CN102243270A - 油烟净化器工作状态的检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油烟净化器工作状态的检测方法及其装置。其在油烟净化器的相线上串联有电压互感模块与电流互感模块，电压互感模块与电流互感模块的通信端连入电能测量模块。同时，电能测量模块通过数据总线连入MCU模块。并且，通过电压互感模块与电流互感模块的配合，采用电流和电压信号来判断油烟净化器的工作状态。由此，省去了清洗维护油烟传感器的麻烦，可以节约大量维护成本。通过油烟净化器运行功率的提取，可以掌握全天24小时油烟净化器的实际运行情况和工作状态，进行一个最佳的监视。

Description

油烟净化器工作状态的检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种油烟净化器的检测方法及其装置，尤其涉及一种油烟净化器工作状态的检测方法及其装置。

背景技术

2000年9月1日，国家施行修订后的《大气污染防治法》中，新增了“城市饮食服务业的经营者，必须采取措施，防治油烟对附近居民的居住环境造成污染”的条款并明确了排污业主的法律责任。为了切实解决油烟污染问题，各级政府都非常重视饮食服务业油烟污染防治工作，很多餐饮企业都安装了油烟净化装置。但是对油烟净化装置的管理工作却很难开展，对油烟净化装置工作状态的自动检测和判定则成为了油烟净化装置信息化管理的最大困难。

油烟净化装置的工作状态，一般分为关闭、正常工作、需清洗三个状态。由于油烟净化装置安装在重油烟又有明火的厨房，又是电子设备，油烟在净化装置内部会达到一定程度的堆积，一旦不及时清理，会造成及其严重的后果。由于一方面油烟净化装置类型不同，另一方面各家饭店的营业时间长短不同，因此无法通过立法规定一个统一周期对油烟净化装置进行清洗。

传统的检测方法一般有油烟检测法和电流感应法。油烟检测法是通过油烟传感器检测空气中的油烟浓度，从而判定油烟净化装置的处理效率。此种方法不可避免地需要对油烟传感器进行清洗等维护工作，加重了运营成本。传统的电流感应法则只能解决关闭和非关闭两个状态，而无法分辨出正常工作和需清洗两个状态。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种油烟净化器工作状态的检测方法及其装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

油烟净化器工作状态的检测方法，其包括以下步骤：步骤①，电压互感器模块通过中继电源导线，从油烟净化器的电源线中通过互感效应采集电压采样信号，并将电压采样信号送入电能测量模块；电流互感器模块通过中继电源导线，从油烟净化器的电源线中通过互感效应采集电流采样信号，并将电流采样信号送入电能测量模块；步骤②，电能测量模块通过对电压和电流采样信号进行AD转换，之后将数据送入MCU模块；步骤③，MCU模块接收到数据后，对采样信号进行处理，得到油烟净化器的平均功率，判断油烟净化器的工作状态；步骤④，如果步骤③中的平均功率接近0，则油烟净化器为关闭状态；如果平均功率未达到警报阀值，则MCU向输出信号接口输出平均功率数值；如果达到平均功率警报阀值，则MCU向输出信号接口输出平均功率数值和报警信号。

上述的油烟净化器工作状态的检测方法，其中：所述的警报阀值为，设油烟净化装置的初始平均功率最小值为P0min，最大值为P0max，油烟净化装置持续工作满25小时后的平均功率最小值为P1min，最大值为P1max，则警报阀值应设定介于P0min+(P1min-P0min)*20和P0max+(P1max-P0max)*20之间。即以油烟净化装置连续正常工作500小时的功率为参考值设定警报阀值。由于每次清洗后的相应的理论阀值会微量递增，因此第一次警报阀值设定的数值一定在安全范围之内，一次设定后就不需要再改动了。

进一步地，上述的油烟净化器工作状态的检测方法，其中：如被检测的油烟净化器是三相电源，则电压互感器为三相电压互感器，否则为两相电压互感器；如被检测的油烟净化器是三相电源，则电流互感器为三相电流互感器，否则为两相电流互感器。

进一步地，上述的油烟净化器工作状态的检测方法，其中：所述的电能测量模块包括电能测量集成电路芯片及其***电路，所述电能测量集成电路芯片适应住宅用单相电表或是工业用三相电表设备，能精确测量瞬间电流和电压，能计算瞬间功率、平均功率，集成至少两个Delta-Sigma A/D转换器以及一个数据输出接口。

更进一步地，上述的油烟净化器工作状态的检测方法，其中：步骤③所述的MCU模块具有10μS以下的最小指令周期时间；所述的MCU模块接收并存储至少1000条电流电压采样信号数据，并将电流电压采样信号数据分别累加并取平均，最后将平均电流和平均电压相乘得出1个采样时段的平均功率。

