CN204154681U - 一种电容式油烟浓度传感器 - Google Patents

Abstract

一种电容式油烟浓度传感器，呈圆筒状，由长方形电极片按正、负电极片间隔均匀环形排列组成，构成多层电容器，可有效放大油烟电容信号，大大提高检测的灵敏度，同时这种电极片的环形排列方式，使所述的电容式油烟浓度传感器结构紧凑、体积小巧、易于生产。另外，电极片表面上的疏水疏油涂层，可有效避免油烟污染传感器，大大提高了传感器的寿命和测量结果的准确性。本实用新型的电容式油烟浓度传感器，能准确在线获取油烟浓度、抗污染、寿命长、性能可靠、适用于烟道的恶劣环境，能方便地将数据传给上位机，接入环保监管网络，实现对油烟污染快速反应、有的放矢地进行高效率的监管。

Description

一种电容式油烟浓度传感器

技术领域

本实用新型涉及一种油烟浓度传感器，特别涉及一种基于电容的油烟浓度传感器。

背景技术

随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，餐饮业蓬勃发展，但随之而来的是油烟污染环境，油烟扰民现象越来越严重，引发的环境问题和投诉越来越多，将餐饮油烟污染纳入常规的环保监管工作已成为今后发展的必然趋势，受到越来越多的关注。

现有的国标检测方法有很大的局限性，难以满足日常监督检查的需要。国家环境保护总局颁布的GB18483-2001《饮食业油烟排放标准(试行)》附录A中规定的油烟采样及分析方法为现场不锈钢金属滤筒采样，实验室红外分光光度法分析(简称国标法)。所规定的具体测量方法是：先用特别的采样机在规定的条件下对油烟雾采样，让含油烟雾的气流通过装有不锈钢丝网滤芯的采集头以截留微小的油烟气溶胶颗粒，然后将收集了油烟的滤芯取出放于盛有四氯化碳溶剂的容器中，在超声波作用下让油烟凝结物溶解，将溶有油烟凝结物的溶剂移入比色管中定容，最后用红外分光光度法测出其油烟含量，再换算成所测的油烟浓度。该方法由于步骤繁多，测量精度受采样过程和设备、四氯化碳纯度、操作人员经验等因素的影响较大，四氯化碳的致癌性也使得分析人员心存顾虑。虽然文件规定了餐饮业单位油烟的最高允许排放浓度(不大于2.0mg/m³)和油烟净化设备的最低去除效率(要求小型单位净化效率不小于60％，中型单位不小于75％，大型单位不小于85％)。但使用国标法检测，样品需带回实验室分析，监测周期长、费用贵、步骤繁琐、现场测试条件要求高，常常是执法人员来到现场，“案发地”已经改颜换貌难以取证了，难以满足餐饮业油烟监督检查和现场执法监测的需要。另外，由于城市餐饮店数量多、覆盖面广、污染源分散，难以有足够的人力和物力实行监管。因此亟需实时、准确获取油烟浓度且适用于烟道恶劣环境的新型油烟监测装置，能方便地将数据接入环保监管网络，真正实现对油烟污染快速反应、有的放矢地进行高效率的监管，实现从人防到技防的转变，可大大提高环保监管的反应速度和效率。另外，现有基于烟尘监测的各种技术和手段因无法适应粘附性高的油烟污染，而无法适用于油烟监测，无法解决油烟粘附造成的测量误差和仪器寿命短的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能有效解决上述问题，能准确在线获取油烟浓度、抗污染、寿命长、性能可靠、适用于烟道恶劣环境的油烟浓度传感器。

本实用新型的技术方案如下：

一种电容式油烟浓度传感器，呈圆筒状，由正极电极片和负极电极片按正、负电极片间隔均匀环形排列组成，所述的电极片之间用绝缘材料隔开，互不接触；所述的正极电极片从正极引出电极接线，所述的负极电极片从负极引出电极接线；

