吸油烟机的风机转速自动调节方法及实现该方法的调节装置与流程

本发明涉及吸油烟机技术领域，涉及一种吸油烟机的风机转速自动调节方法，还涉及一种实现该风机转速调节方法的调节装置。

背景技术：

现有家用吸油烟机的风机通常具有多档转速切换功能，以手动按键进行切换操作为主。使用时，用户往往是闻到油烟味后才会去切换，加上厨房工作复杂，用户往往由于没有时间无法及时进行调速，或者忘记进行调速，从而导致吸油烟机的用户体验较差。

为了解决前述的问题，随之出现了具有自动调速功能的吸油烟机，这类吸油烟机整体可区分为两类：一种是检测吸油烟机吸烟口的油烟浓度大小进行风机转速的自动调节，包括利用烟雾传感器检测烟雾浓度和利用温度传感器检测吸烟口温度，以感知加热火力，进而作为调节风机转速的依据；另一种则是检测排烟口烟道阻力大小进行风机转速的自动调节，包括通过检测电机的电流和电压变化等方式获取排烟口烟道阻力大小，从而作为调节风机转速的依据。但是，单独的任何一种方法都不能很好的控制风机自动调速的准确性。例如，单独根据吸烟口油烟浓度大小进行调速，如果吸烟口油烟浓度较小，吸油烟机工作在低速挡，此时如果在做饭高峰期，烟道阻力很大，则可能出现烟道里油烟倒灌的现象；相反，单独根据烟道阻力大小进行调速，如果烟道阻力较小，吸油烟机工作在低速挡，此时如果用户正在爆炒，产生很大的油烟，则会因为吸力不够而出现油烟溢出。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种不仅能够同时考虑烟道阻力和油烟浓度因素影响，同时考虑风机性能变化因素影响的吸油烟机的风机转速自动调节方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够及时、科学的实现风机调速以提高吸油烟和排油烟效果的吸油烟机的风机转速调节装置。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机的风机转速自动调节方法，其特征在于：将风机性能作为参数设置多个压差阈值范围，进而根据多个压差阈值范围划分出对应实现不同风机转速控制的风机工作等级；

实时检测和采集吸油烟机排烟口处的压力信号以及吸油烟机内腔中的压力信号，进而计算吸油烟机排烟口处与吸油烟机内腔中的压力差值以作为吸油烟机的实时压差值；

判断吸油烟机的实时压差值所属的压差阈值范围，进而获取该压差阈值范围对应的风机工作等级，根据风机工作等级自动调整控制风机的转速。

优选地，吸油烟机的风机转速自动调节方法包括以下步骤：

步骤1、初始化；

定义多个分别对应不同转速的风机工作等级，按照从小到大的转速顺序，风机工作等级依次定义为L₁、L₂、L₃、……、L_m、……、L_n，其中n为自然数，1≤m≤n；

P＝P_out－P_in，其中P表示吸油烟机的压差值，P_out表示吸油烟机排烟管道内的静压值，P_out≥0，P_in表示吸油烟机内腔中的静压值，P_in≤0；

R＝[R₁、R₂、R₃、……、R_m、……、R_n]，R_m＝(MinP_m－P_m)/MinP，其中MinP＞P₀，R为风机性能下降比例值，R_m为风机在风机工作等级L_m状态下的风机性能下降比例值，MinP_m为在吸油烟机排烟管道内的静压值为0，并且风机按照风机工作等级L_m以正常性能工作状态下的吸油烟机的压差值绝对值，P_m为风机按照风机工作等级L_m工作时吸油烟机的实际压差值；

定义多个性能下降比例阈值范围[MinR_j,MaxR_j]，j为自然数，MinR_j表示第j个下降比例阈值范围内风机性能下降比例值最小值，MaxR_j表示第j个下降比例阈值范围内风机性能下降比例值最大值；

定义风机按照各风机工作等级工作时，在不同性能下降比例阈值范围内对应的风机性能调节系数查询表{K₁,K₂,K₃,……,K_m,……,K_n}，K_m＝[K_m1,K_m2,K_m3,……,K_mj]，其中K_m表示风机按照风机工作等级L_m工作时在不同性能下降比例阈值范围内对应的风机性能调节系数查询表，K_mj表示风机按照风机工作等级L_m工作时在性能下降比例阈值范围[MinR_j,MaxR_j]内对应的风机性能调节系数查询表；

针对各风机工作等级，定义风机性能调节系数初始值K＝1；

定义各风机工作等级对应的压差阈值范围[K_i*MinP_i,K_i*MaxP_i]，1≤i≤n；K_i表示风机按照风机工作等级L_i工作时在不同性能下降比例阈值范围内对应的风机性能调节系数；MinP_i表示第i个压差阈值范围内吸油烟机的压差最小值，MaxP_i表示第i个压差阈值范围内吸油烟机的压差最大值；

