CN110208184A - 油烟浓度检测装置及吸油烟机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油烟浓度检测装置及吸油烟机，该装置包括第一发射单元、第二发射单和接收单元，第一发射单元、第二发射单元和接收单元分别设置于吸油烟机的排烟管路上，第一发射单元和第二发射单元用于交替发出光线，接收单元用于接收所述第一发射单元和第二发射单元发出的光线并将接收到的光线分别发送至外部设备进行分析。本发明通过分析收接单元接收到的第二发射单元发出的、经烟雾反射后的反射光来分析油烟的浓度，而通过分析接收单元接收到的第一反射单元发出的、经烟雾透射后的透射光来分析第一发射单元的光衰减率从而间接检测出第二发射单元的光衰减率，进而对第二发射单元进行修正，实现了长期保证油烟检测结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及吸油烟机技术领域，具体涉及一种油烟浓度检测装置及具有该油烟浓度检测装置的吸油烟机。
背景技术
吸油烟机通过对油烟浓度的测量，自动调整风量，目前对吸油烟机油烟浓度的检测主要有气敏传感器方式、红外方式等，因为通常吸油烟机油烟浓度非常低，仅几毫克/立方米，现有的方案分辨率都很低，很难有效区分烟雾浓度。而且红外方式的油烟浓度检测，由于受环境油污、温度的影响，器件的老化等，很难长期有效的判别烟雾浓度，本发明通过补偿方案，能有效的克服这些问题，使吸油烟机更加智能化运行。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种能够长期保证测量精度的油烟浓度检测装置。
为了实现上述目的，本发明具体采用以下技术方案：
本发明提供了一种油烟浓度检测装置，该装置包括第一发射单元、第二发射单和接收单元，所述第一发射单元、第二发射单元和接收单元分别设置于吸油烟机的排烟管路上，所述第一发射单元和第二发射单元用于交替发出光线，所述接收单元用于接收所述第一发射单元和第二发射单元发出的光线并将接收到的光线分别发送至外部设备进行分析。
优选地，所述第一发射单元包括第一发射管，所述第二发射单元包括第二发射管，所述接收单元包括接收管，所述第一发射管发出的光线经吸油烟机的烟雾透射后入射到所述接收管，所述第二发射管发出的光线经吸油烟机的烟雾反射后入射到所述接收管。
优选地，所述第一发射管、第二发射管分别与所述接收管设置于吸油烟机排烟管路的相对的两侧，并且所述第一发射管与所述接收管位于同一条直线上，所述第二发射管与所述接收管倾斜设置。
优选地，所述第一发射单元还包括第一发射腔，所述第二发射单元还包括第二发射腔，所述接收单元还包括接收腔，所述第一发射管设置于所述第一发射腔内，所述第二发射管设置于所述第二发射腔内，所述接收管设置于所述接收腔内。
优选地，所述第一发射管采用第一红外发射二极管D1。
优选地，所述第一发射单元还包括第一发射电路，所述第一发射电路包括第一电阻R1和第一三极管Q1，所述第一电阻R1的一端接电源VCC，所述第一电阻R1的另一端接第一红外发射二极管D1的正极，所述第一红外发射二极管D1的负极接第一三极管Q1的集电极，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的基极接外部驱动电路。
优选地，所述第二发射管采用第二红外发射二极管D2。
优选地，所述第二发射单元还包括第二发射电路，所述第二发射电路还包括第二电阻R2和第二三极管Q2，所述第二电阻R2的一端接电源VCC，所述第二电阻R2的另一端接第二红外发射二极管D2的正极，所述第二红外发射二极管D2的负极接第二三极管Q2的集电极，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的基极接所述外部驱动电路。
优选地，所述接收管采用红外接收三极管Q3。
