CN113108346A - 一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法 - Google Patents

一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法 Download PDF

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CN113108346A CN202110480869.0A CN202110480869A CN113108346A CN 113108346 A CN113108346 A CN 113108346A CN 202110480869 A CN202110480869 A CN 202110480869A CN 113108346 A CN113108346 A CN 113108346A
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Abstract

本发明公开了一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法,所述吸油烟机预设有以下阈值:G1,为预设的盛装有烹饪材料的锅具重量下限值;H1,为预设的认定高温烹饪时锅具的温度下限值;g1,为认定锅具重量突增的下限值;所述调速控制方法包括如下步骤:1)吸油烟机和灶具开启,烹饪开始;2)各传感器开始工作:所述风速传感器检测得到相应的自然侧风影响值W1;所述图像采集装置检测室内人员运动情况,得到相应的人为侧风影响值W2;所述烟雾传感器检测烟雾浓度而得到相应的烟雾系数L;检测当前灶具上锅具的重量G和温度H;得到跑烟影响值
Figure DDA0003049204950000011
根据不同情况下Z的取值计算得到P,根据P对吸油烟机的风机转速进行相应的调节。

Description

一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法
技术领域
本发明涉及油烟净化装置,尤其是一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法。
背景技术
吸油烟机已成为现代家庭中不可或缺的厨房家电设备之一,它安装在厨房炉灶上方,能将炉灶燃烧的废物和烹饪过程中产生的对人体有害的油烟迅速抽走,排出室外,减少污染,净化空气,并有防毒、防爆的安全保障作用。
吸油烟机是利用流体动力学原理进行工作,通过安装在吸油烟机内部的离心式风机吸排油烟,并使用滤网过滤部分油脂颗粒。离心式风机包括蜗壳、安装在蜗壳中叶轮及带动叶轮转动的电机。当叶轮旋转时,在风机中心产生负压吸力,将吸油烟机下方的油烟吸入风机,经过风机加速后被蜗壳搜集、引导排出室外。
传统的吸油烟机在工作过程中,风机的电机转速固定,即风机档位固定,自适应能力差。
为了针对油烟的实时情况自动调节风机的转速,从而提高吸油烟效果,现有的一些智能吸油烟机主要通过以下几种方式进行转速自动控制:
1)利用压力传感器测量排烟阻力的大小,从而根据阻力大小自动调节变频风机的转速,达到排油烟的效果,如申请号为201710669476.8的中国专利公开的一种油烟机,包括风机系统和控制系统,风机系统包括电机,控制系统包括主控制模块、温度检测模块和转速调节模块,通过检测排风系统的电机绕组温度,并根据检测温度与参考温度值的对比判断油烟机的出风口处是否存在异常阻力,并以此为依据控制电机自动调节转速;
2)通过在吸油烟机上设置烟雾浓度传感器来检测环境的油烟浓度大小,根据实时检测的油烟浓度值来自动调节风机转速,如申请号为201510137480.0的中国专利公开的一种带多层油烟分离网的T型油烟机,包括机壳、油杯、电机、带电机支架的蜗壳、双涡轮和烟雾传感器,烟雾传感器感应烟雾大小,自动调节电机转速,进而调节烟机吸力;
3)通过在油烟机上设置摄像头来采集烹饪时锅具附近的实时图像,通过实时图像与无烟雾的背景图片进行差异对比,来判断油烟浓度大小和逃逸方向,再根据实时检测的油烟浓度值来自动调节风机转速,如申请号为201811465781.6的中国专利公开的一种针对性油雾净化平台,包括油雾净化架构,包括油雾吸入管道、多级过滤设备、离心叶轮、电动机、油烟测量设备和转速调节设备,油烟测量设备用于针对参考性图像中的每一个像素点执行以下动作:将灰度值落在预设油烟灰度上限值和预设油烟灰度下限值之间的像素点作为油烟气体像素点,转速调节设备用于基于油烟气体像素点的数量占据参考性图像总像素点数量的百分比确定并调节电动机的当前转速。