步骤2、启动吸油烟机，风机性能调节系数置为初始值K_m＝1；

以任一风机工作等级L_m对应的转速开启吸油烟机中的风机；

步骤3、实时采集吸油烟机排烟口处的压力信号以及吸油烟机内腔中的压力信号；

步骤4、根据步骤3中的压力信号计算吸油烟机排烟口处的正压值P₊以及吸油烟机内腔中的负压值P-，进而计算吸油烟机的实时压差值P_m＝P₊－P-；

步骤5、根据吸油烟机的实时压差值P_m，计算风机工作等级L_m条件下风机性能下降比例值R_m，从而判断风机的工作性能是否下降；

如果否，则保持当前的风机性能调节系数不变；

如果是，则根据性能下降比例阈值范围和风机性能调节系数查询表获取当前的风机性能调节系数K_mj，进而修正风机性能调节系数K_m＝K_mj；

步骤6、根据风机当前的调节系数获取相应的压差阈值范围[K_m*MinP_m,K_m*MaxP_m]，比较P_m、K_m*MinP_m、K_m*MaxP_m的大小；

如果K_m*MinP_m≤P_m≤K_m*MaxP_m，则不调整风机工作等级，相应控制风机按照原转速运行工作；

如果P_m＜K_m*MinP_m，则判断当前风机工作等级是否为L₁，如果是，则保持当前的风机工作等级，相应控制风机按照原转速运行工作，如果否则调整风机工作等级为L_m-1，相应输出新的风机转速控制信号，以控制风机的转速调整为风机工作等级下降为L_m-1对应的转速；

如果P_m＞K_m*MaxP_m，则判断当前风机工作等级是否为L_n，如果是，则保持当前的风机工作等级，相应控制风机按照原转速运行工作，如果否则调整风机工作等级上升为L_m+1，相应输出新的风机转速控制信号，以控制风机的转速调整为风机工作等级为L_m+1对应的转速。

为了避免因为电压不稳、烟道压力不稳定等因素造成的压差数据出现反复波动而引起的风机频繁调速的情况，在步骤1中，定义单位计时区间T、风机自动调速次数上限值M_max、风机自动调速次数M、频繁调速标识F；

步骤2中，启动吸油烟机后，风机自动调速次数置为初始值M＝0，频繁调速标识置0，即F＝0；

风机启动后，则对风机的工作时间进行计时；

在步骤6中，每调整一次风机工作等级则风机自动调速次数自动加1，判断每个单位计时区间T内风机自动调速次数是否超过M_max；

如果超过，判定风机频繁调速，频繁调速标识F置1，即F＝1，当F＝1时，在该单位计时区间T范围内只能进行风机工作等级上升调节；

如果未超过，则判定风机未出现频繁调速的情况，风机既能进行风机工作等级上升调节也能进行风机工作等级下降调节；

计时时间达到单位计时区间T后，则调速次数清零，重新进入下一个单位计时区间T的计时，直至关闭风机。

人性化地，在步骤1中定义风机性能下降比例下限阈值MIN_R；启动风机后，当R_m＜MIN_R时，则提示清洗吸油烟机。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：吸油烟机的风机转速调节装置，与风机连接以控制风机工作，其特征在于：包括气体压力传感器、控制器、风机转速调节电路和控制键；

所述气体压力传感器上具有正压口和负压口，所述正压口通过第一导管与吸油烟机的排烟管道相连通，所述负压口通过第二导管与吸油烟机的内腔相连通，所述气压压力传感器的信号线与所述控制器相连接；

所述风机转速调节电路分别与控制器和风机相连接以根据所述控制器的控制命令调节风机的转速；

所述控制键与所述控制器相连接以向所述控制器中输入控制命令。

为了减少外部干扰因素对压力信号造成的干扰波动，所述气体压力传感器和控制器之间还连接有滤波电路。

为了方便显示吸油烟机的工作状态，还包括与所述控制器相连接的显示器。

方便地，所述控制键包括用于开启和关闭吸油烟机的开关键、用于实现吸油烟机的风机转速手动调节模式和自动调节模式切换的模式调节键、用于在风机转速手动调节模式下调节风机转速的多个档位键。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的吸油烟机的风机转速自动调节方法和调节装置，通过对吸油烟机排烟管道内压力和吸油烟机内腔中压力的检测，实现吸油烟机排烟管道内压力和吸油烟机内腔中压力之间的压力差作为风机调节基础，即从吸油烟和排油烟两个方面综合考虑了风机的运行影响因素。同时该吸油烟机的风机转速自动调节方法中还考虑在长期使用过程中风机性能变化因素，更加科学的实现了风机的自动调速，提高了吸油烟机的吸油烟和排油烟的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中吸油烟机的风机调节装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中吸油烟机的风机调节装置的结构框图。