优选地，所述接收单元还包括接收电路，所述接收电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、电容C1和芯片U1,所述红外接收三极管Q3的集电极接电源VCC，所述红外接收三极管Q3的发射极经第三电阻R3接地,同时所述红外接收三极管Q3的发射极还接芯片U1的管脚3，芯片U1的管脚2 经第六电阻R6接地，芯片U1的管脚1接第五电阻R5的一端、第七电阻(R7) 的一端及电容C1的一端，第五电阻R5的另一端及电容C1的另一端分别接芯片U1的管脚2，第七电阻R7的另一端接芯片U1的管脚5并作为输出端 AD1；芯片U1的管脚8接电源VCC，芯片U1的管脚4接地；芯片U1的管脚6经第八电阻(R8)接地，同时芯片(U1)的管脚6经第九电阻R9接芯片U1的管脚7，芯片U1的管脚7经第十电阻R10作为输出端AD2。
相应地，本发明还提供一种吸油烟机，该吸油烟机包括上述的油烟浓度检测装置。
相于现有技术，本发明在吸油烟机的排烟管路上设置有第一发射单元、第二发射单元和接收单元，使第一发射单元和第二发射单元交替发出光线，并通过接收单元接收第一发射单元及第二发射单元发出的光线并发送至外部设备进行分析；从而通过分析第二发射单元发出的、经烟雾反射后的反射光来分析油烟的浓度，但是由于油烟浓度低浓度的反射光非常弱，环境因素对测量结果影响非常大，而通过分析第一反射单元发出的、经烟雾透射后的透射光来分析第一发射单元的光衰减率；由于第一发射单元和第二发射单元是处于同一环境中，并且是交替发光，因此，第一发射单元和第二发射单元的表面油污程度相同，其光衰减率相同，即通过检测第一发射单元的光衰减率可间接检测出第二发射单元的光衰减率，进而对第二发射单元进行修正，实现了长期保证油烟检测的准确结果。
附图说明
图1为本发明实施例的油烟检测装置结构示意图；
图2为本发明实施例的第一发射单元电路原理图；
图3为本发明实施例的第二发射单元电路原理图；
图4为本发明实施例的接收单元电路原理图；
图中，1、第一发射单元；11、第一发射管；12、第一发射腔；13、第一发射电路；2、第二发射单元；21、第二发射管；22、第二发射腔；23、第二发射电路；3、接收单元；31、接收管；32、接收腔；33、接收电路；4、第一开口；5、第二开口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的实施例公开了一种油烟浓度检测装置，该装置包括第一发射单元1、第二发射单元2和接收单元3。其中，第一发射单元1、第二发射单元2和接收单元3分别设置于吸油烟机的排烟管路上，并且第一发射单元1、第二发射单元2与接收单元3分别位于吸油烟机排烟管路的相对两侧。第一发射单元1和第二发射单元2用于交替发出光线，第一发射单元1 发出的光线经吸油烟机的烟雾透射后直接入射到接收单元3，第二发射单元2发出的光线经吸油烟机的烟雾反射后入射到接收单元3，接收单元3将接收到的第二发射单元2发出的反射光发送至外部设备进行分析得到油烟浓度值，接收单元3将接收到的第一发射单元1发出的直射光发送至外部设备进行分析得到第一发射单元1的光衰减率，从而间接得到第二发射单元2的光衰减率，进而能够对第二发射单元2进行修正，保证了油烟浓度检测结果的准确性。即第一发射单元1和第二发射单元2分时工作，其工作电流和时间相同以保证相同工作寿命；接收单元3接收到第二发射单元2的反射光强与烟雾浓度成单调增函数关系，接收单元3接收到第一发射单元1的直射光在油烟低油烟浓度范围内与环境因素变化成比例关系，从而修正反射光测量结果，提高油烟浓度测量精度。
第一发射单元1包括第一发射管11，第二发射单元2包括第二发射管21，接收单元3包括接收管31，第一发射管11、第二发射管21分别与接收管31 设置于吸油烟机排烟管路的相对的两侧，例如吸油烟机的进风口。并且第一发射管11与接收管31位于同一条直线上，第二发射管21与接收管31倾斜设置。
而为了防止环境光的干扰和形成轴向光的发射和接收，第一发射单元1 还包括第一发射腔12，第二发射单元2还包括第二发射腔22，接收单元3还包括接收腔32。第一发射腔12、第二发射腔22及接收腔32分别采用不透光黑色塑料制成，并且第一发射腔12、第二发射腔22及接收腔32分别开设有第一开口4和第二开口5。第一发射管11通过环氧树脂密封固定于第一发射腔12内，第二发射管21通过环氧树脂密封固定于第二发射腔22内，接收管31通过环氧树脂密封固定于接收腔32内；从而第一发射管11发出的光线依次经第一发射腔12的第一开口4、第二开口5射出平行光，第二发射管21发出的光经依次经第二发射腔22的第一开口4、第二开口5射出平行光，接收管31接收的光线依次经接收腔32的第二开口5、第一开口4射入。而由于第一发射管11、第二发射管21和接收管31处于相同的油烟环境，其表面有油污时，会影响透光率，因油污程度相同，透光率一致，可进行修正或自检。
