一种油烟机的智能油污检测技术

2018-10-31魏华锋班永王强

家电科技 2018年10期

魏华锋班永王强

杭州老板电器股份有限公司浙江杭州 311100

1 引言

消费者在在厨房烹饪时，会产生较大的油烟，在通过油烟机将油烟排到室外的过程中，其烟机的滤网会粘附一些油污，当油烟机的滤网过滤油烟一段时间后，其滤网的孔隙会黏附一层油烟污渍，影响油烟机的风量和拢烟效果。尤其遇到低楼层的用户或者公共烟道开机率较高的单元，其烟机在排烟过程将耗费较多的能量克服沿程阻力损失，从而进一步恶化烟机的吸油烟机的风量和拢烟效果，从而导致消费者的投诉，影响产品的口碑和品牌形象。

目前采用固定时间提醒消费者清洗过滤网，但不同地区的消费者烹饪的习惯不同，无法准确反馈油烟机滤网堵塞情况，因此常用有人投诉额定时间设定不准确，同时滤网堵塞后，由于油烟机上的滤网较脏，有些消费者也不愿意对其进行清洗，若不及时清洗，将造成滤网进一步堵塞，继续恶化烟机的拢烟效果。

本文主要研究一种智能油污提醒方案，结合智能硬件和软件实现与消费者的互动及提高与消费者的黏度。即通过压力传感器采集油烟机的静压和动压的变化情况，进行智能算法反馈出其滤网堵塞情况，通过Wi-Fi模块将滤网堵塞情况反馈到售后终端，售后根据情况与消费者取得联系并上门服务，从而有效的解决消费者痛点，同时通过上门服务，有效提高了产品服务能力和品牌形象，进一步增强了消费者的黏度和忠诚度，进一步实现售后的增值服务，除此之外，还有效了提高Wi-Fi智能产品的激活量。

2 油污提醒原理

智能油污提醒技术原理示，包括：1.风压模块；2.Wi-Fi模块；3.售后管理系统；4.信息提醒/上门服务。其中风压模块包含两个压力传感器，一个检测烟机的动压（全压-静压），另一个检测油烟机全压（全压-大气压），通过两者之间的差，得到静压的变化（静压-大气压），智能程序根据油烟机的静压变化和动压变化得出油污积累情况。如当油烟机程序系统检测到静压变化和动压变化到预设阈值时，系统智能判定处理，通过Wi-Fi模块发出相关指令到售后管理系统，售后管理系统依据指令将所需的服务发给消费者和该地区的服务工程师，工程师预约消费者上门服务并做好记录，上传到售后管理系统，形成服务过程的闭环，同时根据智能系统记录其油烟机的油污清洗和保养情况，通过大数据了解消费者的使用习惯，从而实现定制产品的开发。

3 智能油污提醒控制方法

对于初始周期的数据采集作为基准值和判定周期的数据采集作为判定值，准确的反映烟机的运行规律。其中以安装后的烟机进行10h的数据采集作为基准值，该初始周期10h称之为基准值周期，其后以3h作为小周期数据采集作为实测值，该小周期3h称之为实测值周期。然后根据采集到的值分别采用平均值法、最小值法和斜率法进行智能判断，为了减少误判，累积多次达到阈值，定义为油烟机滤网堵塞，然后通过Wi-Fi发送信息到售后信息系统，服务工程师进行上门清洗服务，完成服务后，按一下复位键，油烟机进入下一个循环进行初始数据采集，即完成周期C=10+3*n小时，其中n为小周期循环次数。

智能油污提醒技术的控制方法主要包括三种，分别为平均值法、最小值法和斜率法。

平均值法即随着油污的积累，油烟机的风量偏小，造成其静压减小，采用平均值法即判定其平均值的衰减程度。

最小值法即当公共烟道其他用户开机数量较少的情况时，此时滤网堵塞，则其静压较小，采用最小值法直接判定其基准值衰减。

斜率法即在实际的运行过程中，公共烟道的开机数量和开机时间不确定，造成了采集的数据不稳定，从而影响了系统的判定，随着油污的积累时，进风量的减少，对其最大值和最小值的斜率判定，可以有效规避开机数量和开机时间的影响率判定，随着率堵塞验证，其斜率是增大趋势。

采用周期循环算法的优势是有效的解决了不同地区、不同楼层、不同公共烟道以及油烟机的开机数量和开机时间等多种复杂因素影响。其中基准值周期10h结束后，系统定义单位时间内：外压差-内压差最大值为Z，外压差-内压差平均值为Y和外压差-内压差最小值为X。

