一种隔烟控制系统、方法及使用该系统的灶具与流程

本发明涉及一种隔烟控制系统、方法及使用该系统的灶具。

背景技术：

目前，为防止油烟逸散危害用户健康，部分生产商通过在灶具上设置风幕来达到隔离油烟的目的。但因其多数是在直流风扇上加载额定电压来使风扇运转形成风幕，这种风幕的强弱一般都是恒定的，无法有效地配合多种烹饪模式甚至多种灶具类型，而且容易影响灶具的燃烧效率。

因此，亟待开发一种既能够有效隔烟，又能够智能化控制风幕强弱、人性化程度高风幕控制系统。例如：首先，题为一种烟灶联动系统、授权公告号为cn202018069u的中国实用新型专利，公开了一种烟灶联动系统，包括设置于燃气灶的信号发射单元；火力信号处理模块，；和信号发射模块；设置于油烟机的信号接收单元，其包括信号接收模块；风速控制模块和油烟机风机。该实用新型所提供的技术方案解决的技术问题在于调节油烟机的风力大小。而且，其数据传输路径、数据处理方式复杂，不利于风机的快速响应。其次，题为烟灶联动控制系统和方法、授权公告号为cn105333477b的中国发明专利，公开了一种烟灶联动控制系统，包括烟机、灶具、用于检测锅内温度的温度传感器和用于检测烟量信息的烟量传感器，温度传感器和烟量传感器分别与烟机相连，烟机与灶具之间进行相互通信，烟机包括第一控制器，灶具包括第二控制器，其中，第二控制器用于获取灶具的工作状态，并检测灶具的炉头是否放置锅具以生产检锅信号，以及将灶具的工作状态和检锅信息发送至第一控制器；第一控制器用于接收灶具的工作状态和检锅信息，并在灶具处于开启状态且炉头上放置有锅具时获取温度传感器检测的锅内温度，并将锅内温度发送至灶具，以及在锅内温度大于或等于第一预设温度时，第一控制器控制烟机的风机以第一转速运转，并获取烟量传感器检测的烟量信息，以及将烟量信息发送至灶具，其中第一控制器还根据锅内温度和烟量信息对风机的转速进行控制，其中第一控制器还用于在接收到的灶具工作状态和检锅信息时，控制自身从休眠状态进入待机状态。该发明所提供的技术方案解决的技术问题是调整火力大小来降低烟量，而且，其控制系统的结构复杂、反应速度同样不高。再次，题为智能温控离子感应超强尽吸集成灶、授权公告号为cn105371332b的中国发明专利，公开了一种只能温控离子感应超强尽吸集成灶，灶具设有感应针、油烟机设有吸风口，吸风口与排风管道密封连接，吸风口设有温度传感器，箱体内设有风幕发生器。该发明所提供的技术方案，并不能达到智能控制风幕强弱的效果。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种智能化程度高、风幕反应速度快、隔烟效果好且不影响燃烧效率的灶具隔烟控制系统、方法及使用该系统的灶具。

本发明主要采用如下技术方案：

一种隔烟控制系统，包括控制模块、数据检测模块和变压供电模块，所述变压供电模块与所述控制模块相连接用以向所述控制模块供电。

其中，所述控制模块包括风速控制单元，所述风速控制单元与所述变压供电模块相连接。

其中，所述控制模块包括数据保持单元，所述数据保持单元与所述数据检测模块相连接，所述数据保持单元能够对所述数据检测模块提供的数据进行计算，并且即使所述控制模块掉电后，所述数据保持单元也能够保持所述数据检测模块提供的数据。

