專利名稱：油煙濃度的實時檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油煙檢測技術(shù)，尤其涉及一種油煙濃度的實時檢測方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展和提高，飲食行業(yè)油煙污染已經(jīng)成為城市 環(huán)境污染的一大問題，其排放的大氣污染物主要為氣溶膠，其中含有食用油及食品在高溫 下的揮發(fā)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(huán)芳烴等產(chǎn)物，成分極為復(fù)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(tài)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于10um，液固相顆?；旌衔镎持詮?，大部分污染物不溶于水， 極性小。隨著各研究機構(gòu)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(guān)注，各類媒體上有關(guān)廚房油煙危害的報道層出不窮。南京市調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人群中51.6% 的肺鱗癌和61.0%的肺腺癌的發(fā)生歸因于油煙污染。由此可見，油煙污染問題日益突出， 袖煙對人體健康的影響也越來越受到人們的關(guān)注，已成為環(huán)保投訴的熱點之一。因此許多 國家，包括中國，已經(jīng)制定了相關(guān)的法律以控制其排放。油煙濃度的現(xiàn)場監(jiān)測是環(huán)保領(lǐng)域 當(dāng)務(wù)之急的課題之一，但目前的監(jiān)測方法和技術(shù)尚有很多不完善的地方。國家環(huán)境保護(hù)總 局頒布的GB 18483-2001《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)(試行)》附錄A中規(guī)定的油煙采樣及分析 方法為現(xiàn)場不銹鋼金屬濾筒采樣，實驗室紅外分光光度法分析(簡稱國標(biāo)法)。該法檢測周 期長，費用貴，步驟繁瑣，現(xiàn)場測試條件要求高，難以滿足飲食業(yè)油煙監(jiān)督檢査和現(xiàn)場執(zhí) 法監(jiān)測的需要。
目前廣泛應(yīng)用的幾類油煙凈化技術(shù)，基本可以滿足飲食業(yè)油煙治理的市場需要。經(jīng)現(xiàn) 場監(jiān)測和實驗室檢測，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和《飲食業(yè)油煙凈化設(shè)備技術(shù)要求及檢測技術(shù)規(guī) 范(試行)》(HJ/T62-2001)要求，凈化油煙效果明顯。所以只要酒店、賓館、飯店的油 煙凈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凈化裝置內(nèi)，對環(huán)境 造成的污染較少。但一些餐飲業(yè)單位為減少成本，盡量少用甚至不用油煙凈化設(shè)備，或者 有的單位油煙凈化設(shè)備已經(jīng)損壞而沒有察覺，出現(xiàn)油煙直接排放到空氣中的情況，造成環(huán) 境污染。相關(guān)環(huán)保部門不可能有這樣多的人力、財力和時間來監(jiān)督餐飲業(yè)單位的油煙排放。只能對少數(shù)大型的賓館或飯店進(jìn)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(jiān)控，使國家法律形同虛設(shè)。因此開發(fā)油煙濃度超標(biāo)的現(xiàn)場檢測技術(shù)，研制方便實用的監(jiān) 控設(shè)備己成為環(huán)保領(lǐng)域當(dāng)務(wù)之急的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(biāo)，解決國標(biāo)法中檢測周期長，費用貴，步驟繁瑣等問題， 以利于環(huán)保部門實時監(jiān)控相關(guān)單位的油煙排放情況。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。
一種油煙濃度的實時檢測方法，該方法在油煙排風(fēng)口處相互正對地放置光源發(fā)射裝置 和光電轉(zhuǎn)換裝置，使油煙從該兩個裝置之間流過；光源發(fā)射裝置發(fā)出的光經(jīng)過油煙的吸收、 反射和折射后到達(dá)光電轉(zhuǎn)換裝置；光電轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)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(zhuǎn)換成電信號再經(jīng)信號處理模塊處理、判斷，得出油煙濃度是 否超標(biāo)的結(jié)果。
上述方法中，所述信號處理模塊包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制芯片，所述光電轉(zhuǎn)換 裝置將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并放大后，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng) 控制芯片運算處理和判斷后輸出油煙濃度是否超標(biāo)的結(jié)果。
上述方法中，還包括如下步驟
(1) 調(diào)節(jié)光源強度和所述電信號的放大倍數(shù)，建立油煙濃度與光強的定量關(guān)系；
(2) 測定油煙濃度超標(biāo)時所述電信號對應(yīng)的閾值，若所述電信號對應(yīng)的數(shù)值超過該閾 值，則表示油煙濃度超標(biāo)。
上述方法中，所述控制芯片通過光信號的強弱變化所對應(yīng)的經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的不同數(shù)值， 實時輸出油煙濃度值。
