一种油烟机检测油烟浓度的装置及检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种油烟机检测油烟浓度的装置及检测方法，检测装置包括音频处理模块、油烟机控制模块、风机驱动模块和按键及指示模块，音频处理模块包括音频采集单元和音频处理单元，本发明通过采集炒菜声音，经音频处理模块处理后作为油烟浓度的依据，与油烟机控制模块内置的基准油烟信号比较来判断油烟浓度的大小，并进而控制风机的转速和调节油烟机的吸风量，实现油烟机风量的自动控制，由于检测元件不设置在油烟吸排通道内，使得检测元件不易被油污包裹而失效，具有较高的检测准确性和可靠性。
【专利说明】一种油烟机检测油烟浓度的装置及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油烟机，特别是指一种能通过采集炒菜过程中的声音来判断油烟 浓度、准确率和可靠性高的油烟机检测油烟浓度的装置及检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着现在技术的进步，家电的智能化程度越来越高，从手动控制慢慢演变为 自动控制，对于油烟机来说，非常迫切的需要一种能够可靠、有效的方法来检测油烟浓 度，从而实现风量的自动控制，目前，油烟机检测油烟浓度的方法有好几种，如申请号为 200810028649. 9的中国发明专利，公开了一种通过在油烟排风口处放置光源发射装置和光 电转换装置来检测油烟浓度的方法，这种方法存在检测装置的光源发射窗口和光电接收窗 口极易被油烟污染，导致检测不准确或检测失效；又如申请号为201010529321. 0的中国发 明专利，公开了一种通过在油烟通道内放置多个气体传感器、温度传感器或者湿度传感器 来检测油烟浓度的方法，这种方法的传感器和油烟也是直接接触，也很容易被油污包裹而 失效，而且油烟成分复杂，普通的气体传感器、温度传感器或者湿度传感器无法准确的检测 出油烟的浓度；另外，申请号为201010258967. 1的中国发明专利，则公开了一种通过超声 波检测的方法来检测油烟浓度，同样也存在着因环境温度、环境湿度、油烟成分、风速等对 超声波传感装置及超声波信号的影响而降低检测的准确性和可靠性，还有一些方法是通过 抓取图像来进行智能辨别，如申请号为201110026547. 5的中国发明专利，公开了一种通过 抓取油烟净化器后端载体上吸附的图像来判断油烟浓度，这种方法的主要缺点是受环境光 线影响非常大，准确率很低，无法投入实际应用，由于以上几种方法均需直接面对或接触油 烟，造成检测元件或传感元件易被油污包裹而失效，降低油烟检测的准确性和可靠性，无法 满足使用要求。
【发明内容】
[0003] 本发明主要解决现有油烟机检测油烟浓度存在传感元件或检测部件易被油污包 裹而失效、准确率和可靠性较低的技术问题，提供了一种通过采集炒菜过程中的声音来判 断油烟浓度、准确率和可靠性高的油烟机检测油烟浓度的装置及检测方法。
[0004] 为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案：
[0005] 本发明的一种油烟机检测油烟浓度的装置，包括：
[0006] 音频处理模块，包括音频采集单元和音频处理单元，所述音频采集单元用于采集 炒菜时产生的声音并转化为音频信号，所述音频处理单元用于将音频采集单元输出的音频 信号进行智能处理，形成油烟量信号；
[0007] 油烟机控制模块，连接音频处理模块并接收油烟量信号，通过与内置油烟基准信 号比较，形成风机控制信号并输出至风机驱动模块用于驱动风机；
[0008] 风机驱动模块，用于接收风机控制信号并驱动油烟机上的风机；
[0009] 按键及指示模块，连接油烟机控制模块，用于接收外部输入的按键信号并控制相 应指示灯和照明灯。
[0010] 检测装置通过采集炒菜声音的频率和幅值，经处理后作为油烟浓度的依据，与内 置基准油烟量比较来判断油烟浓度的大小，控制风机的转速，相应调节油烟机的吸风量，实 现油烟机风量的自动调节，由于检测元件不设置在油烟通道内，使得检测元件不易被油污 包裹而失效，装置具有较高的检测准确性和可靠性。
[0011] 作为优选，所述音频处理模块设于灶台上远离炒锅的地方，所述音频采集单元可 以是麦克风或其他能把声音转换成电信号的能量转换器件，音频处理模块输出的油烟量信 号通过无线或有线方式传送至所述油烟机控制模块，将音频处理模块安装在灶具附近，可 获取无干涉或无失真的炒菜声音，使检测准确性更高，无线通信方式简化了音频处理模块 的安装。
[0012] 作为优选，所述音频处理模块还包括能量转换单元，用于将灶具火焰产生的光能 或热能转换为电能驱动音频处理模块运行，通过能量转换单元，音频处理模块可获取灶具 火焰的光能或热能，用于自身用电需求。
[0013] 作为优选，所述音频处理模块设于油烟机上，所述音频采集单元可以是麦克风或 其他能把声音转换成电信号的能量转换器件，音频处理模块输出的油烟量信号通过有线方 式传送至所述油烟机控制模块，可根据音频处理模块的安装位置，来选择与控制模块的信 号传输方式。
[0014] 作为优选，所述音频信号可以是对应炒菜声的某一个频率、一个频段或多个频段 的音频信号，音频信号的频率范围为100Hz?ΙΟΟΚΗζ，按检测准确率和芯片处理能力，可选 择不同的音频信号采集方式和范围。
[0015] 作为优选，所述音频信号可以是电压信号、电流信号、脉冲信号或频率信号。