其中，实测值周期3h内的外压差-内压差最大值Z1，外压差-内压差平均值Y和外压差-内压差最小值X1。如表1。

其中数据读取采用周期平均值法，即0.1s读取一次压力值，然后将10s内的一百次数值进行平均处理做出输出值，即压力值T=（t1+t2...+te）/100。

4 实验验证分析

测试样机为老板牌油烟机，油烟机型号为CXW-200-8229，产品功率200W，最大风量19m3/min，标称风压320pa，最大静压430pa。

试验方法：通过将测试样机安装在18层的公共烟道进行验证智能油污提醒技术，试验通过测试工装来模拟堵塞不同面积百分比的油烟机滤网，具体测试如下：

（1）在1楼安装测试烟机，验证在不同堵塞面积下，分别按照固定方式调节其他楼层的开机数量；

（2）在9楼安装测试烟机，验证在不同堵塞面积下，分别按照固定方式调节其他楼层的开机数量；

（3）在18楼安装测试烟机，验证在不同堵塞面积下，分别按照固定方式调节其他楼层的开机数量。

本判定方法不采用达到阈值就立即做判定处理，而是采用多次到达阈值，确认无误后达到清洗服务后，才开始进行系统上的信号发送，同时通过智能的方式对其后台的数据进行智能处理筛选处理。当系统完成一次系统判定并完成上门服务，服务技师在烟机上按下自动复位键，系统重新进入初始阶段，开始Ah周期的数据采集，作为基准值，从而周而复始，如表2。

通过上述测试，在初始周期的数据采集即在10h检测到最大值是247pa，最小值130pa和平均值189pa，其后分别堵塞20%、40%、60%和80%，其最大值、平均值和最小值均成下降趋势，其中最小值和平均值的静压变化最为明显，最大值略有下降。同时随着开机数量的增加，静压也在增大，表明烟机在克服共用烟道的阻力在增大。因此在滤网堵塞和开机数量增加的情况，对于油烟机的拢烟效果影响较大。

图1 智能油污提醒技术原理

表1 智能油污提醒检测控制方法

表2 1楼3档外压差-内压差的测试数据

表3 9楼3档外压差-内压差的测试数据

表4 18楼3档外压差-内压差的测试数据

据最小值法，即X1≤0.5X或X1≤50pa，发现滤网堵塞60%以后，达到堵塞阈值判定堵塞；采用平均法，Y1≤0.7Y；即平均值小于0.7*189pa，在周期内检测到平均小于132pa，超过3次即判定滤网堵塞；斜率法先判断实测最大值-最小值，与基准最平均值的斜率，(Z1-X1)/ Y1≧1.2（Z-X）/ Y，即实测斜率大于1.2倍的基准斜率，超过3次即判定滤网堵塞，如表3。

通过上述测试，在初始周期的数据采集的即在10h检测到最大值是239pa，最小值103pa和平均值167pa，在开机率不变的情况下，分别堵塞滤网20%、40%、60%和80%的面积，其最大值、平均值和最小值均成下降趋势，其中最小值/平均值和最大值的静压均低于一楼的状态，表明楼层越低，需要克服的沿程阻力越大。随着开机数量的增加，静压也在增大，表明烟机在克服共用烟道的阻力在增大。因此在滤网堵塞和开机数量增加的情况，对于油烟机的拢烟效果影响较大。

通过三种方法判断，即X1≤0.5X或X1≤50pa，Y1≤0.7Y和斜率发（Z1-X1）/ Y1≧1.2（Z-X）/ Y，均能超过3次阈值并正确判定滤网堵塞。进一步验证了该方案的稳定性。如表4。

在初始周期的数据采集的即在10h检测到最大值是225pa，最小值77pa和平均值150pa，在开机率不变的情况下，分别堵塞滤网20%、40%、60%和80%的面积，其最大值、平均值和最小值均成下降趋势，其中最小值/平均值和最大值的静压均低于1楼和9楼静压，表明楼层越低，需要克服的沿程阻力越大。随着开机数量的增加，静压也在增大，表明烟机在克服共用烟道的阻力在增大。因此在滤网堵塞和开机数量增加的情况，对于油烟机的拢烟效果影响较大。

据最小值法，即X1≤0.5X或X1≤50pa，发现滤网堵塞60%以后，符合堵塞阈值要求，采用平均法，Y1≤0.7Y；即平均值小于0.7*150pa，在周期内检测到平均小于105pa，超过3次即判定滤网堵塞。斜率法先判断实测最大值-最小值，与基准最平均值的斜率，（Z1-X1）/Y1≧1.2（Z-X）/Y，即实测斜率大于1.2倍的基准斜率，超过3次即判定滤网堵塞。从而验证出智能检测的判断方法是正确的，且能满足智能油污提醒的功能。