上述方法中，所述光源發(fā)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(xù)工作；所述光源發(fā)射裝 置工作在精簡工作模式，當(dāng)控制芯片檢測到油煙濃度超標(biāo)時，將控制光源發(fā)射裝置在增強 工作模式下工作。
上述方法中，所述控制芯片為內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的單片機。 上述方法中，所述控制芯片通過一繼電器來控制光源發(fā)射裝置的工作模式。 上述方法中，所述控制芯片還通過串口輸出模塊將檢測結(jié)果向外傳輸。 上述方法中，所述控制芯片通過無線發(fā)送模塊將檢測結(jié)果向外發(fā)送。目前相關(guān)餐廳或單位都裝有油煙凈化裝置，只要油煙凈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，過濾在凈化裝置內(nèi)，而不會造成污染，但是一些單位為
減少成本，少用甚至不用油煙凈化設(shè)備，致使大量油煙排放到空氣中，污染了環(huán)境。有了
本發(fā)明就可以一勞永逸的解決此類問題本發(fā)明可將餐飲業(yè)的單位廚房油煙濃度的信息， 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，直接傳送到相關(guān)環(huán)保局的電腦上，環(huán)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(xiàn)象。這樣就有效的避免了環(huán)保人員過去靠實地抽查，監(jiān) 控效果很不理想的狀況，直接把防污染"哨兵"直接派到餐館灶臺上，既節(jié)省了人力，監(jiān) 測結(jié)果又非常準(zhǔn)確。環(huán)保人員通過一個終端就可以隨時、任意讀取某一餐館油煙凈化設(shè)備 的所有數(shù)據(jù)，判定該凈化設(shè)備是否在運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)狀況是否正常。而且這種檢測是24小時自 動檢測。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明步驟簡單，測試方便， 一經(jīng)實施，無 需人工干預(yù)，無需繁瑣的操作，穩(wěn)定性高，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的現(xiàn)場實時監(jiān)測，全自動 測量，檢測精度高，數(shù)據(jù)重復(fù)性好，避免了現(xiàn)場環(huán)境或人為操作帶來的影響；本發(fā)明采用 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(tǒng)才工作在增強工作模式下，有效的延長 了工作壽命和節(jié)約電能。


圖1是本發(fā)明方法具體實施方式
中的安裝示意圖。 圖2是本發(fā)明方法具體實施方式
中硬件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)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(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步說明。
在油煙排風(fēng)口處，如圖1中的煙囪口或者排風(fēng)口 1，相互正對地放置光源發(fā)射裝置和
光電轉(zhuǎn)換裝置，使油煙流2從該兩個裝置之間流過；光源發(fā)射裝置發(fā)出的光經(jīng)過油煙的吸 收、反射和折射后到達(dá)光電轉(zhuǎn)換裝置。本實施方式中煙囪口或者排風(fēng)口 1兩端相對位置分
別放置發(fā)射端3和檢測端8裝置，發(fā)射端3的發(fā)射端電路板11上用LED光源5發(fā)出高強度 白光，經(jīng)過聚光鏡6使光平行后，通過發(fā)射端管子4中的通光孔7后，光在煙囪口l里被 油煙氣流2吸收、反射和折射后，強度信號隨著油煙濃度減弱。檢測端8采用光電傳感器 IO將光強度信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過檢測端電路板12的高精度運算放大器放大后，由單片機處理、判斷、輸出。發(fā)射端3和檢測端8硬件各設(shè)于一密閉盒子9中。
從狀態(tài)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于 10um，固態(tài)和液態(tài)都可以吸收光，本發(fā)明采用的物理方法就是通過光在煙囪里傳輸過程中 的變化大小來檢測。如果油煙濃度大，光源發(fā)出的光經(jīng)油煙顆粒吸收、反射和折射，到達(dá) 光檢測器上的光就減少；反之，如果油煙濃度小，光源發(fā)出的光經(jīng)油煙顆粒吸收、反射和 折射，到達(dá)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。
本實施方式采用的具體方法如下在煙囪口或者其他排風(fēng)口兩端相對位置分別放置發(fā) 射端和檢測端裝置，發(fā)射端可以采用高強度LED或其他光源，檢測端可以采用光電池、光 電二極管等光電傳感器,如圖2所示。預(yù)先測定油煙濃度超標(biāo)的閾值油煙濃度超標(biāo)與否的 數(shù)值反映在光電傳感器的數(shù)值非常明顯，本實施方式中采用模糊判斷的方法檢測其是否超 標(biāo)，發(fā)射端的光源發(fā)出的光在煙囪里被油煙吸收、反射和折射后，強度信號隨著油煙濃度 減弱。檢測段端采用的光電傳感器將光強度信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過高精度運放運算放大 器放大、單片機讀取A/D模塊的轉(zhuǎn)換的數(shù)值、處理、判斷后，就可以判定油煙濃度是否超 標(biāo)。