上述的现有技术中,通过压力或油烟浓度大小,以及通过油烟图像与无烟雾的背景图片进行差异对比的自动控制方式,都是等油烟弥漫出来后再增加转速进行吸附,属于滞后的控制方式,无法解决瞬时的跑烟问题。目前的引起瞬时跑烟的主要方式包括油烟突然增大或油烟突然改变方向,一般表现为油烟突然炸起跑烟和侧风引起跑烟,现有技术无法对油烟突然炸起的情况进行预判,也未对烹饪操作者的运动情况进行检测,导致跑烟严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足,提供一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法,能提前调节吸油烟机的风机的转速,起到预防跑烟的作用,提高用户烹饪体验。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法,所述吸油烟机上设置有风速传感器和烟雾传感器,安装吸油烟机的室内设置有图像采集装置,其特征在于:所述吸油烟机预设有以下阈值:G1,为预设的盛装有烹饪材料的锅具重量下限值;H1,为预设的认定高温烹饪时锅具的温度下限值;g1,为认定锅具重量突增的下限值;所述调速控制方法包括如下步骤:
1)吸油烟机和灶具开启,烹饪开始;
2)各传感器开始工作:所述风速传感器检测得到相应的自然侧风影响值W1;所述图像采集装置检测室内人员运动情况,得到相应的人为侧风影响值W2;所述烟雾传感器检测烟雾浓度而得到相应的烟雾系数L;检测当前灶具上锅具的重量G和温度H;得到跑烟影响值
Figure BDA0003049204930000021
其中,K1、K2和K3为相应的修正系数,取值范围均为(0,1],t1为自然侧风变化经过的时间,Z为油烟炸起影响值,具有预设的范围,P与吸油烟机的风机转速具有对应的关系;代入上述公式,根据下述不同情况下Z的取值计算得到P,根据P对吸油烟机的风机转速进行相应的调节:
2.1)如果G>G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000022
其中
Figure BDA0003049204930000023
为锅具重量突变值,t2为锅具重量发生变化的时间,此时Z在初始值的基础上增加y1,y1小于Z的上限值和初始值之间的差值;
2.2)如果G>G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000024
Z维持在初始值;
2.3)如果G>G1、H<H1、
Figure BDA0003049204930000025
Z在初始值的基础上增加y2,并且y2<y1
2.4)如果G>G1、H<H1,
Figure BDA0003049204930000026
Z维持在初始值;
2.5)如果G<G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000031
Z在初始值的基础上增加y3,y3小于Z的上限值和初始值之间的差值;
2.6)如果G<G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000032
Z逐步增加至上限值;
2.7)如果G<G1、H<H1、
Figure BDA0003049204930000033
Z在初始值的基础上增加y4,y4小于Z的上限值和初始值之间的差值,并且y4<y2
2.8)如果G<G1、H<H1、
Figure BDA0003049204930000034
Z维持在初始值。
优选的,通过划分对油烟产生不同影响的区域,根据不同区域内不同人员的影响对吸油烟机的风机转速产生影响,能够提高实时性,并且防止多种情况下的干扰导致的跑烟,以吸油烟机为中心,划分出周边的第一区域和第二区域,所述第一区域包围在吸油烟机的周围,所述第二区域包围在第一区域的周围;所述图像采集装置检测人员在第一区域和第二区域内的运动情况而得到W2
优选的,充分考虑单人、多人处于不同区域的不同方向速度以及不同操作对于侧风的影响,来相应的控制吸油烟机的风机转速,更好的防止侧面跑烟,所述运动情况包括人员数量和运动趋势。
优选的,所述第一区域在左右方向上分别超出吸油烟机相应侧50~60cm、并且前侧距离安装灶具台面30~45cm;所述第二区域在左右两侧分别超出第一区域相应侧25~30cm、并且前侧距离第一区域前侧为30~45cm。
优选的,各修正系数的制定方法可以为,K1根据W1分段制定,或者根据烟雾浓度大小分区间。K2根据W2分段制定,或者根据烟雾浓度大小分区间。K3根据
Figure BDA0003049204930000035
分段制定,或者根据烟雾浓度大小分区间。
优选的,所述风速传感器具有两个并且分别设置在吸油烟机的左右两侧,控制时取两个风速传感器所得到的两个W1中较大的一个。
优选的,当灶具两个灶头上的锅具都在进行烹饪时,则计算P时,取两个锅具对应的Z值较大的一个进行计算。
与现有技术相比,本发明的优点在于:通过将自然侧风影响、自然侧风影响、锅具重量和温度作为影响值,共同得到跑烟影响值,不仅可预测油烟炸起,且油烟炸起若同时又有侧风影响,可避免只判断侧风的误差;而且既涵盖了分场景阈值的情况,也包含了混合的情况,将自然侧风影响与预测人为侧风影响置于同一计算体系,叠加相互间的作用,调速更为准确。
