油煙濃度的實時檢測方法
2023-09-21 09:31:15 3
專利名稱：油煙濃度的實時檢測方法
技術領域：
本發明涉及油煙檢測技術，尤其涉及一種油煙濃度的實時檢測方法。
背景技術：
近年來，隨著我國國民經濟水平的不斷發展和提高，飲食行業油煙汙染已經成為城市 環境汙染的一大問題，其排放的大氣汙染物主要為氣溶膠，其中含有食用油及食品在高溫 下的揮發物，由食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛類、酮類、鏈烷類和鏈烯類、 多環芳烴等產物，成分極為複雜。研究表明，食用油在加熱至270度——280度時，收集 的冷凝物中有上百個化合物，從狀態上看，油煙廢氣中包括氣體、液體、固體三相，其中 液固相顆粒物的粒徑一般小於10um，液固相顆粒混合物粘著性強，大部分汙染物不溶於水， 極性小。隨著各研究機構對廚房油煙研究的深入，廚房油煙對人體的危害越來越引起人們 的廣泛關注，各類媒體上有關廚房油煙危害的報導層出不窮。南京市調查發現，人群中51.6% 的肺鱗癌和61.0%的肺腺癌的發生歸因於油煙汙染。由此可見，油煙汙染問題日益突出， 袖煙對人體健康的影響也越來越受到人們的關注，已成為環保投訴的熱點之一。因此許多 國家，包括中國，已經制定了相關的法律以控制其排放。油煙濃度的現場監測是環保領域 當務之急的課題之一，但目前的監測方法和技術尚有很多不完善的地方。國家環境保護總 局頒布的GB 18483-2001《飲食業油煙排放標準(試行)》附錄A中規定的油煙採樣及分析 方法為現場不鏽鋼金屬濾筒採樣，實驗室紅外分光光度法分析(簡稱國標法)。該法檢測周 期長，費用貴，步驟繁瑣，現場測試條件要求高，難以滿足飲食業油煙監督檢査和現場執 法監測的需要。
目前廣泛應用的幾類油煙淨化技術，基本可以滿足飲食業油煙治理的市場需要。經現 場監測和實驗室檢測，可以達到排放標準和《飲食業油煙淨化設備技術要求及檢測技術規 範(試行)》(HJ/T62-2001)要求，淨化油煙效果明顯。所以只要酒店、賓館、飯店的油 煙淨化裝置處在正常運行中，油煙中90%左右的顆粒物都會被過濾在淨化裝置內，對環境 造成的汙染較少。但一些餐飲業單位為減少成本，儘量少用甚至不用油煙淨化設備，或者 有的單位油煙淨化設備已經損壞而沒有察覺，出現油煙直接排放到空氣中的情況，造成環 境汙染。相關環保部門不可能有這樣多的人力、財力和時間來監督餐飲業單位的油煙排放。只能對少數大型的賓館或飯店進行不定期抽查，很容易被不自覺的店主想到各種辦法逃避 監控，使國家法律形同虛設。因此開發油煙濃度超標的現場檢測技術，研製方便實用的監 控設備己成為環保領域當務之急的課題之一。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的上述不足，提供一種油煙濃度的實時檢測方法， 實時檢測排放油煙濃度是否超標，解決國標法中檢測周期長，費用貴，步驟繁瑣等問題， 以利於環保部門實時監控相關單位的油煙排放情況。本發明通過如下技術方案實現。
一種油煙濃度的實時檢測方法，該方法在油煙排風口處相互正對地放置光源發射裝置 和光電轉換裝置，使油煙從該兩個裝置之間流過；光源發射裝置發出的光經過油煙的吸收、 反射和折射後到達光電轉換裝置；光電轉換裝置根據檢測到的光信號的強弱變化來實時反 映油煙濃度的變化，光信號轉換成電信號再經信號處理模塊處理、判斷，得出油煙濃度是 否超標的結果。
上述方法中，所述信號處理模塊包括放大器、模數轉換器和控制晶片，所述光電轉換 裝置將接收的光信號轉換為電信號並放大後，再經模數轉換後得到數位訊號，數位訊號經 控制晶片運算處理和判斷後輸出油煙濃度是否超標的結果。
上述方法中，還包括如下步驟
(1) 調節光源強度和所述電信號的放大倍數，建立油煙濃度與光強的定量關係；
(2) 測定油煙濃度超標時所述電信號對應的閾值，若所述電信號對應的數值超過該閾 值，則表示油煙濃度超標。
上述方法中，所述控制晶片通過光信號的強弱變化所對應的經模數轉換後的不同數值， 實時輸出油煙濃度值。
