CN104316871A - 基于振动传感器检测风机开关的方法 - Google Patents

Abstract

基于振动传感器检测风机开关的方法，其包括：通过振动传感器在预设的时间间隔，连续采集n次数据，以得到振动强度统计数据X；通过处理器对振动强度统计数据X进行如下处理：计算振动强度统计数据X的平均值：计算偏移量数据Y：Y＝[Vx(1),Vx(1+τ),Vx(1+(n-1)τ)]；通过处理器进行判断：若则判断风机处于关闭状态；若且Vx(t)均小于或等于则判断风机处于启动状态；若且偏移量数据Y中Vx(t)大于的个数大于P2％，则将Vx(t)大于

Description

基于振动传感器检测风机开关的方法

技术领域

本发明涉及检测风机的启闭状态的技术。

背景技术

饮食业油烟废气是大气污染的主要来源之一，油烟气体成分复杂，其中多种成分会危害人体健康。油烟气体的主要参考指标为油烟浓度，油烟中含有的污染物越多，则油烟浓度越高。根据国家相关标准，饮食业油烟排放浓度不能超过一定的限值。

油烟浓度的在线式测量，一般需要同步监测风机的运行状态，特别是风机的开关机状态，只有在风机打开的情况下才会排放油烟，也只有在风机打开的情况下测量的油烟浓度才具有实际意义，所以通常的油烟在线监控***都需要同步测量风机的开关。现在的方法是通过使用一个电流互感器，测量风机的工作电流，以判断风机是否正常工作。但这种办法在实际运用中经常会遇到施工问题，可能油烟监控点与风机距离太远，或者一个在楼下，另一个在楼上，导致布线困难；另一个问题是安装电流互感器时需要对风机正常电路进行处理，可能会有安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于振动传感器检测风机开关的方法，其能解决布线困难的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

基于振动传感器检测风机开关的方法，其包括以下步骤：

步骤1、通过振动传感器在预设的时间间隔，连续采集n次数据，以得到振动强度统计数据X；

其中，所述振动传感器安装在油烟浓度监测探头上，所述油烟浓度监测探头安装在烟道上；

X＝[x(1),x(1+τ),x(1+(n-1)τ)]，τ为时间间隔，n＝1、2、3……，x为振动强度；

步骤2、通过处理器对振动强度统计数据X进行如下处理：

计算振动强度统计数据X的平均值： 为振动强度的平均值，x(t)为t时刻振动强度，t＝1+(n-1)τ；

计算偏移量数据Y：Vx(t)为t时刻的振动强度的偏移量，Y＝[Vx(1),Vx(1+τ),Vx(1+(n-1)τ)]；

步骤3、通过处理器进行判断：

若则判断风机处于关闭状态；

若且Vx(t)均小于或等于则判断风机处于启动状态；

若且偏移量数据Y中Vx(t)大于的个数大于P2％，则将Vx(t)大于的数据删除并重新计算振动强度统计数据X的平均值，若重新计算后的振动强度统计数据X的平均值大于M2，则判断风机处于启动状态，否则判断风机处于关闭状态；

M1为第一预设阈值，M2为第二预设阈值，P1、P2、P3均为大于0的自然数。

优选的，P1＝50。

优选的，P2＝10。

优选的，P3＝2。

本发明具有如下有益效果：

采用振动传感器技术测量油烟探头在烟道中的振动情况，通过对探头的振动数据进行分析，计算出风机是否处于开启或者关闭状态。解决了现有技术的布线困难、安全隐患大的问题。

具体实施方式

下面，对本发明做进一步描述。

当探头安装在烟道中后，一旦风机开启，则烟道中会有一定流速的气流通过，气流作用在探头上，会引起探头的轻微振动。同时，由于风机与烟道在物理上是连接的，风机的机械振动也会传导到探头上，从而引起探头的振动。所以通过检测探头的振动，就可以判断风机的开关机状态。

检测振动的传感器常见到有机械式和数字式，机械式振动传感器在检测到振动时会输出通断信号，一般可转换为脉冲信号，脉冲的宽度和频率可以代表振动强度。而数字式振动传感器，如单轴到多轴的加速度传感器或者陀螺仪等，都可以测量一维到三维甚至更多维方向上的加速度，因而也可以转换为各个方向上的振动强度，所以数字式振动传感器可实现比机械式振动传感器更加精确的测量。

