一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置及檢測(cè)方法，檢測(cè)裝置包括音頻處理模塊、油煙機(jī)控制模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和按鍵及指示模塊，音頻處理模塊包括音頻采集單元和音頻處理單元，本發(fā)明通過(guò)采集炒菜聲音，經(jīng)音頻處理模塊處理后作為油煙濃度的依據(jù)，與油煙機(jī)控制模塊內(nèi)置的基準(zhǔn)油煙信號(hào)比較來(lái)判斷油煙濃度的大小，并進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)油煙機(jī)的吸風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)油煙機(jī)風(fēng)量的自動(dòng)控制，由于檢測(cè)元件不設(shè)置在油煙吸排通道內(nèi)，使得檢測(cè)元件不易被油污包裹而失效，具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性。
【專利說(shuō)明】一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置及檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油煙機(jī)，特別是指一種能通過(guò)采集炒菜過(guò)程中的聲音來(lái)判斷油煙 濃度、準(zhǔn)確率和可靠性高的油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置及檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)在技術(shù)的進(jìn)步，家電的智能化程度越來(lái)越高，從手動(dòng)控制慢慢演變?yōu)?自動(dòng)控制，對(duì)于油煙機(jī)來(lái)說(shuō)，非常迫切的需要一種能夠可靠、有效的方法來(lái)檢測(cè)油煙濃 度，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的自動(dòng)控制，目前，油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的方法有好幾種，如申請(qǐng)?zhí)枮?200810028649. 9的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了一種通過(guò)在油煙排風(fēng)口處放置光源發(fā)射裝置和光 電轉(zhuǎn)換裝置來(lái)檢測(cè)油煙濃度的方法，這種方法存在檢測(cè)裝置的光源發(fā)射窗口和光電接收窗 口極易被油煙污染，導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)確或檢測(cè)失效；又如申請(qǐng)?zhí)枮?01010529321. 0的中國(guó)發(fā) 明專利，公開(kāi)了一種通過(guò)在油煙通道內(nèi)放置多個(gè)氣體傳感器、溫度傳感器或者濕度傳感器 來(lái)檢測(cè)油煙濃度的方法，這種方法的傳感器和油煙也是直接接觸，也很容易被油污包裹而 失效，而且油煙成分復(fù)雜，普通的氣體傳感器、溫度傳感器或者濕度傳感器無(wú)法準(zhǔn)確的檢測(cè) 出油煙的濃度；另外，申請(qǐng)?zhí)枮?01010258967. 1的中國(guó)發(fā)明專利，則公開(kāi)了一種通過(guò)超聲 波檢測(cè)的方法來(lái)檢測(cè)油煙濃度，同樣也存在著因環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、油煙成分、風(fēng)速等對(duì) 超聲波傳感裝置及超聲波信號(hào)的影響而降低檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，還有一些方法是通過(guò) 抓取圖像來(lái)進(jìn)行智能辨別，如申請(qǐng)?zhí)枮?01110026547. 5的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了一種通過(guò) 抓取油煙凈化器后端載體上吸附的圖像來(lái)判斷油煙濃度，這種方法的主要缺點(diǎn)是受環(huán)境光 線影響非常大，準(zhǔn)確率很低，無(wú)法投入實(shí)際應(yīng)用，由于以上幾種方法均需直接面對(duì)或接觸油 煙，造成檢測(cè)元件或傳感元件易被油污包裹而失效，降低油煙檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，無(wú)法 滿足使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要解決現(xiàn)有油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度存在傳感元件或檢測(cè)部件易被油污包 裹而失效、準(zhǔn)確率和可靠性較低的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種通過(guò)采集炒菜過(guò)程中的聲音來(lái)判 斷油煙濃度、準(zhǔn)確率和可靠性高的油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置及檢測(cè)方法。
[0004] 為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明主要是采用下述技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明的一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，包括：
[0006] 音頻處理模塊，包括音頻采集單元和音頻處理單元，所述音頻采集單元用于采集 炒菜時(shí)產(chǎn)生的聲音并轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)，所述音頻處理單元用于將音頻采集單元輸出的音頻 信號(hào)進(jìn)行智能處理，形成油煙量信號(hào)；
[0007] 油煙機(jī)控制模塊，連接音頻處理模塊并接收油煙量信號(hào)，通過(guò)與內(nèi)置油煙基準(zhǔn)信 號(hào)比較，形成風(fēng)機(jī)控制信號(hào)并輸出至風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)；
