專利名稱：油煙數(shù)據(jù)采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油煙數(shù)據(jù)采集方法，特別是一種油煙濃度在線采集方法。
背景技術(shù)：
油煙是指食物烹飪、加工過程中揮發(fā)的油脂、有機質(zhì)及其加熱分解或裂解產(chǎn)物。烹 調(diào)時，食用油和食物在高溫條件下，產(chǎn)生的大量熱氧化分解產(chǎn)物，主要由細顆粒物和氣態(tài)物 質(zhì)(揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機化合物)組成，其中部分分解產(chǎn)物以煙霧形式散發(fā)到空氣中，形 成油煙。當溫度達到食用油的發(fā)煙點，即170°C時，會出現(xiàn)初期分解的藍煙霧，隨著溫度的 持續(xù)升高，油煙的分解速度加快，當溫度達到250°C時，就會出現(xiàn)大量油煙，并伴有刺鼻的氣 味，此類物質(zhì)稱之為油煙污染物。油煙污染物成分比較復雜，既有油脂、蛋白質(zhì)和原料等在受熱條件下進行物理、化 學反應產(chǎn)生的有機煙氣，也有加熱操作過程中，油料、物料液滴濺裂所分解、氧化、聚合的高 分子化合物，再與燃燒煙氣混合，形成氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的三類污染。研究表明，油煙氣組成 化合物至少有300多種，其中含有多種有害化合物。油煙中主要有脂肪酸、烷烴、烯烴、醛、 酮、醇、酯、芳香化合物和雜環(huán)化合物等，具體隨所選用的烹調(diào)油種類、操作條件、操作規(guī)模 及操作溫度等的不同有很大差異。除此之外，廚房燃料在燃燒或不完全燃燒時也會產(chǎn)生大 量的有害氣體，如CO、CO2, NOX, SO2及顆粒物等。國家標準GB18483-2001，即飲食業(yè)油煙排放標準規(guī)定了油煙的現(xiàn)場采樣方法和實 驗室分析計量方法，其中實驗室分析計量方法采用紅外分光光度法，油煙的含量由波數(shù)分 別為^SOcnr1 (CH2基團中C-H鍵的伸縮振動)jgeocnT1 (CH3基團中C-H鍵的伸縮振動)和 3030CHT1 (芳香環(huán)中C-H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度A293(1、A296Q、A3·進行計算。此方法 由于整個測量過程包括現(xiàn)場采樣和實驗室分析，使得一個測量周期相對較長，人工投入較 大，對人員和設備的要求高，因而不能實現(xiàn)連續(xù)測量，也無法做到實時在線監(jiān)控。目前市場上雖然已有一些油煙濃度測量裝置，但是這些裝置并不是固定安裝在油 煙排放現(xiàn)場，而是在需要時移動至現(xiàn)場，采樣和測量后移走，需要人工操作和更換部件，并 不能長時間連續(xù)測量，而且這些裝置成本高昂，難以大面積推廣應用。另外，市場上也有油 煙在線監(jiān)控的系統(tǒng)和產(chǎn)品，但是都不能直接測量油煙濃度，更不能得到準確的油煙濃度。所 以目前的市場上并沒有能夠長時間實時在線準確測量油煙濃度的方法和產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種油煙濃度在線采集方法，以達到投資小，成本低，解決油 煙濃度的實時在線監(jiān)控問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括以下步驟(1)、選擇傳感器組件，傳感器組件中包括一個或一個以上的傳感器，將傳感器組 件在特定條件下按照以下步驟進行操作a、選取食用油，在100°C -1000°C之間的若干不同加熱溫度下生成不同濃度的油煙；
b、用國家標準GB18483-2001規(guī)定的方法對生成的油煙進行樣品采集，得到一組 樣品油煙；C、選定其中一個傳感器組件，對得到的樣品油煙進行測量，并得到一組傳感器測 量數(shù)據(jù)；d、對步驟b中采集的樣品油煙，用國家標準GB18483-2001規(guī)定的方法進行測量， 得到一組國標測量數(shù)據(jù)；e、將步驟c和步驟d得到的數(shù)據(jù)一一對照，采用數(shù)據(jù)擬合方法分析傳感器測量數(shù) 據(jù)和國標測量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，確定相應的擬合曲線以及擬合誤差；f、更換不同的傳感器組件，重復上述a——e的五個步驟，累計得出不同傳感器組 件的擬合曲線以及擬合誤差，建立相應的定量關(guān)系圖表；g、比較每個傳感器組件的擬合曲線和擬合誤差，選擇其中擬合誤差最小的傳感器 組件；h、將擬合誤差最小的傳感器組件在更大的油煙濃度范圍內(nèi)，重復以上a——g的七 個步驟，以確定測量范圍和測量誤差，最終確定合適的傳感器組件。