油烟净化器用工作状态检测装置，其中：在油烟净化器的相线上串联有电压互感模块与电流互感模块；所述电压互感模块与电流互感模块的通信端连入电能测量模块；所述电能测量模块通过数据总线连入MCU模块。

上述的油烟净化器用工作状态检测装置，其中：所述的MCU模块上设有RS232数据接口。

本发明技术方案的优点主要体现在：只需要采用电流和电压信号即可判断油烟净化器的工作状态，因此省去了清洗维护油烟传感器的麻烦，可以节约大量维护成本。并且，在线路允许的情况下，甚至可以安装在远离厨房的地方，从而避免了油烟对检测电路的侵蚀和电子产品在厨房使用的火灾隐患。并且，通过油烟净化器运行功率的提取，可以掌握全天24小时油烟净化器的实际运行情况和工作状态，通过配合后端电路或者后端***即可实现自动清洗报警。

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，

图1是油烟净化器用工作状态检测装置的构造意图；

图2是电流互感模块与电流互感模块的电路构造示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1油烟净化器      2相线

3电压互感模块    4电流互感模块

5电能测量模块    6数据总线

7MCU模块         8RS232数据接口

具体实施方式

油烟净化器工作状态的检测方法，其特别之处在于包括以下步骤：首先，电压互感器模块通过中继电源导线，从油烟净化器的电源线中通过互感效应采集电压采样信号，并将电压采样信号送入电能测量模块。同样的，通过电流互感器模块通过中继电源导线，从油烟净化器的电源线中通过互感效应采集电流采样信号，并将电流采样信号送入电能测量模块。之后，电能测量模块通过对电压和电流采样信号进行AD转换，之后将数据送入MCU模块。

接着，在MCU模块接收到数据后，对采样信号进行处理，得到油烟净化器的平均功率，判断油烟净化器的工作状态。具体来说，平均功率接近0，则油烟净化器为关闭状态。如果平均功率未达到警报阀值，则MCU向输出信号接口输出平均功率数值。相对的，如果达到平均功率警报阀值，则MCU向输出信号接口输出平均功率数值和报警信号。

具体来说，设油烟净化装置的初始平均功率最小值为P0min，最大值为P0max，油烟净化装置持续工作满25小时后的平均功率最小值为P1min，最大值为P1max，则警报阀值P应设定介于P0min+(P1min-P0min)*20和P0max+(P1max-P0max)*20之间，即以油烟净化装置连续正常工作500小时的功率为参考值设定警报阀值。由于每次清洗后的相应的理论阀值会微量递增，因此第一次警报阀值设定的数值一定在安全范围之内，一次设定后就不需要再改动了。

就本发明一较佳的实施方式来看，MCU模块具有10μS以下的最小指令周期时间。同时，MCU模块可接收并存储至少1000条电流电压采样信号数据，并将电流电压采样信号数据分别累加并取平均，最后将平均电流和平均电压相乘得出1个采样时段的平均功率。并且，采样时间精度不超过100条指令周期时间。采样时段应能保持在1秒左右。

进一步结合本发明的实际实施来看，如被检测的油烟净化器是三相电源，则电压互感器为三相电压互感器，否则为两相电压互感器。同样的，如被检测的油烟净化器是三相电源，则电流互感器为三相电流互感器，否则为两相电流互感器。

同时，为了便于测量数据的正确性，电能测量模块包括电能测量集成电路芯片及其***电路。具体来说，电能测量集成电路芯片适应住宅用单相电表或是工业用三相电表设备，能精确测量瞬间电流和电压，能计算瞬间功率、平均功率，集成至少两个Delta-Sigma A/D转换器以及一个数据输出接口。由此，可以具备高速电能计算功能。

考虑到本检测方法的较佳实现，如图1、图2所示，提供一种油烟净化器用工作状态检测装置，其与众不同之处在于：在油烟净化器1的相线2上串联有电压互感模块3与电流互感模块4。同时，电压互感模块3与电流互感模块4的通信端连入电能测量模块5。并且，电能测量模块5通过数据总线6连入MCU模块7。再者，考虑到本检测装置的通信便利，在MCU模块7上设有RS232数据接口8。再者，一般可取满足条件的51型8位单片机作为MCU模块7。

