一種力敏油煙濃度傳感器的制造方法
【專利摘要】一種力敏油煙濃度傳感器，主要包括：固定端、彈性懸臂梁、電阻應(yīng)變片、懸臂梁受力端、測量電路、油煙防護(hù)罩、懸掛在受力端的油煙吸附刷；其中油煙吸附刷成本低廉、易于更換，能有效將待測量油煙濃度轉(zhuǎn)化為力敏傳感器懸臂梁受力端的單位時間內(nèi)的拉力增大值，通過力敏傳感器將該拉力信號轉(zhuǎn)換為電信號，可以實時、方便地監(jiān)測油煙濃度；油煙防護(hù)罩能有效避免油煙對傳感器敏感部位的粘附，保證測量結(jié)果的可靠性、儀器性能的穩(wěn)定性；本實用新型的力敏油煙濃度傳感器，結(jié)構(gòu)簡單、測量結(jié)果準(zhǔn)確、能實現(xiàn)油煙濃度的在線監(jiān)測。
【專利說明】一種力敏油煙濃度傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種力敏傳感器，特別涉及一種基于力敏傳感的油煙濃度傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]餐飲業(yè)在烹飪過程中產(chǎn)生大量的油煙是造成城市空氣污染的主要來源。其排放的大氣污染物主要為氣、液和固三相組成的氣溶膠，其中含有食用油及食品在高溫下的揮發(fā)物，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。油煙液固相顆粒物的粒徑一般小于?ο μ m，粘著性強(qiáng)，大部分不溶于水，極性小。隨著各研究機(jī)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。
[0003]隨著人們生活水平的提高，物質(zhì)的豐富，餐飲行業(yè)得到了快速的發(fā)展，但隨之而來的餐飲業(yè)油煙排放對環(huán)境造成的污染，擾民遭到的投訴也引起越來越多的關(guān)注，成為了環(huán)境監(jiān)管的新問題，因此加強(qiáng)對餐飲業(yè)油煙排放的監(jiān)管已非常迫切。國家環(huán)境保護(hù)總局頒布的GB18483-2001《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)。國標(biāo)法樣品需帶回實驗室分析，監(jiān)測周期長、費用高、步驟繁瑣、場測試條件要求高，常常是執(zhí)法人員來到現(xiàn)場，“案發(fā)地”已經(jīng)改顏換貌難以取證了，難以滿足餐飲業(yè)油煙監(jiān)督檢查和現(xiàn)場執(zhí)法監(jiān)測的需要。另外，由于城市餐飲店數(shù)量多、覆蓋面廣、污染源分散，難以有足夠的人力和物力實行監(jiān)管。因此亟需實時、準(zhǔn)確獲取油煙濃度且適用于煙道惡劣環(huán)境的新型油煙監(jiān)測裝置，可方便地將數(shù)據(jù)接入環(huán)保監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)，真正實現(xiàn)對油煙污染快速反應(yīng)、有的放矢地進(jìn)行高效率的監(jiān)管，實現(xiàn)從人防到技防的轉(zhuǎn)變，可大大提高環(huán)保監(jiān)管的反應(yīng)速度和效率。另外，現(xiàn)有基于煙塵監(jiān)測的各種技術(shù)和手段因無法適應(yīng)粘附性高的油煙污染，而無法適用于油煙監(jiān)測，無法解決油煙粘附造成的測量誤差和儀器壽命短的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種能有效解決上述問題，能準(zhǔn)確在線獲取油煙濃度、抗污染、壽命長、性能可靠、適用于煙道惡劣環(huán)境的油煙濃度傳感器。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:一種力敏油煙濃度傳感器，主要包括:固定端7、彈性懸臂梁5、第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4、懸臂梁受力端8、測量電路6、油煙防護(hù)罩10、懸掛于懸臂梁受力端8上的油煙吸附刷9 ；
[0006]彈性懸臂梁5為等腰三角板型，三角板的基底連在固定端7上，三角板的頂部為懸臂梁受力端8 ；
[0007]所述第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4為相同的金屬或半導(dǎo)體應(yīng)變片，組成惠斯通電橋測量電路6 ;所述第一電阻應(yīng)變片I和第二電阻應(yīng)變片2成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁5的上表面，所述第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁5的下表面；
[0008]油煙吸附刷9通過懸掛線12與懸臂梁受力端8相連；在油煙防護(hù)罩10下表面懸掛油煙吸附刷9處開有小孔11;
[0009]所述油煙防護(hù)罩10將測量電路6、彈性懸臂梁5、第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4、懸臂梁受力端8包圍保護(hù)；
