一種吸油煙機實際流量測量裝置的制造方法
【專利摘要】一種吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于：包括流速傳感器、第一溫度傳感器、反饋調節機構、電機和主控制器，流速傳感器的輸出端與反饋調節機構的輸入端相連，反饋調節機構具有輸出反饋信號至流速傳感器的信號輸出端，反饋調節機構的信號輸出端和第一溫度傳感器的信號輸出端均與主控制器的信號輸入端相連，主控制器根據從反饋調節機構和第一溫度傳感器接收的信號控制電機的轉速。本實用新型還公開了該測量裝置的測量方法。本實用新型的優點在于：該測量裝置結構簡單，安裝時可以將流速傳感器和第一溫度傳感器集成到吸油煙機的出風罩上，對安裝精度和氣流方向性要求較低，該測量裝置的測量方法可以直接測量吸油煙機的流量，不僅反應快而且可靠性高。
【專利說明】
-種吸油煙機實際流量測量裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種吸油煙機流量測試裝置，尤其是設及一種吸油煙機實際流量 測量裝置。
【背景技術】
[0002] 公用煙道由于其他用戶吸油煙機的開關情況會影響出口阻力，從而導致用戶側吸 油煙機的實際流量不斷變化，甚至出現煙氣排不出的現象。為了對吸油煙機的實際流量進 行測試，W前人們往往采用傳統的皮托管式壓力-流量測試方法進行測量，但其對設備的安 裝精度和氣流方向方向性要求較高，而且不便于與機器一體安裝，因而該測量方法目前僅 限于部分實驗人員使用，并沒有真正應用到產品上。
[0003] 另外，現有技術中也公開有能對流量進行檢測和控制的吸油煙機，如專利號為 ZL201310273983.1 (授權公告號為CN 103353136B)的中國發明專利所公開的《一種具有風 量調節功能的吸油煙機及其控制系統和控制方法》，該控制系統的傳感器組可W檢測吸油 煙機運行狀態并輸入主控忍片，主控忍片對吸油煙機運行狀態判斷后確定風量值并發給電 機驅動模塊，從而驅動直流電機工作。該控制方法存在的主要缺陷是：1，判斷風口氣壓傳感 器壓力不準，2、判斷堵轉電機的電流值變化，限制只針對直流電機。又如申請號 201310415624.5(申請公布號為CN 103644583A)的中國發明專利申請所公開的《一種可實 時監控吸油煙機運行狀態的控制裝置及其控制方法》，該控制裝置和控制方法主要是通過 葉輪轉速測量和電機電流測量結合起來判斷風機運行的狀態。該控制裝置結構相對復雜， 并難W與吸油煙機一體安裝。綜上所述，有待對現有的吸油煙機的流量測量裝置及控制方 法作進一步改進。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，提供一種對安裝精度 和氣流方向方向性要求較低的吸油煙機實際流量測量裝置。
[0005] 本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:該吸油煙機實際流量測量裝 置，其特征在于:包括用來采集吸油煙機出風口環境氣流速度的流速傳感器、用來采集所述 出風口環境氣流溫度的第一溫度傳感器、反饋調節機構、用來驅動吸油煙機的風機轉動的 電機和用來控制電機轉速的主控制器，所述流速傳感器的輸出端與所述反饋調節機構的輸 入端相連，所述反饋調節機構具有輸出反饋信號至流速傳感器的信號輸出端，所示反饋調 節機構的信號輸出端和所述第一溫度傳感器的信號輸出端均與所述主控制器的信號輸入 端相連，所述主控制器根據從反饋調節機構和第一溫度傳感器接收的信號控制所述電機的 轉速。
[0006] 優選地，所述的流量測量裝置還包括基準電壓調節器，所述的反饋調節機構包括 比較器，所述的流速傳感器采用具有加熱金屬絲的熱線風速儀，在加熱金屬絲外設有用來 對加熱金屬絲進行加熱的加熱線圈，所述流速傳感器的輸出端和基準電壓調節器的輸出端 分別與所述比較器的第一輸入端、第二輸入端相連，所述比較器的輸出端輸出用來控制通 過加熱線圈的控制電流，且比較器的輸出端同時與所述主控制器的信號輸入端相連。采用 上述反饋調節機構后，通過調節控制電流的大小對加熱金屬絲的溫度進行調節，即根據熱 線的參數調整補償系數，使得測試的結果更為精確。
[0007] 進一步優選，在所述的熱線風速儀上安裝有用來采集所述加熱金屬絲溫度的第二 溫度傳感器，所述第二溫度傳感器的輸出端與所述比較器的第一輸入端相連。運樣，第二溫 度傳感器可W根據采集到的加熱金屬絲的溫度輸出相應的電壓至比較器的第一輸入端。