其中，所述数据检测模块为火力检测单元和/或烟气检测单元。

其中，还包括交互模块，所述交互模块与所述控制模块相连接，所述交互模块包括指令接收单元，所述指令接收单元能够接受用户指令并将其传递给所述控制模块。

其中，所述交互模块还包括状态显示单元，所述状态显示单元用以显示所述控制系统的工作状态。

一种隔烟控制方法，使用上述隔烟控制系统，包括如下步骤：

s1：灶具通电后，所述隔烟控制系统即处于待机状态，当所述交互模块接收到用户的灶具工作指令后将所述灶具工作指令传输至所述控制模块，所述控制模块接收到数据后进行下一步处理；

s2：所述控制模块通过所述风速控制单元使风机按照最大风速数值vmax运行一段时间t1；

s3：当风机运行t1时间后，所述数据检测模块开始运行并检测到火力和/或烟气数据xadj，所述数据保持单元根据运行速度函数f(xadj)，计算出风速数值vf＝f(xadj)，其中0≦vf≦vmax，所述风速控制单元使风机按照风速数值vf运行；

s4：每至少一个采样周期tn内，所述隔烟控制系统都会根据检测到的火力和/或烟气数据xadj来重新调整风机的转速vf，直到所述控制模块检测到交互模块给出结束灶具工作指令，之后，所述隔烟控制系统关闭风机、所述交互模块的所述状态显示单元也不再显示隔烟控制系统的工作状态，所述隔烟控制系统返回待机状态；

进一步地，当灶具使用一段时间后，由于油烟的积累会导致风机转速变慢，因此还需要继续进行如下步骤：

s5：在所述交互模块接收到用户的灶具工作指令后，定时器开始计时，直到交互模块给出结束灶具工作指令，所述隔烟控制系统记录每个采样周期tn的时长tn，再将每个采样周期的时长tn进行加和计算，得出灶具工作时间总和ta＝∑tn；

s6：将灶具工作时间总和ta保持在所述数据保持单元中，并根据增大系数函数vmax＝vmax’f(ta)计算出最大风速数值vmax，待需要切换t1时间段内的最大风速数值时，使用最大风速数值vmax替代前最大风速数值vmax’，其中vmax’为此前采样周期tn中计算得出的前最大风速数值vmax’。

一种灶具，包括机壳、风机和上述隔烟控制系统，所述变压供电模块与所述风机相连接并用以向所述风机供电。

其中，所述风机设置在所述机壳内，并且所述风机运转以在所述机壳的上方形成隔离油烟的风幕。

按照本发明所提供的技术方案具有如下有益效果：数据检测模块向控制模块提供火力和/或烟气数据，该数据信息经控制模块处理后，直接通过变压供电模块来控制加载在直流风扇上的电压，从而控制风幕的启闭、强弱，数据传递路径简单、数据处理程序简化、控制板上元器件的数量减少、生产成本随之降低；通过t1时间内使风幕在最大风速数值下运行，可以有效地隔离油烟、防止油烟逸散，提高使用安全性、产品的用户满意度高，而且，风幕强弱随检测到的火力和/或烟气数据变化，降低了整体能耗、隔烟效果更智能化、不容易对灶具的燃烧效率产生太大影响；通过阶段性地提高直流风扇在t1时间段的最大风速数值，可以很好的应对直流风扇由于长时间工作而积累油烟导致转速减慢的弊端，灶具即使长时间使用，其风幕的效果依然能保持良好的状态，用户体验感好。

附图说明

图1为本发明所述隔烟控制系统结构示意图。

图2为本发明所述隔烟控制系统正常使用状态下的工作流程示意图。

图3为本发明所述灶具结构示意图。

1控制模块、2数据检测模块、4交互模块、42状态显示单元、10风机、100风幕孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容做进一步说明：

参见图1-3所示，一种隔烟控制系统，包括控制模块1、数据检测模块2和变压供电模块，变压供电模块与控制模块1相连接用以向控制模块供电。优选地，控制模块1采用单片机或arm等集成处理器为核心的微控制器用以接收反馈信息和控制负载动作。优选地，变压供电模块与控制模块通过连接线相连接，220v市电接入变压供电模块后经开关电源单元以及dc-dc单元转化为5v电源用于向控制模块、交互模块甚至数据检测模块等供电。