附图说明
图1为本发明实施例的吸油烟机及其周边区域的俯视图;
图2为本发明实施例吸油烟机下方的灶具的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制,比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
参见图1和图2,以吸油烟机100为中心,定义在其周边的第一区域S1、第二区域S2和第三区域S3,其中,第一区域S1为影响区,其包围在吸油烟机100的周围,形成为大致的U型区域,其左右方向上分别超出吸油烟机100相应侧大致两个人的身宽,约为50~60cm,其前侧距离安装灶具台面(地柜前侧)大致一个半人身宽,约为30~45cm。第二区域S2为风险区,包围在第一区域S1的周围,形成为大致的U型区域,其以第一区域S1为边界,左右两侧分别超出第一区域S1相应侧大致一个人身宽,即a约为25~30cm,前侧距离第一区域S1前侧大致一个人半人身宽,即b约为30~45cm。第三区域S3为安全区,其包围在第二区域S2的周围,为厨房空间内剩余的区域。上述的第一区域S1、第二区域S2和第三区域S3的后侧分别与吸油烟机100后侧齐平,即都延伸到吸油烟机100安装的墙面。
在上述三个区域中,影响区为炒菜用户频繁活动区域,风险区表示人员移动会产生侧风影响区域,安全区表示用户移动产生的气流扰动对跑烟影响较小。
分析引起吸油烟机跑烟的主要因素为,1)突然间自下而上炸起的油烟。2)突然间左右飘动的侧风影响油烟。因此,在本发明中,针对这两个因素,建立可预防的调速控制方法。
在吸油烟机100的左右两侧,分别设置有风速传感器101,风速传感器101优选的设置在吸油烟机100上,认定人体运动产生的侧风对该风速传感器101影响较小,根据风速传感器101可得相应位置自然侧风影响值W1。由于自然侧风不可控且影响较大,故风速传感器101需放置于吸油烟机100两侧且保证横向截面最大,即保证最大程度的反应横向流速。根据风速传感器101可测得已知的自然侧风数值,根据风速大小可拟定其数值区间,例如为1~100。并根据实验模拟可测不同数值的侧风对跑烟的影响从而制定K1修正系数,该系数可分段制定,如对1~100的风速大小,取每十个为一组,制定一个相应的修正系数K1,也可根据烟雾浓度大小分区间制定K1
吸油烟机安装的室内(厨房内)还设置有图像采集装置200,用于采集用户图像,根据其运动情况分类判定,得到侧风人为侧风影响值W2。图像采集装置200可采用现有技术,如红外传感器阵列。根据图像采集装置200可得知厨房内人员的运动趋势,从而根据其运动情况,得到侧风的人为影响值W2。根据现有的技术,图像采集装置200可以确定厨房内的人员数量,人员的运动方向。在此基础上,上述的运动情况,可以分为单人模式和多人模式。在单人模式下,主要针对参与烹饪操作的操作者,其在第一区域S1和第二区域S2内运动的情况,对于侧风的影响将赋予不同的W2值,影响越大,W2越大;在第一区域S1内横向移动速度(左右方向上移动)越大,移动时间越长,W2越大;在第二区域S2内横向移动速度越大,纵向移动速度(前后方向上移动)越大,移动时间越长,W2越大。在多人模式下,先判断操作者对于侧风的影响,再判断非操作者在第二区域S2内移动对于侧风的影响,如当其具有纵向移动速度(靠近或远离第一区域S1)时,速度越大,移动时间越长,W2越大;当其具有横向移动速度(仅在第二区域S2内移动)时,速度越大,移动时间越长,W2越大。
上面举例了通过图像采集装置200确定人员的一些运动情况来确定W2的方式,当然也可以考虑其他运动方式的影响。本发明将该影响量化为一数值区间,例如1~50。并根据实验模拟可测不同数值的人为侧风对跑烟的影响从而制定K2修正系数,该系数可分段制定,如对1~50的风速大小,取每五个为一组,制定一个相应的修正系数K2,也可根据烟雾浓度大小分区间制定K2
可在吸油烟机100上设置烟雾传感器102,根据烟雾浓度值设定烟雾系数L,例如烟雾浓度值越大,烟雾系数L越高,例如L可以为0.1~1。
油烟突然炸起的可能值Z,主要与吸油烟机100下方的灶具300上的锅具温度、温度变化率以及锅具重量有关。因此在灶具300上设置有压力传感器301和温度传感器302,压力传感器301用于检测锅具重量,温度传感器302用于检测锅具温度。
一般油烟突然升起有两种可能:一是检测到锅具压力较小,锅具温度较高,导致锅具干烧起油烟;二是油锅内含油,锅具温度较高,突然加入菜或水,锅具重量骤增。
跑烟影响值设定为P,
Figure BDA0003049204930000051
其中K1为自然侧风影响值W1的修正系数,K2为人为侧风影响值W2的修正系数,
Figure BDA0003049204930000052
表示自然侧风的变化率,t1为自然侧风变化经过的时间,K3
Figure BDA0003049204930000053