[0010]當(dāng)油煙吸附刷9處于油煙通道中時，由于油煙的吸附，質(zhì)量增大，使彈性懸臂梁5產(chǎn)生形變，彈性懸臂梁5的形變使四個電阻應(yīng)變片第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4的電阻值發(fā)生變化，把應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化，從而引起電橋的輸出電壓AU發(fā)生變化，通過測量電路6得到輸出電壓AU的變化值，又由于受力端的受力增加值與單位時間內(nèi)的油煙濃度成正比，通過CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可由AU的變化獲得準(zhǔn)確的油煙濃度，從而實現(xiàn)利用力敏傳感器的原理進(jìn)行油煙濃度的測量，能夠有效地進(jìn)行非電量的電測量，實時監(jiān)測油煙的濃度；
[0011]其進(jìn)一步的方案為:所述的彈性懸臂梁為金屬或陶瓷懸臂梁；
[0012]其進(jìn)一步的方案為:所述的彈性懸臂梁優(yōu)選為三角板形；
[0013]其進(jìn)一步的方案為:所述的油煙吸附刷包括多層分布的刷毛、刷柄和懸掛孔；
[0014]其進(jìn)一步的方案為:所述的油煙吸附刷材質(zhì)優(yōu)選為玻璃纖維或醋酸纖維素。
[0015]其進(jìn)一步的方案為:所述的四片電阻應(yīng)變片，其中兩片成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁上表面，另兩片成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁下表面。
[0016]本實用新型的力敏油煙濃度傳感器，油煙濃度檢測原理為:如圖1所示，傳感器主要包括固定端7、彈性懸臂梁5、第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4、懸臂梁受力端8、測量電路6、油煙保護(hù)罩10、懸掛于懸臂梁受力端8上的油煙吸附刷9;其中電阻應(yīng)變片能將彈性懸臂梁上的應(yīng)力變化轉(zhuǎn)換為自身電阻的變化，當(dāng)受力端的受力大小發(fā)生變化時，彈性懸臂梁發(fā)生形變，從而帶動粘貼于懸臂梁上下表面的電阻應(yīng)變片發(fā)生不同的形變，因為電阻應(yīng)變片材料的電阻與其電阻率以及它的幾何尺寸(長度和截面積)有關(guān)，故不同的形變導(dǎo)致電阻應(yīng)變片的電阻發(fā)生不同程度的變化。而全橋力敏傳感器是將四片相同的電阻應(yīng)變片分別粘貼在彈性懸臂梁的上下兩表面適當(dāng)?shù)奈恢茫M成全橋惠斯通測量電路，如圖2所示。當(dāng)供橋端電壓Utl恒定時，輸出端的電壓AU的大小與受力端的受力大小成正比。當(dāng)懸臂梁受力端懸掛有油煙吸附刷，當(dāng)油煙吸附刷處于油煙通道中時，由于油煙的吸附，質(zhì)量增大，使懸臂梁產(chǎn)生形變，梁的形變使四個電阻值發(fā)生變化，把應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化，從而引起電橋的輸出電壓△ U發(fā)生變化，而受力端的受力增加值與單位時間內(nèi)的油煙濃度成正比，通過CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可由Λ U的變化獲得準(zhǔn)確的油煙濃度。
[0017]本實用新型的有益效果為:本實用新型的力敏油煙濃度傳感器，其中油煙吸附刷造價便宜、易于更換，能有效地將待測量油煙濃度轉(zhuǎn)化為力敏傳感器懸臂梁受力端的單位時間內(nèi)的拉力增大值，通過力敏傳感器將該拉力信號轉(zhuǎn)換為電信號，因此可以實時、方便地監(jiān)測油煙濃度；油煙防護(hù)罩能有效避免油煙對傳感器敏感部位的粘附，保證測量結(jié)果的可靠性、儀器性能的穩(wěn)定性；本實用新型的力敏油煙濃度傳感器，可以在線監(jiān)測，實時獲取油煙濃度，能方便地將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，測量結(jié)果準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例1的力敏油煙濃度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為全橋力敏傳感器測量電路示意圖。
[0020]圖3為本實用新型實施例1的力敏油煙濃度傳感器立體圖(正面，俯視)。
[0021]圖4為本實用新型實施例1的力敏油煙濃度傳感器立體圖(正面，仰視)。
[0022]圖5為本實用新型實施例1的力敏油煙濃度傳感器立體圖(側(cè)面，俯視)。
[0023]圖6為本實用新型實施例1的力敏油煙濃度傳感器立體圖(側(cè)面，仰視)。
[0024]圖7為本實用新型實施例2的力敏油煙濃度傳感器油煙吸附刷立體圖。
[0025]圖中:1、第一電阻應(yīng)變片，2、第二電阻應(yīng)變片，3、第三電阻應(yīng)變片，4、第四電阻應(yīng)變片，5、彈性懸臂梁，6、測量電路，7、固定端，8、懸臂梁受力端，9、油煙吸附刷，10、油煙防護(hù)罩，11、小孔，12、懸掛線；

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0027]實施例1
[0028]本實施例為本實用新型一種力敏油煙濃度傳感器的結(jié)構(gòu)。如圖1、圖3、圖4、圖5和圖6所示一種力敏油煙濃度傳感器，主要包括:固定端7、彈性懸臂梁5、第一電阻應(yīng)變片