如图2所示，第一发射管11采用第一红外发射二极管D1，第一发射单元1还包括第一发射电路13，该第一发射电路13包括第一电阻R1和第一三极管Q1，第一电阻R1的一端接电源VCC，第一电阻R1的另一端接第一红外发射二极管D1的正极，第一红外发射二极管D1的负极接第一三极管Q1 的集电极。第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极接外部驱动电路。
如图3所示，第二发射管12采用第二红外发射二极管D2，第二发射单元2还包括第二发射电路23，该第二发射电路23还包括第二电阻R2和第二三极管Q2，第二电阻R2的一端接电源VCC，第二电阻R2的另一端接第二红外发射二极管D2的正极，第二红外发射二极管D2的负极接第二三极管 Q2的集电极。第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极接外部驱动电路。从而通过外部驱动电路产生50％占空比脉冲信号驱动第一红外二极管D1和第二红外二极管D2均匀地交替发光。
如图4所示，接收管31采用红外接收三极管Q3，接收单元3还包括接收电路33，该接收电路33包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、电容C1和芯片U1；红外接收三极管Q3的集电极接电源VCC，红外接收三极管Q3的发射极经第三电阻R3接地,同时红外接收三极管Q3的发射极还接芯片U1的管脚3。芯片U1的管脚2经第六电阻R6接地，芯片U1的管脚1接第五电阻R5的一端、第七电阻R7的一端及电容C1的一端，第五电阻R5的另一端及电容C1的另一端分别接芯片U1的管脚2，第七电阻R7的另一端接芯片U1的管脚5并作为输出端AD1；芯片U1的管脚8接电源VCC，芯片 U1的管脚4接地；芯片U1的管脚6经第八电阻R8接地，同时芯片U1的管脚6经第九电阻R9接芯片U1的管脚7，芯片U1的管脚7经第十电阻R10 作为输出端AD2。
其中，芯片U1的型号为AD8629，接收电路33采用两级运放，第一级运放作为直射光输出，即输出端AD1；第二级运放输出作为反射光输出，即输出端AD2；运放采用高输入阻抗，低零漂及低噪声运放。因为接收单元3 在接收直射光和反射光时，光强度差别非常大，通过不同比例的放大电路，以便接收处理。
具体的工作原理，利用当发射光一定时，油烟产生的漫反射光强与烟雾浓度成比例关系，红外接收管电流与接收光成比例关系。通过取样电阻对其电压进行放大，输出电压即与油烟浓度相关。而在工作寿命内，因长时间工作，发射管会产生衰减，发射和接收管表面会集有一定的灰尘，这时发射光强会衰减，表面积尘也会引起发射和接收的衰减。通过测量第一发射管11到接收管31通路的光衰减率可以间接测量出第二发射管21到接收管31的光衰减率。因为通过吸油烟机的油烟浓度在与新空气混合后非常低，对发射管产生强光的衰减非常低，可以忽略不及。通过修正发射光强，按照发射光强与漫反射光强成比例关系即可修正油烟浓度，保证长期工作测量精度的准确性。
另外，第一发射管11和第二发射管21采用50％占空比脉冲驱动，工作相位相反，周期为4秒。其工作电流相同，保证两个发射管工作的寿命衰减一致。
而接收管通过电流取样电阻，采用两级运放放大，第一级运放对直射光或对反射光进行前级进行放大，第二级对反射光进行放大，也可对直射和反射光进行分别放大，运算放大器输出通过模数转换，通过修正和预存的数据查表，得到与油烟浓度相关的反射光强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种油烟浓度检测装置，其特征在于，包括第一发射单元(1)、第二发射单元(2)和接收单元(3)，所述第一发射单元(1)、第二发射单元(2)和接收单元(3)分别设置于吸油烟机的排烟管路上，所述第一发射单元(1)和第二发射单元(2)用于交替发出光线，所述接收单元(3)用于接收所述第一发射单元(1)和第二发射单元(2)发出的光线并将接收到的光线分别发送至外部设备进行分析。