参见图1所示，控制模块1包括风速控制单元，风速控制单元与变压供电模块相连接。优选地，变压供电模块再与形成风幕的负载例如风机或风扇相连接，优选地，变压供电模块接收来自风速控制单元的pwm控制信号或者电压控制信号，通过调整提供给风机或风扇的电压占空比或者电压大小来控制其运转，从而控制灶具隔烟风幕的启闭、强弱。

参见图1所示，控制模块1包括数据保持单元，数据保持单元与数据检测模块相连接，数据保持单元能够对数据检测模块提供的数据进行计算，并且即使控制模块掉电后，数据保持单元也能够保持数据检测模块提供的数据。优选地，数据保持单元与数据检测模块可以有线连接或者无线连接。优选地，数据保持单元除在每个采样周期tn内，根据数据检测模块提供的数据以及风速计算函数进行计算从而得出风速数值vf((或者根据数据检测模块提供的数据进行查表，由查表法得出风速数值vf))之外，还能保持每个采样周期tn的时长tn并对每个采样周期的时长tn进行加和计算，得出ta＝∑tn后再根据风速增大系数函数，计算出每个采样周期tn的最大风速数值vmax(实际情况中，经过每个采样周期tn之后即调整一次最大风速数值vmax的情况很少，通常地，控制模块设置为经过至少两个采样周期tn之后再调整一次最大风速数值vmax，因此为使灶具风幕更加敏捷，可以设置为经过多个采样周期tn后再计算一次最大风速数值vmax。)，其中每个采样周期tn中的样本数量及其每个样本的采样时长t可以在控制模块中预先设定，一般地，每个样本的采样时长t通常在毫秒或者微秒级别。

参见图1所示，数据检测模块为火力检测单元和/或烟气检测单元。优选地，火力检测单元可以是设置在灶具旋钮上的编码器或者检测电位器(例如通过检测电位器测定生成的模拟信号，再通过ad转换器将模拟信号转换成数字信号)，和/或烟气检测单元可以是设置在烟机进风口处的粒子浓度传感器。通过数据转换，火力检测单元和/或烟气检测单元将所采集到的火力和/或烟气数据传输给控制模块的数据保持单元进行下一步处理。优选地，当烟气检测单元设置在烟机进风口等独立于灶具的位置时，烟气检测单元可以通过射频信号将数据传输至控制模块。

参见图1所示，还包括交互模块4，交互模块4与控制模块1相连接，交互模块4包括指令接收单元，指令接收单元能够接受用户指令并将其传递给控制模块1。优选地，用户可以通过手动操作来启动、关闭隔烟控制系统，甚至可以通过手动操作来自定义地控制风幕的启闭、强弱、工作时长等，交互模块的设置使得风幕的形成更人性化、贴合用户需求。

参见图1所示，交互模块4还包括状态显示单元42，状态显示单元42用以显示控制系统的工作状态。优选地，状态显示单元可以采用数码管或显示屏来显示隔烟控制系统的工作状态(例如显示火力和/或烟气大小、风幕强度等)，甚至还可以显示来自其他检测元件的信息(例如用户操作环境温度等)。优选地，隔烟控制系统还可以包括定时器，定时器可以独立设置、也可以设置在交互模块上或者设置在控制模块上，用以实现例如风机的定时启闭、延时启闭等。优选地，当定时器设置在控制模块上时还可以具有计时功能(可以对每个采样周期tn进行计时，即向数据保持单元提供采样周期时长tn等数据)，来辅助数据保持单元进行下一步处理。