其进一步的技术方案为：所述的电极片优选为长方形；

其进一步的技术方案为：所述的电极片表面上涂覆一层疏水疏油涂层；

其进一步的技术方案为：所述的疏水疏油涂层的制备工艺为：正硅酸乙酯:二甲基二乙氧基硅烷体积比为2:1的混合溶液3mL，加入到60mL无水乙醇中，搅拌均匀；然后，按二甲基二乙氧基硅烷：含氟硅烷摩尔比为17:3加入含氟硅烷，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后将浓氨水（25wt%）1.0～1.5mL滴加到上述混合硅烷溶液中，室温搅拌1～2h，放置老化48h；使用前，按1:1体积比用无水乙醇稀释，搅拌均匀，得含氟杂化SiO₂纳米涂层液；将干净的电极片以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO₂纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的电极片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1～2h，得疏水疏油涂层电极片；所述的含氟硅烷优选为：1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(CF₃(CF₂)₇CH₂CH₂Si(OCH₃)₃)或1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(CF₃(CF₂)₇CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃)。该制备工艺我们另行申请专利。

本实用新型的油烟浓度检测原理为：如图1所示，平板电容器的电容与极板面积和极间距有如下的基本关系：

由于油烟的电容值很低，故单层电容器的灵敏度很低，因此需要多层来放大电容，从而提高检测的灵敏度。多层平板电容传感器原理如图2所示，对应的电容关系式为：

可知，多层电容器可大大提高检测的灵敏度。

基于此原理，发明了一种电容式油烟浓度传感器，呈圆筒状，由长方形电极片按正、负电极片间隔均匀环形排列组成，且电极片之间用绝缘材料隔开，互不接触；所有的正极电极片从正极引出电极接线，所有的负极电极片从负极引出电极接线，构成多层电容器，可有效放大油烟电容信号，大大提高检测的灵敏度；同时这种圆筒状的电极片排列方式，使所述电容式油烟浓度传感器结构紧凑、体积小巧、易于生产、检测灵敏度高。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的电容式油烟浓度传感器，结构紧凑、体积小巧、易于生产、检测灵敏度高。另外，电极片表面上的疏水疏油涂层，可有效避免油烟污染传感器，可大大提高传感器的寿命、抗污染能力和测量结果的准确性。本实用新型的电容式油烟浓度传感器，能准确在线获取油烟浓度、抗污染、寿命长、性能可靠、适用于烟道的恶劣环境，能方便地将数据传给上位机，接入环保监管网络，实现对油烟污染快速反应、有的放矢地进行高效率的监管，实现从人防到技防的转变，可大大提高环保监管的反应速度和效率。

附图说明

图1 为单层平板电容传感器原理示意图。

图2 为多层平板电容传感器原理示意图。

图3 为本实用新型具体实施方式的电容式油烟浓度传感器立体图（垂直放置，正视）。

图4 为本实用新型具体实施方式的电容式油烟浓度传感器立体图（水平放置，正视）。

图5 为本实用新型具体实施方式的电容式油烟浓度传感器立体图（水平放置，侧视）。

图6 为本实用新型具体实施方式的电容式油烟浓度传感器立体剖视图（垂直放置，俯视）。

图7 为本实用新型具体实施方式的电容式油烟浓度传感器的电容与油烟浓度关系图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图3、4、5和6所示一种电容式油烟浓度传感器，主要包括：正极1、负极2和电极片3；长方形电极片排列成圆筒状，按正、负电极片间隔均匀环形排列组成，且电极片之间用绝缘材料4隔开，互不接触；所有正极电极片由电极引线5集中引出到正极上，所有负极电极片由电极引线5集中引出到负极上；其中，正、负电极片表面上均涂覆一层疏水疏油涂层；本实施方式的电容式油烟浓度传感器的电容值与油烟浓度的关系见图7，由图7的结果可知：本实用新型实施方式的电容式油烟浓度传感器具有很高的灵敏度。

本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种电容式油烟浓度传感器，其特征在于呈圆筒状，由正极电极片和负极电极片按正、负电极片间隔均匀环形排列组成，所述的电极片之间用绝缘材料隔开，互不接触；所述的正极电极片从正极引出电极接线，所述的负极电极片从负极引出电极接线；所述的电极片为长方形；电极片表面上涂覆一层疏水疏油涂层。