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(jī)質(zhì)及其加熱分解或裂解產(chǎn)物。烹 調(diào)時(shí)，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(xì)顆粒物和氣態(tài)物 質(zhì)(揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)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(dāng)溫度達(dá)到食用油的發(fā)煙點(diǎn)，即170°C時(shí)，會(huì)出現(xiàn)初期分解的藍(lán)煙霧，隨著溫度的 持續(xù)升高，油煙的分解速度加快，當(dāng)溫度達(dá)到250°C時(shí)，就會(huì)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(fù)雜，既有油脂、蛋白質(zhì)和原料等在受熱條件下進(jìn)行物理、化 學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)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(shí)也會(huì)產(chǎn)生大 量的有害氣體，如CO、CO2, NOX, SO2及顆粒物等。國家標(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001，即飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了油煙的現(xiàn)場(chǎng)采樣方法和實(shí) 驗(yàn)室分析計(jì)量方法，其中實(shí)驗(yàn)室分析計(jì)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(tuán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng))jgeocnT1 (CH3基團(tuán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng))和 3030CHT1 (芳香環(huán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng))譜帶處的吸光度A293(1、A296Q、A3·進(jìn)行計(jì)算。此方法 由于整個(gè)測(cè)量過程包括現(xiàn)場(chǎng)采樣和實(shí)驗(yàn)室分析，使得一個(gè)測(cè)量周期相對(duì)較長(zhǎng)，人工投入較 大，對(duì)人員和設(shè)備的要求高，因而不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，也無法做到實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。目前市場(chǎng)上雖然已有一些油煙濃度測(cè)量裝置，但是這些裝置并不是固定安裝在油 煙排放現(xiàn)場(chǎng)，而是在需要時(shí)移動(dòng)至現(xiàn)場(chǎng)，采樣和測(cè)量后移走，需要人工操作和更換部件，并 不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量，而且這些裝置成本高昂，難以大面積推廣應(yīng)用。另外，市場(chǎng)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(cè)量油煙濃度，更不能得到準(zhǔn)確的油煙濃度。所 以目前的市場(chǎng)上并沒有能夠長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確測(cè)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(dá)到投資小，成本低，解決油 煙濃度的實(shí)時(shí)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(gè)或一個(gè)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001規(guī)定的方法對(duì)生成的油煙進(jìn)行樣品采集，得到一組 樣品油煙；C、選定其中一個(gè)傳感器組件，對(duì)得到的樣品油煙進(jìn)行測(cè)量，并得到一組傳感器測(cè) 量數(shù)據(jù)；d、對(duì)步驟b中采集的樣品油煙，用國家標(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量， 得到一組國標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)；e、將步驟c和步驟d得到的數(shù)據(jù)一一對(duì)照，采用數(shù)據(jù)擬合方法分析傳感器測(cè)量數(shù) 據(jù)和國標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，確定相應(yīng)的擬合曲線以及擬合誤差；f、更換不同的傳感器組件，重復(fù)上述a——e的五個(gè)步驟，累計(jì)得出不同傳感器組 件的擬合曲線以及擬合誤差，建立相應(yīng)的定量關(guān)系圖表；g、比較每個(gè)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(fù)以上a——g的七 個(gè)步驟，以確定測(cè)量范圍和測(cè)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(gè)傳感器用過濾薄膜進(jìn)行覆蓋保護(hù)；(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(gè)傳感器根據(jù)類型的不同并結(jié)合自身工作原理，對(duì)油煙進(jìn) 行采樣分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)或電流信號(hào)輸出；(5)、將接收到的輸出信號(hào)與預(yù)先建立的定量關(guān)系圖表進(jìn)行對(duì)比和計(jì)算，進(jìn)而得出 油煙濃度值。本發(fā)明進(jìn)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(gè)傳感器可以測(cè)量一種或多種氣體，多個(gè)傳感器的組合中還可以包含 測(cè)量氣體溫度的傳感器和測(cè)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(zhǎng)了傳感器的壽命，使得本發(fā)明具有實(shí)際可行性。由于傳感器只對(duì)氣體敏 感，所以過濾掉其它污染物并不會(huì)對(duì)測(cè)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(shè)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(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過這樣的設(shè)計(jì)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的進(jìn)步和突出的特點(diǎn)1——本發(fā)明采用傳感器技術(shù)對(duì)油煙直接測(cè)量，可得到量化、準(zhǔn)確的油煙濃度 值，并對(duì)每個(gè)傳感器都用過濾薄膜進(jìn)行覆蓋保護(hù)，有效延長(zhǎng)傳感器的使用壽命，本發(fā)明完 成一次油煙濃度測(cè)量的時(shí)間小于1分鐘，無須人工操作，自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。