(2)、將傳感器組件中的每個傳感器用過濾薄膜進行覆蓋保護；(3)、將傳感器組件安裝固定在油煙排放管道中；0)、傳感器組件中的各個傳感器根據(jù)類型的不同并結(jié)合自身工作原理，對油煙進 行采樣分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號或電流信號輸出；(5)、將接收到的輸出信號與預先建立的定量關(guān)系圖表進行對比和計算，進而得出 油煙濃度值。本發(fā)明進一步的措施是在上述步驟(1)中，其傳感器為氣體傳感器或溫度傳感 器或濕度傳感器，每個傳感器可以測量一種或多種氣體，多個傳感器的組合中還可以包含 測量氣體溫度的傳感器和測量氣體濕度的傳感器；上述步驟O)中的過濾薄膜的孔徑在 Iym—2mm之間，過濾薄膜的主要作用是阻止油煙中的污染物，特別是顆粒物接觸和堵塞 傳感器，從而延長了傳感器的壽命，使得本發(fā)明具有實際可行性。由于傳感器只對氣體敏 感，所以過濾掉其它污染物并不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。傳感器組件通過無線或有線的方式與顯示設備連接起來，將結(jié)果上傳到環(huán)保部門 的油煙在線監(jiān)控軟件平臺，實現(xiàn)實時監(jiān)控。通過這樣的設計，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的進步和突出的特點1——本發(fā)明采用傳感器技術(shù)對油煙直接測量，可得到量化、準確的油煙濃度 值，并對每個傳感器都用過濾薄膜進行覆蓋保護，有效延長傳感器的使用壽命，本發(fā)明完 成一次油煙濃度測量的時間小于1分鐘，無須人工操作，自動進行測量。而國家標準的 GB18483-2001則需要人工操作，勞動強度大，測量周期長，并且不能連續(xù)測量。2——本發(fā)明可以固定安裝在油煙排放現(xiàn)場，長時間實時在線檢測油煙濃度，自動 上報，有效提高了監(jiān)控質(zhì)量和效率，本發(fā)明總體制造成本較低，運營維護成本很低，大大降 低了人工需求和勞動強度。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本發(fā)明的整體工作流程圖；圖2是實施例的結(jié)構(gòu)安裝示意圖；圖3是實施例的整體工作流程圖。圖中，1、油煙排放管道，2、過濾薄膜，3、傳感器組件，4、探頭。
具體實施例方式結(jié)合圖1至圖3所示，選取傳感器組件3，傳感器組件3中由三個不同類型的傳感 器所組成，分別是用于測量氣體濃度的TGS^K)2型氣體傳感器，測量溫度的LM35型溫度傳 感器，以及測量濕度的HSllOl型濕度傳感器。進一步的說明是，TGS^02型氣體傳感器主 要用于探測油煙中的揮發(fā)性有機化合物(VOC)，該氣體傳感器包括傳感部件和加熱部件。其 中傳感部件采用金屬氧化物材料制成，加熱部件在額定工作電壓(+5VDC)下可將傳感部件 加熱到一定的溫度，一般在300°C -500°C。在這樣的高溫以及在氧氣作為介質(zhì)的情況下，傳 感部件與氣體發(fā)生氧化作用，傳感部件失去氧，電傳感部件的電阻值發(fā)生變化，電阻值與氣 體的濃度之間有著確切的對數(shù)曲線的關(guān)系，通過測量傳感器的電阻值，就可以計算出該氣 體的濃度。將這三個傳感器分別用孔徑為2 μ m的過濾薄膜2進行覆蓋保護，主要作用是阻止 油煙中的污染物，特別是顆粒物接觸和堵塞各個傳感器，從而延長了傳感器的壽命。對各個傳感器進行調(diào)試和自檢，當出現(xiàn)故障時則返回到組裝過程重新檢查或更換 傳感器，順利通過調(diào)試和自檢后再將傳感器組件3安裝固定到探頭4中通電初始化，在常規(guī) 條件(如溫度為25°C，濕度為60%)下，將安裝有傳感器組件3的探頭4置于空氣中，測量 氣體傳感器在空氣中的電阻值，記下此電阻值R0，然后再將探頭4安裝到油煙排放管道1的 內(nèi)部，測量氣體傳感器的電阻值R1，同時通過溫度傳感器和濕度傳感器測量油煙的溫度和 濕度，由于氣體傳感器的測量結(jié)果與溫度和濕度有著確切的關(guān)系，所以需要對實測的電阻 值Rl進行溫度和濕度的補償校正，將電阻值Rl折算到常規(guī)條件(即溫度為25°C、濕度為 60%)下的電阻值R2，計算R2/R0，R2/R0得出的比率即為傳感器的特征參數(shù)，就是傳感器 的測量結(jié)果，再將該傳感器的測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號與預先建立的定量關(guān)系圖表進行對比 和計算，(即根據(jù)前述的選擇傳感器的實驗方法中得到的測量結(jié)果與油煙濃度之間的關(guān)系， 計算油煙濃度)最后通過無線通訊將該油煙濃度結(jié)果傳輸?shù)江h(huán)保執(zhí)法部門的計算機上，執(zhí) 法人員即可實時的獲得有關(guān)單位的排污情況，并根據(jù)排污情況進行處理。