[0008] 作為上述任一方案的優選，在所述吸油煙機的出風口安裝有出風罩，在所述的出 風罩上安裝有兩端固定在出風罩內側壁上的支撐座，所述的流速傳感器和第一溫度傳感器 安裝在所述的支撐座上。
[0009] 進一步優選，所述的支撐座呈條狀并橫直在所述出風口的中間，在所述支撐座的 中間開有沿著支撐座的長度方向分布的安裝孔，在所述的安裝孔內安裝有傳感器安裝座， 在所述的傳感器安裝座上沿著傳感器安裝座的長度方向依次開有均上下貫通的第一通孔 和第二通孔，所述的流速傳感器安裝在所述的第一通孔內，所述的第一溫度傳感器安裝在 所述的第二通孔內。運樣，流速傳感器和第一溫度傳感器可W分別采集出風口中屯、附近的 氣流速度和氣流溫度，從而有效提升測量精度。
[0010] 為了進一步提高測量效果，所述的流速傳感器和第一溫度傳感器均呈線形，且流 速傳感器和第一溫度傳感器的長度方向均垂直于所述出風口的出風方向。
[0011] 為了減小出風口氣流對支撐座和傳感器安裝座的流體沖擊，所述的支撐座和傳感 器安裝座的底部均形成尖頭朝下的尖部結構。另外，還可W采用同樣能減小氣流沖擊的翼 型結構。
[0012] 與現有技術相比，本實用新型的優點在于:該吸油煙機實際流量測量裝置通過在 吸油煙機的出風口處安裝流速傳感器和第一溫度傳感器，并配合反饋調節機構和主控制器 后，主控制器能夠根據反饋調節機構的輸出端信號和第一溫度傳感器采集的環境氣流溫度 控制電機的轉速，從而改變吸油煙機的實際流量和提高吸油煙效果，該測量裝置結構簡 單，安裝時可W將流速傳感器和第一溫度傳感器集成到吸油煙機的出風罩上，對安裝精度 和氣流方向性要求較低，該測量裝置的測量方法可W直接測量吸油煙機的流量，不僅反應 快而且可靠性高。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型實施例的測量裝置的結構框圖；
[0014] 圖2為本實用新型實施例的測量裝置的結構示意圖；
[0015] 圖3為本實用新型實施例的傳感器安裝座與支撐座的安裝結構示意圖；
[0016] 圖4為本實用新型實施例的測量裝置中的支撐座的結構示意圖；
[0017] 圖5為本實用新型實施例的測量裝置中的傳感器安裝座的結構示意圖；
[0018] 圖6為本實用新型實施例的不同擋位或者轉速的吸油煙機流量壓力曲線。
【具體實施方式】
[0019] W下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0020] 如圖I所示，本實施例中的吸油煙機實際流量測量裝置包括流速傳感器1、第一溫 度傳感器2、比較器3、電機4、主控制器5、基準電壓調節器6、加熱線圈7、第二溫度傳感器8和 葉輪9等主要組件。
[0021] 其中，流速傳感器1采用具有加熱金屬絲的熱線風速儀，熱線風速儀是一種常見的 流速傳感器，其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中，通電流加熱金屬絲，使其溫度高 于流體的溫度，因此將金屬絲稱為"熱線"。當流體沿垂直方向流過金屬絲時，將帶走金屬絲 的一部分熱量，使金屬絲溫度下降。在本實施例中，熱線風速儀用來采集吸油煙機出風口環 境氣流速度，根據氣流速度的不同，加熱金屬絲的溫度作相應變化，氣流速度越高，加熱金 屬絲溫度越低，氣流速度越低，則加熱金屬絲溫度越高。
[0022] 根據強迫對流熱交換理論，可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度V之間存在關 系。其熱線材料為銷、鶴或銷錠合金等，從熱線輸出的電信號，經放大、補償和數字化后輸入 計算機，可提高測量精度，自動完成數據后處理過程，擴大測速功能，如同時完成瞬時值和 時均值、合速度和分速度、端流度和其他端流參數的測量。熱線風速儀與皮托管相比，具有 探頭體積小，對流場干擾小；響應快，能測量非定常流速;能測量很低速(如低達0.3米/秒） 等優點。
[0023] 由于吸油煙機吸排的是煙氣，煙氣本身有一定的溫度經過吸油煙機的葉輪后一般 冷卻到40-70攝氏度，吸油煙機后端的公用煙道阻力小，排煙順楊的時候，氣體流速高，冷卻 效果也更加明顯，溫度稍微低，排煙不順楊的時候氣流溫度稍微高，因此吸油煙機應用熱線 法測流速的時候建議也將補償溫度反饋回去，根據熱線的參數調整補償系數，使得測試的 結果更加精確。