的修正系数,Z表示油烟炸起的影响值。拟定油烟炸起影响值Z为1~100,Z的初始值可以为如50,当G=0时,Z逐渐减小至0,减小的速度可以为如每秒下降1。
考虑突变的自然侧风对跑烟的影响比稳定的自然侧风影响要大,因此计算突变的自然侧风其变化率
Figure BDA0003049204930000061
并制定修正系数K3,K3可根据
Figure BDA0003049204930000062
分段制定,也可根据烟雾浓度大小分区间制定。最终根据公式计算得到跑烟影响值P,根据P值更改风机输出功率,从而改变其转速。可根据实验确定P和风机转速之间的对应关系。
拟定自然侧风值W1为1~100,拟定侧风的人为影响值W2为1~50,拟定L数值区间0.1~1,拟定油烟炸起影响值Z为1~100,上述W1、W2、Z优选的为自然数,Z增大一个单位,即增加1;当然也可以为小数。各修正系数的取值范围均为取值范围均为(0,1]。
例如,L可分为:小烟雾区间的值为0~0.3,中等烟雾区间的值为0.3~0.5,大烟雾区间的值为0.5~1.0。上述公式中各系数的取值,根据L大小分区间制定,如下表1所示。
K<sub>1</sub> K<sub>2</sub> K<sub>3</sub>
小烟雾区间 0.5 0.4 0.2
中等烟雾区间 0.7 0.7 0.5
大烟雾区间 0.9 1.0 0.5
表1各修正系数实例
本发明的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,包括如下步骤:
1)吸油烟机100和灶具300开启,烹饪开始;
2)各传感器开始工作:风速传感器101检测得到相应的W1,取两个W1中较大的一个带入公式;图像采集装置200检测得到相应的W2;烟雾传感器102检测得到相应的L;压力传感器301检测当前锅具的重量G;温度传感器302检测当前锅具的温度H;确定修正系数K1、K2和K3,得到跑烟影响值
Figure BDA0003049204930000063
其中,吸油烟机100预设有以下阈值:G1,为预设的盛装有烹饪材料(如菜、油、水等)的锅具重量下限值;H1,为预设的认定高温烹饪时锅具的温度下限值,通常为高温烹饪(如高温炖煮,高温炒菜、高温油炸等)操作时的下限值,如可设为100°;g1为认定锅具重量出现突增的阈值,可通过多次实验得到;Z设定为初始值;代入上述公式,根据Z计算P,对吸油烟机100的风机转速进行相应的调节:
2.1)如果G>G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000064
Figure BDA0003049204930000065
为锅具重量突变值,t2为锅具重量发生变化的时间,判断为高温翻炒后加料,Z在初始值的基础上增加y1,y1小于Z的上限值和初始值之间的差值;在本实施例中,y1可取40;
2.2)如果G>G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000066
判断为高温炖煮,Z维持在初始值;
2.3)如果G>G1、H<H1、
Figure BDA0003049204930000067
判断为低温翻炒后加料,Z在初始值的基础上增加y2,并且y2<y1;在本实施例中,y2可取20;
2.4)如果G>G1、H<H1,
Figure BDA0003049204930000071
则判断为低温(慢炖)炒菜,Z维持在初始值;
2.5)如果G<G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000072
判断为热锅加菜,Z在初始值的基础上增加y3,y3小于Z的上限值和初始值之间的差值;在本实施例中,y3可取40;
2.6)如果G<G1、H>H1、
Figure BDA0003049204930000073
锅具重量不发生突变,Z逐步增加至上限值;
2.7)如果G<G1、H<H1、
Figure BDA0003049204930000074
判断为冷锅加菜,Z在初始值的基础上增加y4,y4小于Z的上限值和初始值之间的差值,并且y4<y2;在本实施例中,y4可取10;
2.8)如果G<G1、H<H1、
Figure BDA0003049204930000075
判断为炒菜(刚)完成,Z维持在初始值。
在上述控制过程中,如灶具两个灶头上的锅具都在进行烹饪,则计算P时,取Z值较大的一个进行计算。
通过采用上述公式:1)可预测油烟炸起,且油烟炸起若同时又有侧风影响,P值最大,调速最大,可避免只判断侧风的误差;2)该公式既涵盖了分场景阈值的情况,也包含了混合的情况,例如即使人为存在侧风,但是油烟本就较小且无增大趋势,则无需增大调速;该公式将自然侧风影响与预测人为侧风影响置于同一计算体系,叠加相互间的作用,调速更为准确。

Claims (9)