[0016] 基于如上油烟机检测油烟浓度的装置的检测方法，其步骤如下：
[0017] A.通过音频采集单元采集炒菜时炒锅内发出的"磁磁"声并转化为音频信号送入 音频处理单元，音频信号可以是电压信号、电流信号、脉冲信号或频率信号；
[0018] B.音频处理单元接收到炒菜的音频信号，经滤波、放大、整形后，与油烟浓度关联 度较高的某一频率或某一频段或几个频段的炒菜音频信号被筛选出来，经运算处理后形成 油烟量信号；
[0019] C.通过有线或无线方式，音频处理模块输出的油烟量信号送入油烟机控制模块， 经与油烟机控制模块内置的基准油烟量信号比较，当外界油烟量信号大于基准油烟量信号 时，则油烟机控制模块提升风机控制信号值，风机驱动模块驱动风机提高转速，加大吸风 量，当外界油烟量信号小于基准油烟量信号时，则油烟机控制模块减少或维持风机控制信 号值，风机驱动模块驱动风机降低或维持转速，相应减少或维持当前吸风量，达到智能控制 油烟机吸风量的目的。
[0020] 作为优选，所述音频采集单元采集到的音频信号为：
[0021]
【权利要求】
1. 一种油烟机检测油烟浓度的装置，用于油烟机（1)，其特征在于：包括音频处理模块 (2)，包括音频采集单元（21)和音频处理单元（22)，所述音频采集单元用于采集炒菜时产 生的声音并转化为音频信号，所述音频处理单元用于将音频采集单元输出的音频信号进行 智能处理，形成油烟量信号；油烟机控制模块（3)，连接音频处理模块并接收油烟量信号， 通过与内置油烟基准信号比较，形成风机控制信号并输出至风机驱动模块用于驱动风机； 风机驱动模块（4)，用于接收风机控制信号并驱动油烟机上的风机（11);按键及指示模块 (5)，连接油烟机控制模块，用于接收外部输入的按键信号并控制相应指示灯和照明灯。
2. 根据权利要求1所述的一种油烟机检测油烟浓度的装置，其特征在于：所述音频处 理模块⑵设于灶台（6)上远离炒锅（7)的地方，所述音频采集单元（21)可以是麦克风或 其他能把声音转换成电信号的能量转换器件，音频处理模块输出的油烟量信号通过无线或 有线方式传送至所述油烟机控制模块（3)。
3. 根据权利要求2所述的一种油烟机检测油烟浓度的装置，其特征在于：所述音频处 理模块（2)还包括能量转换单元，用于将灶具火焰产生的光能或热能转换为电能驱动音频 处理模块运行。
4. 根据权利要求1所述的一种油烟机检测油烟浓度的装置，其特征在于：所述音频处 理模块（2)设于油烟机（1)上，所述音频采集单元（21)可以是麦克风或其他能把声音转换 成电信号的能量转换器件，音频处理模块（22)输出的油烟量信号通过有线方式传送至所 述油烟机控制模块（3)。
5. 根据权利要求1所述的一种油烟机检测油烟浓度的装置，其特征在于：所述音频信 号可以是对应炒菜声的某一个频率、一个频段或多个频段的音频信号，音频信号的频率范 围为 100Hz ?ΙΟΟΚΗζ。
6. 根据权利要求1所述的一种油烟机检测油烟浓度的装置，其特征在于：所述音频信 号可以是电压信号、电流信号、脉冲信号或频率信号。
7. 基于权利要求1所述的油烟机检测油烟浓度的装置的检测方法，步骤如下： A. 通过音频采集单元采集炒菜时炒锅内发出的"磁磁"声并转化为音频信号送入音频 处理单元； B. 音频处理单元接收到炒菜的音频信号，经滤波、放大、整形后，与油烟浓度关联度较 高的某一频率或某一频段或几个频段的炒菜音频信号被筛选出来，经运算处理后形成油烟 量信号； C. 通过有线或无线方式，音频处理模块输出的油烟量信号送入油烟机控制模块，经与 油烟机控制模块内置的基准油烟量信号比较，当外界油烟量信号大于基准油烟量信号时， 则油烟机控制模块提升风机控制信号值，风机驱动模块驱动风机提高转速，加大吸风量，当 外界油烟量信号小于基准油烟量信号时，则油烟机控制模块减少或维持风机控制信号值， 风机驱动模块驱动风机降低或维持转速，相应减少或维持当前吸风量，达到智能控制油烟 机吸风量的目的。
8. 根据权利要求7所述的油烟浓度检测方法，其特征在于，所述音频采集单元采集到 的音频信号为：
，其中为各个频段的系数，设 定炒菜各个阶段特征声音对应的油烟量的集合为c，则F为主频率成分系数集合U映射到C 的函数集合
其中S = {GjcOi) :i = 1 :m}为声音信号 的全部频谱系数集合。
9.根据权利要求7所述的油烟浓度检测方法，其特征在于，所述音频处理单元的音频 信号处理过程如下： a) 将音频采集单元获得的音频信号Vs(t)，经过滤波处理，其函数为Hf(t)，然后获得 响应信号Y s (t)，*为卷积计算如下：VS (t) *Hf (t) = Ys (t)，其中：Hf (t)为多带通滤波系统函 数，例如n带通理想矩形滤波函数
其中ω i和ai分别是带通中心频率和 矩形滤波截止带宽，则响应信号
b) 针对各个不同的带通函数，其通过的信号为
再对信号进行幅值检 测获得
为对应带通中心波长的主频段系数； c) 通过模数转换系统获得其各主频段系数的数字量GdJcOi); d) 将所有η个系数Gdi (ω J代入到油烟量映射函数集合F，如果映射为C的一个子集 则判断为炒菜特征声音且给出其对应的油烟量，从而实现对炒菜时的声音到油烟量信号的 转换。
【文档编号】G01N15/06GK104142288SQ201410206446
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】任富佳, 何峰 申请人:杭州老板电器股份有限公司