1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4、懸臂梁受力端8、測量電路6、油煙防護(hù)罩10、懸掛于懸臂梁受力端8上的油煙吸附刷9;油煙吸附刷9通過懸掛線12與懸臂梁受力端8相連，油煙吸附刷更換方便；所述油煙防護(hù)罩10，其下表面油煙吸附刷9懸掛處開有小孔11 ;油煙防護(hù)罩能有效避免油煙對傳感器敏感部位的粘附，保證測量結(jié)果的可靠性、儀器性能的穩(wěn)定性；油煙吸附刷造價便宜、易于更換，能有效將待測量油煙濃度轉(zhuǎn)化為力敏傳感器懸臂梁受力端的單位時間內(nèi)的拉力增大值，通過力敏傳感器將該拉力信號轉(zhuǎn)換為電信號，因此可以實時、方便地監(jiān)測油煙濃度；所述第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4為相同的金屬或半導(dǎo)體應(yīng)變片，組成全橋惠斯通電橋測量電路6 ;彈性懸臂梁5為等腰三角板型，三角板的基底連在固定端7上，三角板的頂部為懸臂梁受力端8，所述第一電阻應(yīng)變片I和第二電阻應(yīng)變片2成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁5的上表面，所述第三電阻應(yīng)變片3和第四電阻應(yīng)變片4成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁5的下表面；電阻應(yīng)變片這樣的分布，更有利于傳感彈性懸臂梁的形變；油煙防護(hù)罩10將所述的測量電路6、第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3、第四電阻應(yīng)變片4、懸臂梁受力端8包圍保護(hù)，使其不受油煙的粘附污染，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性；所述油煙防護(hù)罩10的下表面懸臂梁受力端8上懸掛有油煙吸附刷9 ;所述油煙保護(hù)罩10，其下表面油煙吸附刷9懸掛處開有小孔11 ;當(dāng)油煙吸附刷處于油煙通道中時，由于油煙的吸附，質(zhì)量增大，使懸臂梁產(chǎn)生形變，梁的形變使四個電阻應(yīng)變片第一電阻應(yīng)變片1、第二電阻應(yīng)變片2、第三電阻應(yīng)變片3、第四電阻應(yīng)變片4的電阻值發(fā)生變化，把應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化，從而引起電橋的輸出電壓△ U發(fā)生變化，通過測量電路6得到輸出電壓AU的變化值，又由于受力端的受力增加值與單位時間內(nèi)的油煙濃度成正比，通過CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可由AU的變化獲得準(zhǔn)確的油煙濃度，從而實現(xiàn)利用力敏傳感器的原理進(jìn)行油煙濃度的測量，能夠有效地進(jìn)行非電量的電測量，可以實時監(jiān)測油煙的濃度。
[0029]實施例2
[0030]本實施例為實施例1的力敏油煙濃度傳感器中油煙吸附刷9的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，本實用新型一種力敏油煙濃度傳感器中油煙吸附刷9，主要包括:多層環(huán)形均勻分布的刷毛9-1，刷柄9-2和懸掛孔9-3，懸掛線12通過懸掛孔9_3將油煙吸附刷9懸掛在懸臂梁受力端8上。
[0031]本實用新型中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
[0032]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種力敏油煙濃度傳感器，其特征在于主要包括:固定端(7)、彈性懸臂梁(5)、第一電阻應(yīng)變片(I)、第二電阻應(yīng)變片(2)、第三電阻應(yīng)變片(3)和第四電阻應(yīng)變片(4)、懸臂梁受力端(8)、測量電路(6)、油煙防護(hù)罩(10)、懸掛于懸臂梁受力端(8)上的油煙吸附刷(9); 所述彈性懸臂梁(5)為等腰三角板型，三角板的基底連在固定端(7)上，三角板的頂部為懸臂梁受力端(8); 所述第一電阻應(yīng)變片(I)、第二電阻應(yīng)變片(2)、第三電阻應(yīng)變片(3)和第四電阻應(yīng)變片(4)為相同的金屬或半導(dǎo)體應(yīng)變片，組成惠斯通電橋測量電路(6);所述第一電阻應(yīng)變片(I)和第二電阻應(yīng)變片(2)成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁(5)的上表面，所述第三電阻應(yīng)變片(3)和第四電阻應(yīng)變片(4)成90度角粘貼于所述的彈性懸臂梁(5)的下表面；油煙吸附刷(9)通過懸掛線(12)與懸臂梁受力端(8)相連；在油煙防護(hù)罩(10)下表面懸掛油煙吸附刷(9)處開有小孔(11)； 所述油煙防護(hù)罩(10)將測量電路(6)、彈性懸臂梁(5)、第一電阻應(yīng)變片(I)、第二電阻應(yīng)變片(2)、第三電阻應(yīng)變片(3)和第四電阻應(yīng)變片(4)、懸臂梁受力端(8)包圍保護(hù)。
【文檔編號】G01N27/12GK204154675SQ201420293157
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】顧文秀, 鄒路易, 楊光東, 劉世偉, 盧先領(lǐng), 徐升, 吳志江 申請人:江南大學(xué)