参见图2所示，一种隔烟控制方法，使用上述隔烟控制系统，包括如下步骤：

s1：灶具通电后，隔烟控制系统即处于待机状态，当交互模块接收到用户的灶具工作指令后将灶具工作指令传输至控制模块，控制模块接收到数据后进行下一步处理；

s2：控制模块通过风速控制单元使风机按照最大风速数值vmax运行一段时间t1；优选地，此时风幕的风速为最大值，风机处于运转的最高档位。优选地，当灶具尚处于初始状态时，可以在控制模块中预先设定一个初始值vmax⁰作为最大风速数值vmax，此时vmax⁰＝vmax；优选地，当灶具已经开始使用一段时间后，该最大风速数值vmax由每个采样周期tn时长的总和ta以及增大系数函数vmax’f(ta)计算得出(实际操作过程中，增大系数函数也可以通过查表法得知)，即vmax＝vmax’f(ta)，其中vmax’为此前采样周期tn中计算得出的前最大风速数值vmax’。为使灶具风幕反应更敏捷，可以将计算得出的vmax预存在控制模块中，待切换t1时间段内的最大风速数值时，可以跳过计算步骤而直接由风速控制单元指令风机运行，隔烟控制系统的敏捷度更强、反映更迅速。

s3：当风机运行t1时间后，数据检测模块开始运行并检测到火力和/或烟气数据xadj，数据保持单元根据运行速度函数f(xadj)，计算出风速数值vf＝f(xadj)，其中0≦vf≦vmax，风速控制单元使风机按照风速数值vf运行；优选地，t1为1min，即风机在当前运转的最高档位运行1min。

s4：每至少一个采样周期tn内，隔烟控制系统都会根据检测到的火力和/或烟气数据xadj来重新调整风机的转速vf，直到所述控制模块检测到交互模块给出结束灶具工作指令，之后，隔烟控制系统关闭风机、交互模块的状态显示单元也不再显示隔烟控制系统的工作状态，隔烟控制系统返回待机状态；优选地，其中每个采样周期tn中的样本数量为至少一个，更优选地，每个采样周期tn中的样本数量为10个，对每个样本中检测到的xadj1～xadj10进行处理求得并剔除掉明显偏离平均值的数据，之后再将剩余的xadj进行处理求得然后再根据运行速度函数得出风速数值vf，优选地，其中在预设的阈值范围内。优选地，阈值范围由多段小的阈值范围组成，当处于阈值范围之外时，将被视为异常数据且并不改变风机转速；当其处于阈值之间时，落在每个小的阈值范围内，将对应一个风速数值vf，落在小的阈值范围之间的，将被视作缓冲数据不改变风机转速。

进一步地，当灶具使用一段时间后，由于油烟的积累会导致风机转速变慢，因此还需要继续进行如下步骤：

s5：在所述交互模块接收到用户的灶具工作指令后，定时器开始计时，直到交互模块给出结束灶具工作指令，所述隔烟控制系统记录每个采样周期tn的时长tn，再将每个采样周期的时长tn进行加和计算，得出灶具工作时间总和ta＝∑tn；

s6：将灶具工作时间总和ta保持在所述数据保持单元中，并根据增大系数函数vmax＝vmax’f(ta)计算出最大风速数值vmax，待需要切换t1时间段内的最大风速数值时，使用最大风速数值vmax替代前最大风速数值vmax’，其中vmax’为此前采样周期tn中计算得出的前最大风速数值vmax’。

参见图3所示，一种灶具，包括机壳、风机10和上述隔烟控制系统，变压供电模块与风机10相连接并用以向风机供电。优选地，风机为直流风扇，更优选地，直流风扇的数量为至少两个。

参见图3所示，风机10设置在机壳内，并且风机运转以在机壳的上方形成隔离油烟的风幕。优选地，直流风扇设置在机壳面板的左右两侧边缘。优选地，壳体的面板四周设置有风幕孔100。

虽然上述已经阐述了本发明的具体实施方式，但本领域普通技术人员在本发明的原理和精神的基础上，可以对其进行变换，本发明的保护范围由其权利要求书或其等同物限定。