上述方法中，所述光源發射裝置的工作模式有精簡工作模式和增強工作模式，精簡工 作模式下，光源亮若干秒，暗若干秒；增強工作模式下，光源連續工作；所述光源發射裝 置工作在精簡工作模式，當控制晶片檢測到油煙濃度超標時，將控制光源發射裝置在增強 工作模式下工作。
上述方法中，所述控制晶片為內置模數轉換器的單片機。 上述方法中，所述控制晶片通過一繼電器來控制光源發射裝置的工作模式。 上述方法中，所述控制晶片還通過串口輸出模塊將檢測結果向外傳輸。 上述方法中，所述控制晶片通過無線發送模塊將檢測結果向外發送。目前相關餐廳或單位都裝有油煙淨化裝置，只要油煙淨化裝置處在正常運行中，油煙 中90%左右的顆粒物都會被處理，過濾在淨化裝置內，而不會造成汙染，但是一些單位為
減少成本，少用甚至不用油煙淨化設備，致使大量油煙排放到空氣中，汙染了環境。有了
本發明就可以一勞永逸的解決此類問題本發明可將餐飲業的單位廚房油煙濃度的信息， 轉換成數字信息，直接傳送到相關環保局的電腦上，環保部門不用上門，就可以清楚地掌 握該酒店是否存在著油煙偷排的現象。這樣就有效的避免了環保人員過去靠實地抽查，監 控效果很不理想的狀況，直接把防汙染"哨兵"直接派到餐館灶臺上，既節省了人力，監 測結果又非常準確。環保人員通過一個終端就可以隨時、任意讀取某一餐館油煙淨化設備 的所有數據，判定該淨化設備是否在運轉，運轉狀況是否正常。而且這種檢測是24小時自 動檢測。
與現有技術相比，本發明具有如下優點本發明步驟簡單，測試方便， 一經實施，無 需人工幹預，無需繁瑣的操作，穩定性高，能夠實現真正意義上的現場實時監測，全自動 測量，檢測精度高，數據重複性好，避免了現場環境或人為操作帶來的影響；本發明採用 有兩種工作模式精簡工作模式和增強工作模式，平時一般工作在精簡工作模式下，只有 在檢測到油煙濃度過大或者其他異常情況下，系統才工作在增強工作模式下，有效的延長 了工作壽命和節約電能。
圖1是本發明方法具體實施方式
中的安裝示意圖。 圖2是本發明方法具體實施方式
中硬體結構示意圖。 圖3是本發明方法具體實施方式
中單片機的工作流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明。
在油煙排風口處，如圖1中的煙囪口或者排風口 1，相互正對地放置光源發射裝置和
光電轉換裝置，使油煙流2從該兩個裝置之間流過；光源發射裝置發出的光經過油煙的吸 收、反射和折射後到達光電轉換裝置。本實施方式中煙囪口或者排風口 1兩端相對位置分
別放置發射端3和檢測端8裝置，發射端3的發射端電路板11上用LED光源5發出高強度 白光，經過聚光鏡6使光平行後，通過發射端管子4中的通光孔7後，光在煙囪口l裡被 油煙氣流2吸收、反射和折射後，強度信號隨著油煙濃度減弱。檢測端8採用光電傳感器 IO將光強度信號轉換為電信號，經過檢測端電路板12的高精度運算放大器放大後，由單片機處理、判斷、輸出。發射端3和檢測端8硬體各設於一密閉盒子9中。
從狀態上看，油煙中包括氣體、液體、固體三相，其中液固相顆粒物的粒徑一般小於 10um，固態和液態都可以吸收光，本發明採用的物理方法就是通過光在煙囪裡傳輸過程中 的變化大小來檢測。如果油煙濃度大，光源發出的光經油煙顆粒吸收、反射和折射，到達 光檢測器上的光就減少；反之，如果油煙濃度小，光源發出的光經油煙顆粒吸收、反射和 折射，到達光檢測器上的光就增加。因而光檢測器輸出信號的強弱便可以反映油煙濃度的 變化。
本實施方式採用的具體方法如下在煙囪口或者其他排風口兩端相對位置分別放置發 射端和檢測端裝置，發射端可以採用高強度LED或其他光源，檢測端可以採用光電池、光 電二極體等光電傳感器,如圖2所示。預先測定油煙濃度超標的閾值油煙濃度超標與否的 數值反映在光電傳感器的數值非常明顯，本實施方式中採用模糊判斷的方法檢測其是否超 標，發射端的光源發出的光在煙囪裡被油煙吸收、反射和折射後，強度信號隨著油煙濃度 減弱。檢測段端採用的光電傳感器將光強度信號轉換為電信號，經過高精度運放運算放大 器放大、單片機讀取A/D模塊的轉換的數值、處理、判斷後，就可以判定油煙濃度是否超 標。
本實施方式中，檢測企業或單位在任一時間排放油煙量的方法如下