[0008] 風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，用于接收風(fēng)機(jī)控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)油煙機(jī)上的風(fēng)機(jī)；
[0009] 按鍵及指示模塊，連接油煙機(jī)控制模塊，用于接收外部輸入的按鍵信號(hào)并控制相 應(yīng)指示燈和照明燈。
[0010] 檢測(cè)裝置通過(guò)采集炒菜聲音的頻率和幅值，經(jīng)處理后作為油煙濃度的依據(jù)，與內(nèi) 置基準(zhǔn)油煙量比較來(lái)判斷油煙濃度的大小，控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，相應(yīng)調(diào)節(jié)油煙機(jī)的吸風(fēng)量，實(shí) 現(xiàn)油煙機(jī)風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，由于檢測(cè)元件不設(shè)置在油煙通道內(nèi)，使得檢測(cè)元件不易被油污 包裹而失效，裝置具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性。
[0011] 作為優(yōu)選，所述音頻處理模塊設(shè)于灶臺(tái)上遠(yuǎn)離炒鍋的地方，所述音頻采集單元可 以是麥克風(fēng)或其他能把聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，音頻處理模塊輸出的油煙量信 號(hào)通過(guò)無(wú)線或有線方式傳送至所述油煙機(jī)控制模塊，將音頻處理模塊安裝在灶具附近，可 獲取無(wú)干涉或無(wú)失真的炒菜聲音，使檢測(cè)準(zhǔn)確性更高，無(wú)線通信方式簡(jiǎn)化了音頻處理模塊 的安裝。
[0012] 作為優(yōu)選，所述音頻處理模塊還包括能量轉(zhuǎn)換單元，用于將灶具火焰產(chǎn)生的光能 或熱能轉(zhuǎn)換為電能驅(qū)動(dòng)音頻處理模塊運(yùn)行，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換單元，音頻處理模塊可獲取灶具 火焰的光能或熱能，用于自身用電需求。
[0013] 作為優(yōu)選，所述音頻處理模塊設(shè)于油煙機(jī)上，所述音頻采集單元可以是麥克風(fēng)或 其他能把聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，音頻處理模塊輸出的油煙量信號(hào)通過(guò)有線方 式傳送至所述油煙機(jī)控制模塊，可根據(jù)音頻處理模塊的安裝位置，來(lái)選擇與控制模塊的信 號(hào)傳輸方式。
[0014] 作為優(yōu)選，所述音頻信號(hào)可以是對(duì)應(yīng)炒菜聲的某一個(gè)頻率、一個(gè)頻段或多個(gè)頻段 的音頻信號(hào)，音頻信號(hào)的頻率范圍為100Hz?ΙΟΟΚΗζ，按檢測(cè)準(zhǔn)確率和芯片處理能力，可選 擇不同的音頻信號(hào)采集方式和范圍。
[0015] 作為優(yōu)選，所述音頻信號(hào)可以是電壓信號(hào)、電流信號(hào)、脈沖信號(hào)或頻率信號(hào)。
[0016] 基于如上油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置的檢測(cè)方法，其步驟如下：
[0017] A.通過(guò)音頻采集單元采集炒菜時(shí)炒鍋內(nèi)發(fā)出的"磁磁"聲并轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)送入 音頻處理單元，音頻信號(hào)可以是電壓信號(hào)、電流信號(hào)、脈沖信號(hào)或頻率信號(hào)；
[0018] B.音頻處理單元接收到炒菜的音頻信號(hào)，經(jīng)濾波、放大、整形后，與油煙濃度關(guān)聯(lián) 度較高的某一頻率或某一頻段或幾個(gè)頻段的炒菜音頻信號(hào)被篩選出來(lái)，經(jīng)運(yùn)算處理后形成 油煙量信號(hào)；
[0019] C.通過(guò)有線或無(wú)線方式，音頻處理模塊輸出的油煙量信號(hào)送入油煙機(jī)控制模塊， 經(jīng)與油煙機(jī)控制模塊內(nèi)置的基準(zhǔn)油煙量信號(hào)比較，當(dāng)外界油煙量信號(hào)大于基準(zhǔn)油煙量信號(hào) 時(shí)，則油煙機(jī)控制模塊提升風(fēng)機(jī)控制信號(hào)值，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速，加大吸風(fēng) 量，當(dāng)外界油煙量信號(hào)小于基準(zhǔn)油煙量信號(hào)時(shí)，則油煙機(jī)控制模塊減少或維持風(fēng)機(jī)控制信 號(hào)值，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)降低或維持轉(zhuǎn)速，相應(yīng)減少或維持當(dāng)前吸風(fēng)量，達(dá)到智能控制 油煙機(jī)吸風(fēng)量的目的。
[0020] 作為優(yōu)選，所述音頻采集單元采集到的音頻信號(hào)為：
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，用于油煙機(jī)（1)，其特征在于：包括音頻處理模塊 (2)，包括音頻采集單元（21)和音頻處理單元（22)，所述音頻采集單元用于采集炒菜時(shí)產(chǎn) 生的聲音并轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)，所述音頻處理單元用于將音頻采集單元輸出的音頻信號(hào)進(jìn)行 智能處理，形成油煙量信號(hào)；油煙機(jī)控制模塊（3)，連接音頻處理模塊并接收油煙量信號(hào)， 通過(guò)與內(nèi)置油煙基準(zhǔn)信號(hào)比較，形成風(fēng)機(jī)控制信號(hào)并輸出至風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)； 