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的主要實施方式所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的 具體實施只局限于這些說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，所作出的其 他若干技術(shù)精確、美化的推演或替換，都應當屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種油煙數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于包括以下步驟(1)、選擇傳感器組件，傳感器組件中包括一個或一個以上的傳感器，將傳感器組件在 特定條件下按照以下步驟進行操作a、選取食用油，在100°C-1000°C之間的若干不同加熱溫度下生成不同濃度的油煙；b、用國家標準GB18483-2001規(guī)定的方法對生成的油煙進行樣品采集，得到一組樣品 油煙；c、選定其中一個傳感器組件，對得到的樣品油煙進行測量，并得到一組傳感器測量數(shù)據(jù)；d、對步驟b中采集的樣品油煙，用國家標準GB18483-2001規(guī)定的方法進行測量，得到 一組國標測量數(shù)據(jù)；e、將步驟c和步驟d得到的數(shù)據(jù)一一對照，采用數(shù)據(jù)擬合方法分析傳感器測量數(shù)據(jù)和 國標測量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，確定相應的擬合曲線以及擬合誤差；f、更換不同的傳感器組件，重復上述a——e的五個步驟，累計得出不同傳感器組件的 擬合曲線以及擬合誤差，建立相應的定量關(guān)系圖表；g、比較每個傳感器組件的擬合曲線和擬合誤差，選擇其中擬合誤差最小的傳感器組件；h、將擬合誤差最小的傳感器組件在更大的油煙濃度范圍內(nèi)，重復以上a——g的七個步 驟，以確定測量范圍和測量誤差，最終確定合適的傳感器組件；(2)、將傳感器組件中的每個傳感器用過濾薄膜進行覆蓋保護；(3)、將傳感器組件安裝固定在油煙排放管道中；G)、傳感器組件中的各個傳感器根據(jù)類型的不同并結(jié)合自身工作原理，對油煙進行采 樣分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號或電流信號輸出；(5)、將接收到的輸出信號與預先建立的定量關(guān)系圖表進行對比和計算，進而得出油煙 濃度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油煙數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于上述步驟(1)中的傳感器 為氣體傳感器或溫度傳感器或濕度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油煙數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于上述步驟O)中的過濾薄 膜的孔徑在ι μ m——2mm之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種油煙數(shù)據(jù)采集方法，包括選擇傳感器組件、覆蓋保護、安裝固定、采樣分析、計算對比、輸出結(jié)果等步驟，完成一次油煙濃度測量的時間小于1分鐘，無須人工操作，自動進行測量，可以非常簡潔、直觀的得到量化、準確的油煙濃度值，本發(fā)明可以固定安裝在油煙排放現(xiàn)場，長時間實時在線檢測油煙濃度，自動上報，有效提高了監(jiān)控質(zhì)量和效率，本發(fā)明總體制造成本較低，運營維護成本很低，大大降低了人工需求和勞動強度，適用于各類油煙濃度的檢測。
文檔編號G01N27/16GK102095762SQ20101052932
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者李朝陽 申請人:廣州博控自動化技術(shù)有限公司