图3为本发明实施例中吸油烟机的风机转速自动调节方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，吸油烟机通常包括一外壳100，外壳100上具有进烟口和排烟口，外壳100上的排烟口连通排烟管道101。外壳100中设置有风机1，风机1分别与进烟口和排烟口相连通，风机1工作时，能够将自进烟口进入吸油烟机腔体内的油烟自排烟口排出至排烟管道101中，而排烟管道101则与外部的公共烟道相连通。

本实施例中的吸油烟机的风机调节装置也设置在吸油烟机的壳体内，在使用时，该吸油烟机的风机调节装置与吸油烟机中的风机1相连接以配合工作，进而实现对风机1转速的调节控制。

该吸油烟机的风机调节装置包括气体压力传感器2、控制器3、风机转速调节电路4、控制键5、显示器6和滤波电路7。

其中气体压力传感器2采用受环境湿度、温度及油烟影响较小的压差式传感器，该气体压力传感器2上具有正压口和负压口，该正压口通过第一导管21与吸油烟机的排烟管道101相连通，本实施例中该第一导管21连接在靠近吸油烟机排烟口和排烟管道101的连接处。负压口则通过第二导管22与吸油烟机的内腔相连通，该第二导管22既可以连接在风机安装蜗壳内，也可连接在蜗壳和外壳之间的腔体内。气体压力传感器2的信号线23通过滤波电路7与控制器3相连接。气体压力传感器2可以分别检测正压口的压力信号以及负压口的压力信号，进而压力信号经过滤波处理后传送至控制器3中，利用控制器3计算正压口和负压口之间的压力差值。

本实施例中的控制器3即采用现有的如单片机等产品。

风机转速调节电路4则采用现有的风机转速调节电路4，该风机转速调节电路4分别与控制器3和风机1相连接，在使用时，该风机转速调节电路4接收控制器3的控制命令，实现对电机转速调节控制。

显示器6控制器3相连接，根据控制器3传送的数据，显示器6上可以显示吸油烟机的各种工作状态。

控制键5与控制器3相连接以向控制器3中输入控制命令。为了操作方便且美观显示器6和控制键5可以一体设置为触摸屏。

本实施例中的控制键5包括用于开启和关闭吸油烟机的开关键51、用于实现吸油烟机的风机1转速手动调节模式和自动调节模式切换的模式调节键52、用于在风机1转速手动调节模式下调节风机1转速的多个档位键53。在使用时，操作开关键51开启吸油烟机后，然后操作模式调节键52，当调节至手动模式后，可以通过操作多个档位键53以实现风机1转速的手动调节，控制器3接收档位键53信号控制风机1的按照相应的转速进行工作，如此则实现了吸油烟机传统的手动操作模式。如果操作操作模式调节键52将吸油烟机调整至风机1转速自动调节模式，则按照下述方法实现风机1的自动调节。

如图3所示，吸油烟机的风机转速自动调节方法，包括以下步骤：

步骤1、初始化；

在控制器3中进行以下初始化定义；

定义多个分别对应不同转速的风机工作等级，按照从小到大的转速顺序，风机工作等级依次定义为L₁、L₂、L₃、……、L_m、……、L_n，其中n为自然数，1≤m≤n；

P＝P_out－P_in，其中P表示吸油烟机的压差值，P_out表示吸油烟机排烟管道101内的静压值，P_out≥0，P_in表示吸油烟机内腔中的静压值，P_in≤0；

R＝[R₁、R₂、R₃、……、R_m、……、R_n]，R_m＝(MinP_m－P_m)/MinP，其中MinP＞P₀，R为风机性能下降比例值，R_m为风机1在风机工作等级L_m状态下的风机性能下降比例值，MinP_m为在吸油烟机排烟管道101内的静压值为0，并且风机1按照风机工作等级L_m以正常性能工作状态下的吸油烟机的压差值绝对值，P_m为风机1按照风机工作等级L_m工作时吸油烟机的实际压差值；

定义多个性能下降比例阈值范围[MinR_j,MaxR_j]，j为自然数，MinR_j表示第j个下降比例阈值范围内风机性能下降比例值最小值，MaxR_j表示第j个下降比例阈值范围内风机性能下降比例值最大值；

定义风机1按照各风机工作等级工作时，在不同性能下降比例阈值范围内对应的风机性能调节系数查询表{K₁,K₂,K₃,……,K_m,……,K_n}，K_m＝[K_m1,K_m2,K_m3,……,K_mj]，其中K_m表示风机1按照风机工作等级L_m工作时在不同性能下降比例阈值范围内对应的风机性能调节系数查询表，K_mj表示风机1按照风机工作等级L_m工作时在性能下降比例阈值范围[MinR_j,MaxR_j]内对应的风机性能调节系数查询表；本实施中的风机性能调节系数查询表可以对照风机性能下降比例值计算获取，也可以根据多次试验获取，同时根据不同的控制精度，K_m1,K_m2,K_m3,……,K_mj可以取不同值，也可以取相同值；