風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（4)，用于接收風(fēng)機(jī)控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)油煙機(jī)上的風(fēng)機(jī)（11);按鍵及指示模塊 (5)，連接油煙機(jī)控制模塊，用于接收外部輸入的按鍵信號(hào)并控制相應(yīng)指示燈和照明燈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，其特征在于：所述音頻處 理模塊⑵設(shè)于灶臺(tái)（6)上遠(yuǎn)離炒鍋（7)的地方，所述音頻采集單元（21)可以是麥克風(fēng)或 其他能把聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，音頻處理模塊輸出的油煙量信號(hào)通過(guò)無(wú)線或 有線方式傳送至所述油煙機(jī)控制模塊（3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，其特征在于：所述音頻處 理模塊（2)還包括能量轉(zhuǎn)換單元，用于將灶具火焰產(chǎn)生的光能或熱能轉(zhuǎn)換為電能驅(qū)動(dòng)音頻 處理模塊運(yùn)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，其特征在于：所述音頻處 理模塊（2)設(shè)于油煙機(jī)（1)上，所述音頻采集單元（21)可以是麥克風(fēng)或其他能把聲音轉(zhuǎn)換 成電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，音頻處理模塊（22)輸出的油煙量信號(hào)通過(guò)有線方式傳送至所 述油煙機(jī)控制模塊（3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，其特征在于：所述音頻信 號(hào)可以是對(duì)應(yīng)炒菜聲的某一個(gè)頻率、一個(gè)頻段或多個(gè)頻段的音頻信號(hào)，音頻信號(hào)的頻率范 圍為 100Hz ?ΙΟΟΚΗζ。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置，其特征在于：所述音頻信 號(hào)可以是電壓信號(hào)、電流信號(hào)、脈沖信號(hào)或頻率信號(hào)。
7. 基于權(quán)利要求1所述的油煙機(jī)檢測(cè)油煙濃度的裝置的檢測(cè)方法，步驟如下： A. 通過(guò)音頻采集單元采集炒菜時(shí)炒鍋內(nèi)發(fā)出的"磁磁"聲并轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)送入音頻 處理單元； B. 音頻處理單元接收到炒菜的音頻信號(hào)，經(jīng)濾波、放大、整形后，與油煙濃度關(guān)聯(lián)度較 高的某一頻率或某一頻段或幾個(gè)頻段的炒菜音頻信號(hào)被篩選出來(lái)，經(jīng)運(yùn)算處理后形成油煙 量信號(hào)； C. 通過(guò)有線或無(wú)線方式，音頻處理模塊輸出的油煙量信號(hào)送入油煙機(jī)控制模塊，經(jīng)與 油煙機(jī)控制模塊內(nèi)置的基準(zhǔn)油煙量信號(hào)比較，當(dāng)外界油煙量信號(hào)大于基準(zhǔn)油煙量信號(hào)時(shí)， 則油煙機(jī)控制模塊提升風(fēng)機(jī)控制信號(hào)值，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速，加大吸風(fēng)量，當(dāng) 外界油煙量信號(hào)小于基準(zhǔn)油煙量信號(hào)時(shí)，則油煙機(jī)控制模塊減少或維持風(fēng)機(jī)控制信號(hào)值， 風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)降低或維持轉(zhuǎn)速，相應(yīng)減少或維持當(dāng)前吸風(fēng)量，達(dá)到智能控制油煙 機(jī)吸風(fēng)量的目的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的油煙濃度檢測(cè)方法，其特征在于，所述音頻采集單元采集到 的音頻信號(hào)為：
，其中為各個(gè)頻段的系數(shù)，設(shè) 定炒菜各個(gè)階段特征聲音對(duì)應(yīng)的油煙量的集合為c，則F為主頻率成分系數(shù)集合U映射到C 的函數(shù)集合
其中S = {GjcOi) :i = 1 :m}為聲音信號(hào) 的全部頻譜系數(shù)集合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油煙濃度檢測(cè)方法，其特征在于，所述音頻處理單元的音頻 信號(hào)處理過(guò)程如下： a) 將音頻采集單元獲得的音頻信號(hào)Vs(t)，經(jīng)過(guò)濾波處理，其函數(shù)為Hf(t)，然后獲得 響應(yīng)信號(hào)Y s (t)，*為卷積計(jì)算如下：VS (t) *Hf (t) = Ys (t)，其中：Hf (t)為多帶通濾波系統(tǒng)函 數(shù)，例如n帶通理想矩形濾波函數(shù)
其中ω i和ai分別是帶通中心頻率和 矩形濾波截止帶寬，則響應(yīng)信號(hào)
b) 針對(duì)各個(gè)不同的帶通函數(shù)，其通過(guò)的信號(hào)為
再對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅值檢 測(cè)獲得
為對(duì)應(yīng)帶通中心波長(zhǎng)的主頻段系數(shù)； c) 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)獲得其各主頻段系數(shù)的數(shù)字量GdJcOi); d) 將所有η個(gè)系數(shù)Gdi (ω J代入到油煙量映射函數(shù)集合F，如果映射為C的一個(gè)子集 則判斷為炒菜特征聲音且給出其對(duì)應(yīng)的油煙量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)炒菜時(shí)的聲音到油煙量信號(hào)的 轉(zhuǎn)換。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK104142288SQ201410206446
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】任富佳, 何峰 申請(qǐng)人:杭州老板電器股份有限公司