2.根据权利要求1所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述第一发射单元(1)包括第一发射管(11)，所述第二发射单元(2)包括第二发射管(21)，所述接收单元(3)包括接收管(31)，所述第一发射管(11)发出的光线经吸油烟机的烟雾透射后入射到所述接收管(31)，所述第二发射管(21)发出的光线经吸油烟机的烟雾反射后入射到所述接收管(31)。
3.根据权利要求2所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述第一发射管(11)、第二发射管(21)分别与所述接收管(31)设置于吸油烟机排烟管路的相对的两侧，并且所述第一发射管(11)与所述接收管(31)位于同一条直线上，所述第二发射管(21)与所述接收管(31)倾斜设置。
4.根据权利要求3所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述第一发射单元(1)还包括第一发射腔(12)，所述第二发射单元(2)还包括第二发射腔(22)，所述接收单元(3)还包括接收腔(32)，所述第一发射管(11)设置于所述第一发射腔内(12)，所述第二发射管(21)设置于所述第二发射腔(22)内，所述接收管(31)设置于所述接收腔(32)内。
5.根据权利要求2所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述第一发射管(11)采用第一红外发射二极管(D1)。
6.根据权利要求5所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述第一发射单元(1)还包括第一发射电路(13)，所述第一发射电路(13)包括第一电阻(R1)和第一三极管(Q1)，所述第一电阻(R1)的一端接电源VCC，所述第一电阻(R1)的另一端接第一红外发射二极管(D1)的正极，所述第一红外发射二极管(D1)的负极接第一三极管(Q1)的集电极，所述第一三极管(Q1)的发射极接地，所述第一三极管(Q1)的基极接外部驱动电路。
7.根据权利要求6所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述第二发射管(21)采用第二红外发射二极管(D2)，所述第二发射单元(2)还包括第二发射电路(23)，所述第二发射电路(23)还包括第二电阻(R2)和第二三极管(Q2)，所述第二电阻(R2)的一端接电源VCC，所述第二电阻(R2)的另一端接第二红外发射二极管(D2)的正极，所述第二红外发射二极管(D2)的负极接第二三极管(Q2)的集电极，所述第二三极管(Q2)的发射极接地，所述第二三极管(Q2)的基极接所述外部驱动电路。
8.根据权利要求2至7任一项所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述接收管(31)采用红外接收三极管(Q3)。
9.根据权利要求8所述的油烟浓度检测装置，其特征在于，所述接收单元(3)还包括接收电路(33)，所述接收电路(33)包括第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、电容(C1)和芯片(U1),所述红外接收三极管(Q3)的集电极接电源VCC，所述红外接收三极管(Q3)的发射极经第三电阻(R3)接地,同时所述红外接收三极管(Q3)的发射极还接芯片(U1)的管脚3，芯片(U1)的管脚2经第六电阻(R6)接地，芯片(U1)的管脚1接第五电阻(R5)的一端、第七电阻(R7)的一端及电容(C1)的一端，第五电阻(R5)的另一端及电容(C1)的另一端分别接芯片(U1)的管脚2，第七电阻(R7)的另一端接芯片(U1)的管脚5并作为输出端AD1；芯片(U1)的管脚8接电源VCC，芯片(U1)的管脚4接地；芯片(U1)的管脚6经第八电阻(R8)接地，同时芯片(U1)的管脚6经第九电阻(R9)接芯片(U1)的管脚7，芯片(U1)的管脚7经第十电阻(R10)作为输出端AD2。
10.一种吸油烟机，其特征在于，该吸油烟机包括权利要求1至权利要求9任一项所述的油烟浓度检测装置。
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