针对各风机工作等级，定义风机性能调节系数初始值K＝1；

定义各风机工作等级对应的压差阈值范围[K_i*MinP_i,K_i*MaxP_i]，1≤i≤n；K_i表示风机1按照风机工作等级L_i工作时在不同性能下降比例阈值范围内对应的风机性能调节系数；MinP_i表示第i个压差阈值范围内吸油烟机的压差最小值，MaxP_i表示第i个压差阈值范围内吸油烟机的压差最大值；

定义单位计时区间T、风机自动调速次数上限值M_max、风机自动调速次数M、频繁调速标识F；

定义风机性能下降比例下限阈值MIN_R；

步骤2、操作开关键51，控制器3则控制吸油烟机得电启动，此时，控制器3中风机性能调节系数自动置为初始值K_m＝1，风机自动调速次数置为初始值M＝0，频繁调速标识置0，即F＝0；

操作模式调节键52，调节至风机1转速自动调节模式；

按照控制器3内的设置，控制器3控制电机转速调节电路以设定的风机工作等级L_m对应的转速控制开启吸油烟机中的风机1，本实施例中设置以最小风机工作等级L₁开启吸油烟机中的风机1；

风机1启动后，则对风机1的工作时间进行计时；

步骤3、气体压力传感器2实时采集吸油烟机排烟口处的压力信号以及吸油烟机内腔中的压力信号，并将采集的压力信号传送至控制器3中；

步骤4、对气体压力传感器2采集的压力信号进行滤波处理以降低干扰因素对信号准确性的影响，控制器将气体压力传感器2采集的压力信号转化为气压值数据进而计算获取吸油烟机排烟口处的正压值P₊以及吸油烟机内腔中的负压值P_-，进而计算吸油烟机的实时压差值P_m＝P₊－P_-；

步骤5、根据吸油烟机的实时压差值P_m，计算风机工作等级L_m条件下风机性能下降比例值R_m，从而判断风机1的工作性能是否下降；

如果否，则保持当前的风机性能调节系数不变；

如果是，则根据性能下降比例阈值范围和风机性能调节系数查询表获取当前的风机性能调节系数K_mj，进而修正风机性能调节系数K_m＝K_mj；同时比较R_m和MIN_R，如果R_m＜MIN_R，则通过控制器3将清洗提示信息传送至显示器6，以提示清洗吸油烟机；

步骤6、根据风机1当前的调节系数获取相应的压差阈值范围[K_m*MinP_m,K_m*MaxP_m]，比较P_m、K_m*MinP_m、K_m*MaxP_m的大小；

如果K_m*MinP_m≤P_m≤K_m*MaxP_m，则不调整风机工作等级，相应控制器3控制风机1按照原转速运行工作；

如果P_m＜K_m*MinP_m，则判断当前风机工作等级是否为L₁，如果是，则保持当前的风机工作等级，相应控制器3控制风机1按照原转速运行工作，如果否则调整风机工作等级为L_m-1，相应控制器3向风机转速调节电路4输出新的风机1转速控制信号，风机转速调节电路4控制风机1的转速调整为风机工作等级下降为L_m-1对应的转速；同时风机自动调速次数M加1；

如果P_m＞K_m*MaxP_m，则判断当前风机工作等级是否为L_n，如果是，则保持当前的风机工作等级，相应控制器3控制风机1按照原转速运行工作，如果否则调整风机工作等级上升为L_m+1，相应控制器3向风机转速调节电路4输出新的风机1转速控制信号，风机转速调节电路4控制风机1的转速调整为风机工作等级为L_m+1对应的转速，同时风机自动调速次数M加1；

判断每个单位计时区间T内风机自动调速次数M是否超过M_max；

如果超过，判定风机频繁调速，频繁调速标识F置1，即F＝1，当F＝1时，在该单位计时区间T范围内只能进行风机工作等级上升调节；

如果未超过，则判定风机未出现频繁调速的情况，风机(1)既能进行风机工作等级上升调节也能进行风机工作等级下降调节；

计时时间达到单位计时区间T后，则调速次数清零，重新进入下一个单位计时区间T的计时；

如此循环进行步骤3至步骤6直至控制器3接收到开关键51输入的吸油烟机的关闭信号，风机1停止工作，吸油烟机断电。

该吸油烟机的风机转速自动调节方法能够及时、科学的实现风机1的自动调速，大大提高了吸油烟机吸油烟和排油烟的效果，在保证有效的工作效率的基础上减少了能耗。