(1) 預先調好光源強度和放大倍數等參數，建立油煙濃度與光強的定量關係。
(2) 預先測定油煙濃度超標的閾值。
(3) 正常工作時，單片機不僅能夠自己判斷油煙濃度是否超標，而且還會輸出油煙濃
度值，使得工作人員可以自己判斷，增強檢測結果的可靠性。
如圖3所示，本檢測方法中的油煙濃度超標的檢測裝置有兩種工作模式精簡工作模
式和增強工作模式，精簡工作模式是指光源亮3秒，暗2秒，增強工作模式是指光源連續
工作，平時一般工作在精簡工作模式下，只有在檢測到油煙濃度過大或者其他異常情況下， 系統才工作在增強工作模式下。精簡工作模式是通過檢測端的單片機和發射端的繼電器來 實現的，有效的延長了工作壽命和節約電能。
本實施方式中，單片機還可以通過串口輸出模塊將檢測結果向外傳輸或通過無線模塊 將檢測結果發送給相關部門。
通過本方法對油煙濃度實時檢測，可將某一餐飲業單位的油煙淨化設備的所有數據(包 括油煙濃度、油煙淨化設備的開關時間等)傳輸到環保部門的計算中心，以便監控。
權利要求
1、一種油煙濃度的實時檢測方法，其特徵是在油煙排風口處相互正對地放置光源發射裝置和光電轉換裝置，使油煙從該兩個裝置之間的間隙流過；光源發射裝置發出的光經過油煙的吸收、反射和折射後到達光電轉換裝置；光電轉換裝置根據檢測到的光信號的強弱變化來實時反映油煙濃度的變化，光信號轉換成電信號再經信號處理模塊處理、判斷，得出油煙濃度是否超標的結果。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述信號處理模塊包括放大器、模數轉換 器和控制晶片，光電轉換裝置將接收的光信號轉換為電信號並經放大器放大，再經模數轉 換後得到數位訊號，數位訊號經控制晶片運算處理和判斷後輸出油煙濃度是否超標的結果。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於還包括(1) 調節光源強度和所述電信號的放大倍數，建立油煙濃度與光強的定量關係；(2) 測定油煙濃度超標時所述電信號對應的閾值，若所述電信號對應的數值超過該閾 值，則表示油煙濃度超標。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述控制晶片對光信號的強弱變化所對應 的經模數轉換後的不同數值進行運算和判斷，實時輸出油煙濃度值。
5、 根據權利要求1 4任一項所述的方法，其特徵在於所述光源發射裝置的工作模式 有精簡工作模式和增強工作模式，精簡工作模式下，光源亮若干秒，暗若干秒；增強工作 模式下，光源連續工作；所述光源發射裝置工作在精簡工作模式，當控制晶片檢測到油煙 濃度超標時，將控制光源發射裝置在增強工作模式下工作。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述控制晶片通過一繼電器來控制光源發 射裝置的工作模式。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述控制晶片還通過串口輸出模塊將檢測 結果向外傳輸。
8、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述控制晶片通過無線發送模塊將檢測結 果向外發送。
全文摘要
本發明公開了一種油煙濃度的實時檢測方法，其在特點是在油煙排風口處相互正對地放置光源發射裝置和光電轉換裝置，使油煙從該兩個裝置之間的間隙流過；光源發射裝置發出的光經過油煙的吸收、反射和折射後到達光電轉換裝置；光電轉換裝置根據檢測的光信號的強弱變化來實時檢測油煙的濃度變化，判定油煙濃度是否超標。本發明可將餐飲業的單位廚房油煙濃度的信息，轉換成數字信息，直接傳送到相關部門，具有測試方便簡單，無需複雜的操作，能耗低的優點。
文檔編號G01N21/17GK101290282SQ200810028649
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月6日 優先權日2008年6月6日
發明者邦 王, 秦華標 申請人:華南理工大學