本實施方式中，檢測企業(yè)或單位在任一時間排放油煙量的方法如下
(1) 預(yù)先調(diào)好光源強度和放大倍數(shù)等參數(shù)，建立油煙濃度與光強的定量關(guān)系。
(2) 預(yù)先測定油煙濃度超標(biāo)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(biāo)，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(jié)果的可靠性。
如圖3所示，本檢測方法中的油煙濃度超標(biāo)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(xù)
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(tǒng)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(fā)射端的繼電器來 實現(xiàn)的，有效的延長了工作壽命和節(jié)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(jié)果向外傳輸或通過無線模塊 將檢測結(jié)果發(fā)送給相關(guān)部門。
通過本方法對油煙濃度實時檢測，可將某一餐飲業(yè)單位的油煙凈化設(shè)備的所有數(shù)據(jù)(包 括油煙濃度、油煙凈化設(shè)備的開關(guān)時間等)傳輸?shù)江h(huán)保部門的計算中心，以便監(jiān)控。
權(quán)利要求
1、一種油煙濃度的實時檢測方法，其特征是在油煙排風(fēng)口處相互正對地放置光源發(fā)射裝置和光電轉(zhuǎn)換裝置，使油煙從該兩個裝置之間的間隙流過；光源發(fā)射裝置發(fā)出的光經(jīng)過油煙的吸收、反射和折射后到達(dá)光電轉(zhuǎn)換裝置；光電轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)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(zhuǎn)換成電信號再經(jīng)信號處理模塊處理、判斷，得出油煙濃度是否超標(biāo)的結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述信號處理模塊包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換 器和控制芯片，光電轉(zhuǎn)換裝置將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并經(jīng)放大器放大，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn) 換后得到數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)控制芯片運算處理和判斷后輸出油煙濃度是否超標(biāo)的結(jié)果。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括(1) 調(diào)節(jié)光源強度和所述電信號的放大倍數(shù)，建立油煙濃度與光強的定量關(guān)系；(2) 測定油煙濃度超標(biāo)時所述電信號對應(yīng)的閾值，若所述電信號對應(yīng)的數(shù)值超過該閾 值，則表示油煙濃度超標(biāo)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述控制芯片對光信號的強弱變化所對應(yīng) 的經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的不同數(shù)值進(jìn)行運算和判斷，實時輸出油煙濃度值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的方法，其特征在于所述光源發(fā)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(xù)工作；所述光源發(fā)射裝置工作在精簡工作模式，當(dāng)控制芯片檢測到油煙 濃度超標(biāo)時，將控制光源發(fā)射裝置在增強工作模式下工作。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述控制芯片通過一繼電器來控制光源發(fā) 射裝置的工作模式。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述控制芯片還通過串口輸出模塊將檢測 結(jié)果向外傳輸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述控制芯片通過無線發(fā)送模塊將檢測結(jié) 果向外發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)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(fēng)口處相互正對地放置光源發(fā)射裝置和光電轉(zhuǎn)換裝置，使油煙從該兩個裝置之間的間隙流過；光源發(fā)射裝置發(fā)出的光經(jīng)過油煙的吸收、反射和折射后到達(dá)光電轉(zhuǎn)換裝置；光電轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)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(biāo)。本發(fā)明可將餐飲業(yè)的單位廚房油煙濃度的信息，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，直接傳送到相關(guān)部門，具有測試方便簡單，無需復(fù)雜的操作，能耗低的優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者邦 王, 秦華標(biāo) 申請人:華南理工大學(xué)