在本实施例中，只需要通过检测振动的强度来判断风机的开关，所以对于振动方向的识别并没有多大必要性。下面以机械式振动传感器为例，说明如何检测风机开关。

考虑到振动传感器安装在探头上，而探头是安装在烟道中的。而风机也是安装在烟道中，一般风机都是机械式设备，一旦启动就会产生机械振动，振动会通过烟道传到探头上，被振动传感器检测到。同时，风机开启后烟道中会有一定速度的气流通过，气流作用在探头上也会产生机械振动。这2种振动各有一定的频率特征，通过读取振动传感器采集到的单位时间内的脉冲数和脉冲宽度，可计算得到振动强度值。以此值为参考，可以识别风机的开关状态。实际应用中，需要考虑环境因素的影响，如附近的施工工地，道路上通行的大型车辆，刮风、雨雪等。所以不能简单处理为有振动就表示风机开机，无振动就表示风机关机。由于每个安装现场的情况都不一样，所以不能简单的设定一些阀值作为判断。

因此，本实施例的基于振动传感器检测风机开关的方法，包括以下步骤：

步骤1、通过振动传感器在预设的时间间隔，连续采集n次数据，以得到振动强度统计数据X；

其中，所述振动传感器安装在油烟浓度监测探头上，所述油烟浓度监测探头安装在烟道上；

X＝[x(1),x(1+τ),x(1+(n-1)τ)]，τ为时间间隔，n＝1、2、3……，x为振动强度；

步骤2、通过处理器对振动强度统计数据X进行如下处理：

计算振动强度统计数据X的平均值： 为振动强度的平均值，x(t)为t时刻振动强度，t＝1+(n-1)τ；

计算偏移量数据Y：Vx(t)为t时刻的振动强度的偏移量，Y＝[Vx(1),Vx(1+τ),Vx(1+(n-1)τ)]；

计算偏移量的平均值

以偏移量的平均值为参考，计算每个偏移量数据Y的偏移量相对偏移量平均值的偏差：Vy(t)为t时刻的偏移量的偏差。统计大于偏移量平均值的数据的个数和在序列中的位置，通过其位置可以计算二个偏移量之间的时间差，进而可计算振动源的频率。

步骤3、通过处理器进行判断：

若则判断风机处于关闭状态；

若且Vx(t)均小于或等于则判断风机处于启动状态；

若且偏移量数据Y中Vx(t)大于的个数大于P2％(说明有环境干扰)，则将Vx(t)大于的数据删除并重新计算振动强度统计数据X的平均值，若重新计算后的振动强度统计数据X的平均值大于M2，则判断风机处于启动状态，否则判断风机处于关闭状态；

M1为第一预设阈值，M2为第二预设阈值(为无环境干扰的振动强度平均值)，P1、P2、P3均为大于0的自然数。本实施例的P1＝50，P2＝10、P3＝2。

上述实施例中，M2可以是出厂时预设的值，也可以为空。当M2为空时，并不能判断风机状态，则需要重复步骤1、2，获得多组数据X，统计和比较这多个周期的平均值和数据离散度，可得到参考平均值和参考数据离散度，从而可对初始M2进行修正，得到更加合理和准确的M2。

通过本实施例，即使探头附近有连续的或者间歇的振动干扰源，又或者环境状态有任何变化，探头也可以正常检测到风机的运行状态。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于振动传感器检测风机开关的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、通过振动传感器在预设的时间间隔，连续采集n次数据，以得到振动强度统计数据X；

其中，所述振动传感器安装在油烟浓度监测探头上，所述油烟浓度监测探头安装在烟道上；

X＝[x(1),x(1+τ),x(1+(n-1)τ)]，τ为时间间隔，n＝1、2、3……，x为振动强度；

步骤2、通过处理器对振动强度统计数据X进行如下处理：

计算振动强度统计数据X的平均值： 为振动强度的平均值，x(t)为t时刻振动强度，t＝1+(n-1)τ；

计算偏移量数据Y：Vx(t)为t时刻的振动强度的偏移量，Y＝[Vx(1),Vx(1+τ),Vx(1+(n-1)τ)]；

步骤3、通过处理器进行判断：

若则判断风机处于关闭状态；

若且Vx(t)均小于或等于则判断风机处于启动状态；

若且偏移量数据Y中Vx(t)大于的个数大于P2％，则将Vx(t)大于的数据删除并重新计算振动强度统计数据X的平均值，若重新计算后的振动强度统计数据X的平均值大于M2，则判断风机处于启动状态，否则判断风机处于关闭状态；

M1为第一预设阈值，M2为第二预设阈值，P1、P2、P3均为大于0的自然数。

2.如权利要求1所述的基于振动传感器检测风机开关的方法，其特征在于，P1＝50。

3.如权利要求1所述的基于振动传感器检测风机开关的方法，其特征在于，P2＝10。

4.如权利要求1所述的基于振动传感器检测风机开关的方法，其特征在于，P3＝2。