

2)、吸油烟机风机以默认档位运行；

3)、控制器读取窗户推杆位置信息、门传感器的当前开合信息、声音检测模块以及油烟传感器的输出值；

4)、利用门窗传感器开合情况作条件判断，若检测到门和窗户均关闭，则判断厨房有负压抽真空的可能性出现；

5)、窗户推杆驱动窗户打开距离d1，风机保持当前档位运行，并接着转入步骤18)；

6)、若检测到门和窗户其中一个开启，则认为厨房气流补充顺畅；

7)、读取内置声音数据卡，判断是否匹配啸叫声，若否则转入步骤13)；

8)、若匹配出有啸叫声，先判断窗户是否打开到最大，若是则降低档位或者目标风量运行；

9)、若窗户未开到最大，则控制窗户推杆打开距离d2；

10)、若检测到门和窗户均开启，则判断将出现门窗对流干扰油烟形成跑烟，调高1级目标风量或者档位运行；

11)、再利用计时器t2计时，判断t2与条件阈值m范围的关系，若t2≤m，则认为用户临时开门进出或者开窗，保持当前风量或者档位运行，转入步骤13)；

12)、若t2＞m还未检测到门窗关闭，则控制窗户推杆推动窗户关闭，则t2清零，转入步骤13)；

13)、油烟传感器的输出值y1与阈值ya、yb比较，若y1≤ya，则认为当前不跑烟；

14)、读取内置声音数据库，判断是否有交谈声，若否则继续当前状况运行，转入下轮判断；

15)、若有交谈声，则降低1级档位或者目标风量，便于用户交谈，转入下轮判断；

16)、若ya＜y1＜yb，则调高1级目标风量或者档位运行；

17)、若yb≤y1，则提高2级目标风量或者档位运行；

18)、读取当前转速信息或者根据当前反电动势计算出当前转速ni；

19)、判断ni是否大于阈值na；

20)、若ni＞na，则转入步骤22)；

21)、若ni≤na，则获取当前档位i的流量-转速函数系数；

22)、检测当前功率或者电流，计算当前功率；

23)、获取当前档位i的流量-功率函数系数；

24)、利用流量-转速或者流量-功率函数计算当前流量；

25)、判断流量在目标范围内，则继续检测，并且令S＝S+1记录，判断S与S1的大小；

26)、若S≥S1，则将当前档位写入存储，更新为预设档位，并且重置S＝0；

27)、若S＜S1，则转入下轮运行；

28)、接步骤24)，继续判断当前流量是偏大还是偏小；

29)、若偏大，则先判断当前档位或者转速是否最低，若是最低，则反馈给室外主机调高目标流量；

30)、若不是最低，则判断Qm/Qx的比值，利用比值分区调节目标档位，然后稳定一段时间后进入下轮运行；

31)、若当前流量偏小，则判断当前档位或者转速是否最高，若是最高，则反馈给室外主机，调低目标流量；

32)、若不是最高，则判断Qm/Qx的比值，利用比值分区间快速确定需要调高的档位，便于快速达到目标流量，然后等稳定一段时间后进入下一轮运行；

33)、重复步骤3)～32)，进行调节室内机，直到用户关机。

7.根据权利要求6所述的中央烟道系统的目标风量控制方法，其特征在于所述室外主机的调整过程如下：

①、任意室内机用户开机主机唤醒；

②、获取从机开机信息和流量信息；

③、判断是否有吸油烟机最低档位流量仍然高于目标流量；若有，则转入步骤

④、若无，则继续判断是否有机器最高档位流量仍然低于目标流量；

⑤、若有吸油烟机最高档位低于目标流量，先判断对应吸油烟机门窗是否均关闭，若没有机器最高档位低于目标流量，则转入步骤⑩；

⑥、若对应吸油烟机门窗均关闭，则判断ta与预设时间阈值Tt比较；

⑦、若ta＞Tt还未检测到开门或者开窗，则调小目标流量,t1清零，并通知检修；

⑧、若ta≤Tt,则流量目标不变，增压风机不调整，转入步骤

⑨、若没有吸油烟机最高档位低于目标流量，则继续计算判断主机开机率是否在范围内，若在范围内，则增压风机不调整，从机流量目标不变；

⑩、若开机率偏高，则增压风机转速调高，从机目标流量调大；

若开机率偏低，则增压风机转速调低，从机目标流量调小；

目标流量广播为从机；

重复步骤②～调节室内从机，直到所有用户关机。