而國家標(biāo)準(zhǔn)的 GB18483-2001則需要人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，測(cè)量周期長(zhǎng)，并且不能連續(xù)測(cè)量。2——本發(fā)明可以固定安裝在油煙排放現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)在線檢測(cè)油煙濃度，自動(dòng) 上報(bào)，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(yùn)營維護(hù)成本很低，大大降 低了人工需求和勞動(dòng)強(qiáng)度。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的整體工作流程圖；圖2是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)安裝示意圖；圖3是實(shí)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(shí)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(gè)不同類型的傳感 器所組成，分別是用于測(cè)量氣體濃度的TGS^K)2型氣體傳感器，測(cè)量溫度的LM35型溫度傳 感器，以及測(cè)量濕度的HSllOl型濕度傳感器。進(jìn)一步的說明是，TGS^02型氣體傳感器主 要用于探測(cè)油煙中的揮發(fā)性有機(jī)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(duì)數(shù)曲線的關(guān)系，通過測(cè)量傳感器的電阻值，就可以計(jì)算出該氣 體的濃度。將這三個(gè)傳感器分別用孔徑為2 μ m的過濾薄膜2進(jìn)行覆蓋保護(hù)，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(gè)傳感器，從而延長(zhǎng)了傳感器的壽命。對(duì)各個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)試和自檢，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)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(cè)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(cè)量氣體傳感器的電阻值R1，同時(shí)通過溫度傳感器和濕度傳感器測(cè)量油煙的溫度和 濕度，由于氣體傳感器的測(cè)量結(jié)果與溫度和濕度有著確切的關(guān)系，所以需要對(duì)實(shí)測(cè)的電阻 值Rl進(jìn)行溫度和濕度的補(bǔ)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(jì)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(cè)量結(jié)果，再將該傳感器的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)與預(yù)先建立的定量關(guān)系圖表進(jìn)行對(duì)比 和計(jì)算，(即根據(jù)前述的選擇傳感器的實(shí)驗(yàn)方法中得到的測(cè)量結(jié)果與油煙濃度之間的關(guān)系， 計(jì)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(jì)算機(jī)上，執(zhí) 法人員即可實(shí)時(shí)的獲得有關(guān)單位的排污情況，并根據(jù)排污情況進(jìn)行處理。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的主要實(shí)施方式所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的 具體實(shí)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(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)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(gè)或一個(gè)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001規(guī)定的方法對(duì)生成的油煙進(jìn)行樣品采集，得到一組樣品 油煙；c、選定其中一個(gè)傳感器組件，對(duì)得到的樣品油煙進(jìn)行測(cè)量，并得到一組傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)；d、對(duì)步驟b中采集的樣品油煙，用國家標(biāo)準(zhǔn)GB18483-2001規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量，得到 一組國標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)；e、將步驟c和步驟d得到的數(shù)據(jù)一一對(duì)照，采用數(shù)據(jù)擬合方法分析傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)和 國標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，確定相應(yīng)的擬合曲線以及擬合誤差；f、更換不同的傳感器組件，重復(fù)上述a——e的五個(gè)步驟，累計(jì)得出不同傳感器組件的 擬合曲線以及擬合誤差，建立相應(yīng)的定量關(guān)系圖表；g、比較每個(gè)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(fù)以上a——g的七個(gè)步 驟，以確定測(cè)量范圍和測(cè)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(gè)傳感器用過濾薄膜進(jìn)行覆蓋保護(hù)；(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(gè)傳感器根據(jù)類型的不同并結(jié)合自身工作原理，對(duì)油煙進(jìn)行采 樣分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)或電流信號(hào)輸出；(5)、將接收到的輸出信號(hào)與預(yù)先建立的定量關(guān)系圖表進(jìn)行對(duì)比和計(jì)算，進(jìn)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(hù)、安裝固定、采樣分析、計(jì)算對(duì)比、輸出結(jié)果等步驟，完成一次油煙濃度測(cè)量的時(shí)間小于1分鐘，無須人工操作，自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，可以非常簡(jiǎn)潔、直觀的得到量化、準(zhǔn)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(chǎng)，長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)在線檢測(cè)油煙濃度，自動(dòng)上報(bào)，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(yùn)營維護(hù)成本很低，大大降低了人工需求和勞動(dòng)強(qiáng)度，適用于各類油煙濃度的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/16GK102095762SQ20101052932
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廣州博控自動(dòng)化技術(shù)有限公司