再进一步结合图2来看，电流传感器选取型号为TA1420-01，该传感器立式穿芯，印刷线路板直接焊接安装，使用环境温度为-55℃～+85℃，工作频率范围为20Hz～20KHz。同时，电压传感器选取型号为TV1013-1，该传感器立式穿芯，印刷线路板直接焊接安装，使用环境温度为-55℃～+85℃，工作频率范围为20Hz～20KHz，通过中继电源导线，本油烟净化器用工作状态检测装置可以形成两个简单的电源输入接口，V1和V2。只需要把油烟净化器的相线截断，把两个断点接合到V1和V2即可。安装简单，安装成本小，容易在已经营业的饭店实现。由于饭店厨房一般在装修时，都会用到大量的金属外壳，如烟道等，线路很可能都隐蔽在金属外壳下，要改装相当麻烦，而本***的改装方式要求简单，甚至可以远离厨房，在厨房外配电箱旁接线即可。

同时，本实施例适用于两相的油烟净化器，如需适用三相油烟净化器，则只需要把电流和电压传感器换成适用的三相传感器即可。在接入三相油烟净化器时，有条件的话应在油烟净化器的三条相线都装上传感模块，以避免产生单相的扼流效应，影响三相平衡负载。

电能测量芯片选取型号为CS5461，该芯片上集成了两个Delta-Sigma模拟至数字(A/D)转换器、高速电能计算功能，以及一个串行接口。可以进行AC和DC校准，以及有助于精确计算电源线频率的相位补偿。该芯片专为住宅用单相电表或是工业用三相电表设备而设计，可精确测量瞬间电流和电压，并可计算瞬间功率、平均功率。这样，电能测量芯片通过对电流和电压传感模块送来的数据进行采样和计算，最后输出平均功率给MCU模块。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，只需要采用电流和电压信号即可判断油烟净化器的工作状态，因此省去了清洗维护油烟传感器的麻烦，可以节约大量维护成本。并且，在线路允许的情况下，甚至可以安装在远离厨房的地方，从而避免了油烟对检测电路的侵蚀和电子产品在厨房使用的火灾隐患。并且，通过油烟净化器运行功率的提取，可以掌握全天24小时油烟净化器的实际运行情况和工作状态，通过配合后端电路或者后端***即可实现自动清洗报警，报警信号一旦发出，即表示该油烟净化器需要清洗，进行一个最佳的监视。

Claims (7)

1.油烟净化器工作状态的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤①，电压互感器模块通过中继电源导线，从油烟净化器的电源线中通过互感效应采集电压采样信号，并将电压采样信号送入电能测量模块；电流互感器模块通过中继电源导线，从油烟净化器的电源线中通过互感效应采集电流采样信号，并将电流采样信号送入电能测量模块；

步骤②，电能测量模块通过对电压和电流采样信号进行AD转换，之后将数据送入MCU模块；

步骤③，MCU模块接收到数据后，对采样信号进行处理，得到油烟净化器的平均功率，判断油烟净化器的工作状态；

步骤④，如果步骤③中的平均功率接近0，则油烟净化器为关闭状态；如果平均功率未达到警报阀值，则MCU向输出信号接口输出平均功率数值；如果达到平均功率警报阀值，则MCU向输出信号接口输出平均功率数值和报警信号。

2.根据权利要求1所述的油烟净化器工作状态的检测方法，其特征在于：所述的警报阀值为，设油烟净化装置的初始平均功率最小值为P0min，最大值为P0max，油烟净化装置持续工作满25小时后的平均功率最小值为P1min，最大值为P1max，则警报阀值应设定介于P0min+(P1min-P0min)*20和P0max+(P1max-P0max)*20之间。

3.根据权利要求1所述的油烟净化器工作状态的检测方法，其特征在于：如被检测的油烟净化器是三相电源，则电压互感器为三相电压互感器，否则为两相电压互感器；如被检测的油烟净化器是三相电源，则电流互感器为三相电流互感器，否则为两相电流互感器。

4.根据权利要求1所述的油烟净化器工作状态的检测方法，其特征在于：所述的电能测量模块包括电能测量集成电路芯片及其***电路，所述电能测量集成电路芯片适应住宅用单相电表或是工业用三相电表设备，能精确测量瞬间电流和电压，能计算瞬间功率、平均功率，集成至少两个Delta-Sigma A/D转换器以及一个数据输出接口。

5.根据权利要求1所述的油烟净化器工作状态的检测方法，其特征在于：步骤③所述的MCU模块具有10μS以下的最小指令周期时间；所述的MCU模块接收并存储至少1000条电流电压采样信号数据，并将电流电压采样信号数据分别累加并取平均，最后将平均电流和平均电压相乘得出1个采样时段的平均功率。

6.油烟净化器用工作状态检测装置，其特征在于：在油烟净化器的相线上串联有电压互感模块与电流互感模块；所述电压互感模块与电流互感模块的通信端连入电能测量模块；所述电能测量模块通过数据总线连入MCU模块。

7.根据权利要求6所述的油烟净化器用工作状态检测装置，其特征在于：所述的MCU模块上设有RS232数据接口。

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