[0024] 第一溫度傳感器2用來采集出風口環境氣流溫度，第二溫度傳感器8安裝在熱線風 速儀上，用來采集加熱金屬絲的溫度，第二溫度傳感器8的輸出端與比較器3的第一輸入端 相連。基準電壓調節器6的輸出端與比較器3的第二輸入端相連，比較器3的輸出端輸出用來 控制通過加熱線圈7的控制電流，加熱線圈7用來對加熱金屬絲進行加熱。比較器3構成反饋 調節機構，比較器3根據輸入端的電壓不同使通過加熱線圈7控制電流，并反饋至熱線風速 儀使加熱金屬絲的溫度維持在一定的溫度范圍內。
[0025] 電機4用來驅動吸油煙機的風機轉動，主控制器5用來控制上述電機4的轉速，由比 較器3輸出端輸出的控制電流在反饋到熱線風速儀的同時還輸入至主控制器5的信號輸入 端，第一溫度傳感器2的輸出端信號也輸入至主控制器5的信號輸入端，主控制器5根據比較 器3的輸出端信號和第一溫度傳感器2采集的環境氣流溫度控制電機4的轉速，從來改進吸 油煙機的實際流量，進而提高吸油煙機效果。
[0026] 如圖2至圖5所示，該流量測量裝置的安裝結構如下：該吸油煙機實際流量測量裝 置在吸油煙機的出風口安裝有出風罩10,在出風罩10上安裝有兩端固定在出風罩內側壁上 的支撐座11，支撐座11呈條狀并橫直在出風口的中間，止逆閥片（圖中未示)通過轉動軸安 裝在支撐座上。在支撐座11的中間開有沿著支撐座的長度方向分布的安裝孔12,在安裝孔 12內安裝有傳感器安裝座13,在傳感器安裝座13上沿著傳感器安裝座的長度方向依次開有 均上下貫通的第一通孔14和第二通孔15,流速傳感器1安裝在第一通孔14內，第一溫度傳感 器2安裝在第二通孔15內。另外，流速傳感器1和第一溫度傳感器2均呈線形，且流速傳感器1 和第一溫度傳感器2的長度方向均垂直于所出風口環境氣流的出風方向。流速傳感器1的加 熱金屬絲垂直于出風方向后，可W提高加熱金屬絲的散熱效果。并且，為了減小出風口環境 氣流對支撐座11和傳感器安裝座13的流體沖擊，支撐座11和傳感器安裝座13的底部均形成 尖頭朝下的尖部結構。
[0027]該吸油煙機實際流量測量裝置的測量方法包括如下控制過程：
[00%]①、吸油煙機運轉，葉輪9旋轉帶動出風口的環境氣流流動；
[0029] ②、一方面環境氣流使流速傳感器的金屬絲散熱產生溫度變化，比較器根據采集 到的端電壓數據調整通過加熱線圈的控制電流，另一方面，第一溫度傳感器采集流過出風 口的環境氣流溫度；
[0030] ③、所述主控制器同時采集加熱線圈的控制電流和第一溫度傳感器采集的環境溫 度，采集信號后的主控制器然后根據內置的電流-溫度-流速表進行計算和差值，得出目前 機器出口平均流速V和流量Q;
[0031] ④、與預設的大流量值Ql和小流量值Q2比較，如果判斷出流量化k預設的小流量值 Q2小，就驅動電機增加轉速或者換更高擋位運行W增加流量，如果判斷出流量化k預設的大 流量值Ql小，就驅動電機降低轉速或者換更低擋位運行W減小流量。
[0032] 由于流體質點在管道截面上的速度各不相同，靠近管壁處，質點的運動受到管壁 的阻滯，速度很慢，靠近管道中屯、，質點的速度達到最大，氣流速度在管道截面上的變化規 律，因流態而異，因此可W通過調整安裝位置或者通過增加系數來實現W單點測量衡量總 體流量的方法。特別是對于層流最高速度（中屯、軸線附近)為平均速度的2倍，對于端流最高 速度（中屯、軸線附近)為平均速度的1.1-1.3倍，由于波紋管的使用和轉彎、煙道壓力變化的 影響使得吸油煙機出口管道基本上是出于端流狀態。因此可W根據試驗測定得到最高速度 Vm與平均速度V的換算系數k( 1.1 < k < 1.3)，同時通過預先實驗測量得到的氣流溫度和熱 線的散熱巧度的關系親可W得到流速相對溫度的補償系數Vt,通過當前溫度查表得到Vt,然 后可^得3
，然后計算得到當前流量
[0033] 如圖6所示，根據當前流量反饋控制電機的方法如下:根據測量與計算得到的當前 吸油煙機實際出口流量值，將其與預設值的流量特性值進行比較，由于吸油煙機的葉輪轉 速與實際流量根據相似定律兩者在理論上符臺