1.一种吸油烟机防跑烟的调速控制方法,所述吸油烟机(100)上设置有风速传感器(101)和烟雾传感器(102),安装吸油烟机(100)的室内设置有图像采集装置(200),其特征在于:所述吸油烟机(100)预设有以下阈值:G1,为预设的盛装有烹饪材料的锅具重量下限值;H1,为预设的认定高温烹饪时锅具的温度下限值;g1,为认定锅具重量突增的下限值;所述调速控制方法包括如下步骤:
1)吸油烟机(100)和灶具(300)开启,烹饪开始;
2)各传感器开始工作:所述风速传感器(101)检测得到相应的自然侧风影响值W1;所述图像采集装置(200)检测室内人员运动情况,得到相应的人为侧风影响值W2;所述烟雾传感器(102)检测烟雾浓度而得到相应的烟雾系数L;检测当前灶具(300)上锅具的重量G和温度H;得到跑烟影响值
Figure FDA0003049204920000011
其中,K1、K2和K3为相应的修正系数,取值范围均为(0,1],t1为自然侧风变化经过的时间,Z为油烟炸起影响值,具有预设的范围,P与吸油烟机(100)的风机转速具有对应的关系;代入上述公式,根据下述不同情况下Z的取值计算得到P,根据P对吸油烟机(100)的风机转速进行相应的调节:
2.1)如果G>G1、H>H1、
Figure FDA0003049204920000012
其中
Figure FDA0003049204920000013
为锅具重量突变值,t2为锅具重量发生变化的时间,此时Z在初始值的基础上增加y1,y1小于Z的上限值和初始值之间的差值;
2.2)如果G>G1、H>H1、
Figure FDA0003049204920000014
Z维持在初始值;
2.3)如果G>G1、H<H1、
Figure FDA0003049204920000015
Z在初始值的基础上增加y2,并且y2<y1
2.4)如果G>G1、H<H1,
Figure FDA0003049204920000016
Z维持在初始值;
2.5)如果G<G1、H>H1、
Figure FDA0003049204920000017
Z在初始值的基础上增加y3,y3小于Z的上限值和初始值之间的差值;
2.6)如果G<G1、H>H1、
Figure FDA0003049204920000018
Z逐步增加至上限值;
2.7)如果G<G1、H<H1、
Figure FDA0003049204920000019
Z在初始值的基础上增加y4,y4小于Z的上限值和初始值之间的差值,并且y4<y2
2.8)如果G<G1、H<H1、
Figure FDA00030492049200000110
Z维持在初始值。
2.根据权利要求1所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:以吸油烟机(100)为中心,划分出周边的第一区域(S1)和第二区域(S2),所述第一区域(S1)包围在吸油烟机(100)的周围,所述第二区域(S2)包围在第一区域(S1)的周围;所述图像采集装置(200)检测人员在第一区域(S1)和第二区域(S2)内的运动情况而得到W2
3.根据权利要求2所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:所述运动情况包括人员数量和运动趋势。
4.根据权利要求2所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:所述第一区域(S1)在左右方向上分别超出吸油烟机(100)相应侧50~60cm、并且前侧距离安装灶具台面30~45cm;所述第二区域(S2)在左右两侧分别超出第一区域(S1)相应侧25~30cm、并且前侧距离第一区域(S1)前侧为30~45cm。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:K1根据W1分段制定,或者根据烟雾浓度大小分区间。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:K2根据W2分段制定,或者根据烟雾浓度大小分区间。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:K3根据
Figure FDA0003049204920000021
分段制定,或者根据烟雾浓度大小分区间。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:所述风速传感器(101)具有两个并且分别设置在吸油烟机(100)的左右两侧,控制时取两个风速传感器(101)所得到的两个W1中较大的一个。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的吸油烟机防跑烟的调速控制方法,其特征在于:当灶具(300)两个灶头上的锅具都在进行烹饪时,则计算P时,取两个锅具对应的Z值较大的一个进行计算。
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