，立個不同轉速或者對于交流電機 =個不同擋位的曲線彼此相似，并且為正比例。因此根據比較情況進行轉速控制很方便，對 于兩速或者W上的電機可W設置幾個闊值流量Ql，Q2,根據實驗標定Ql含Q含Q2時為比較良 好的排煙工況，W=速電機為例，當測量計算得到的流量Q小于最小闊值Ql時候，微控制器 可W嘗試將電機升高到二擋(如果原來在二擋圖中n2就升高到S擋途中n3)，當測量計算得 到的流量Q大于Q2,實際上吸油煙效果應該是比較好的，可W降低一個擋位實現降低噪音和 能耗。
[0034] 此外，對于直線無級變速電機，具體的控制邏輯可W根據試驗值進行更為細化的 設置闊值和調整風機轉速。
[0035] W上所述僅為本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本領域普通技術人員 而言，在不脫離本實用新型的原理前提下，可W對本實用新型進行多種改型或改進，運些均 被視為本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于:包括用來采集吸油煙機出風口環境 氣流速度的流速傳感器（1)、用來采集所述出風口環境氣流溫度的第一溫度傳感器(2)、反 饋調節機構、用來驅動吸油煙機的風機轉動的電機(4)和用來控制電機轉速的主控制器 (5)，所述流速傳感器（1)的輸出端與所述反饋調節機構的輸入端相連，所述反饋調節機構 具有輸出反饋信號至流速傳感器（1)的信號輸出端，所示反饋調節機構的信號輸出端和所 述第一溫度傳感器(2)的信號輸出端均與所述主控制器(5)的信號輸入端相連，所述主控制 器(5)根據從反饋調節機構和第一溫度傳感器(2)接收的信號控制所述電機(4)的轉速。2. 根據權利要求1所述的吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于:還包括基準電壓調 節器(6)，所述的反饋調節機構包括比較器(3)，所述的流速傳感器（1)采用具有加熱金屬絲 的熱線風速儀，在加熱金屬絲外設有用來對加熱金屬絲進行加熱的加熱線圈（7)，所述流速 傳感器（1)的輸出端和基準電壓調節器(6)的輸出端分別與所述比較器(3)的第一輸入端、 第二輸入端相連，所述比較器(3)的輸出端輸出用來控制通過加熱線圈（7)的控制電流，且 比較器(3)的輸出端同時與所述主控制器(5)的信號輸入端相連。3. 根據權利要求2所述的吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于:在所述的熱線風速 儀上安裝有用來采集所述加熱金屬絲溫度的第二溫度傳感器(8)，所述第二溫度傳感器(8) 的輸出端與所述比較器(3)的第一輸入端相連。4. 根據權利要求1或2或3所述的吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于:在所述吸油 煙機的出風口安裝有出風罩(10)，在所述的出風罩（10)上安裝有兩端固定在出風罩內側壁 上的支撐座（11)，所述的流速傳感器（1)和第一溫度傳感器(2)安裝在所述的支撐座（11) 上。5. 根據權利要求4所述的吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于:所述的支撐座（11) 呈條狀并橫亙在所述出風口的中間，在所述支撐座（11)的中間開有沿著支撐座的長度方向 分布的安裝孔（12)，在所述的安裝孔（12)內安裝有傳感器安裝座（13)，在所述的傳感器安 裝座（13)上沿著傳感器安裝座的長度方向依次開有均上下貫通的第一通孔（14)和第二通 孔（15)，所述的流速傳感器（1)安裝在所述的第一通孔（14)內，所述的第一溫度傳感器(2) 安裝在所述的第二通孔(15)內。6. 根據權利要求5所述的吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于:所述的流速傳感器 (I) 和第一溫度傳感器(2)均呈線形，且流速傳感器（1)和第一溫度傳感器(2)的長度方向均 垂直于所述出風口環境氣流的出風方向。7. 根據權利要求5所述的吸油煙機實際流量測量裝置，其特征在于：所述的支撐座 (II) 和傳感器安裝座(13)的底部均形成尖頭朝下的尖部結構。
【文檔編號】F24C15/20GK205447902SQ201521101360
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月25日
【發明人】何立博, 茅忠群, 諸永定, 申志賢
【申請人】寧波方太廚具有限公司