一种吸油烟机、液位检测方法及其控制方法

技术领域

本发明涉及油烟净化装置，尤其是一种吸油烟机，以及该吸油烟机的液位检测方法和控制方法。

背景技术

吸油烟机已成为现代家庭中不可或缺的厨房家电设备之一。吸油烟机是利用流体动力学原理进行工作，通过安装在吸油烟机内部的风机系统吸排油烟，并使用滤网过滤部分油脂颗粒。

如申请号为201821585923.8的中国实用新型专利公开了一种顶吸式吸油烟机，包括机体、集烟罩，集烟罩内限定出集烟腔，集烟腔的顶部设有进口，集烟腔通过进口与油烟流道连通，集烟腔的底壁上设有敞开口，敞开口位于集烟罩的底壁的中部且与进口相对，吸油烟机还包括冷凝板，冷凝板被构成为平滑的板体结构，冷凝板设在集烟罩的底壁下方且冷凝板的水平投影与敞开口的水平投影具有重合的区域，冷凝板与集烟罩的底壁之间具有预定距离，吸油烟机还包括集油杯，集油杯用于收集冷凝油。

家用吸油烟机的用途是吸排室内烹饪产生的油烟，吸排过程中吸油烟机通过惯性碰撞等物理学原理拦截油烟，将收集下来的油污导入到油杯中。煎炒炸烹饪时所产生的油污量有限，一般油杯容积可够正常使用吸油烟机一两个月不需要倾倒油杯。但当用户进行炖煮烹饪时，锅内汤煮沸产生的大量蒸汽进入到吸油烟机中，在吸油烟机内冷凝后被导入油杯，会出现油杯几天就装满冷凝水的情况。

一方面，水的存在使得油杯的倾倒频次增加，而对于隐藏式油杯用户容易忘记，因而需要增加相应提醒，最好能尽可能减少倾倒次数；另一方面因为水结冰时候体积会膨胀，而一般厨房通风条件好，且少布置空调，天冷时烹饪结束后的油和水流入油杯后遇到低温可能导致油液溢出，进而损坏机器或造成污染。

因此，还有待进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种吸油烟机，能够方便地检测油杯内的含水量，以便后续的除水，减少用户倾倒油液的频次。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述吸油烟机的液位检测方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种上述吸油烟机的控制方法。

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，包括集油组件，所述集油组件包括油杯；其特征在于：所述集油组件还包括：

伸缩杆，能沿着油杯的高度方向进行伸缩运动，至少部分设置在油杯内；以及

压力传感器，用于检测油杯内液体的压力，设置在伸缩杆上；

所述吸油烟机还包括处理器，用于根据压力传感器的压力值和伸缩杆的位移量计算油杯内水和油的液位。

利用水和油密度不同重力分层且静压力随着高度变化，进而可以识别分层及不同层高度，一次性检测油和水的高度或体积，以便判断是否需要除水，在除水后也能减少用户倾倒油液的频次，减少溢出风险。

为便于自动控制伸缩杆的伸缩，所述集油组件还包括用于驱动伸缩杆伸缩的驱动机构，所述驱动机构与处理器电连接。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的吸油烟机的液位检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)执行液位分析；

2)所述伸缩杆移动一个单位量，压力传感器采集压力值P；

3)计算k＝ΔP/ΔL，其中ΔP为伸缩杆移动ΔL时的压力变化值；

4)比较k、k1和k2，其中k1为预设的在油层和空气交界处的压力-位移斜率，k2为预设的在油层和水层交界处的压力-位移斜率：

4.1)如果k＜k1，则表示伸缩杆底部当前所处的位置为空气层；

4.2)如果k1≤k≤k2，则表示伸缩杆底部当前所处的位置为油层；

4.3)如果k＞k2，则表示伸缩杆底部当前所处的位置为水层；

5)然后将伸缩杆当前的伸缩位移值L与L1、L2比较，其中，L1为伸缩杆伸出的下限阈值，L2为伸缩杆伸出的上限阈值：

5.1)如果L＜L1，则伸缩杆停止缩回，改为伸出；

5.2)如果L1≤L≤L2，则伸缩杆按当前运动方式继续移动；

5.3)如果L＞L2，则伸缩杆停止伸出，改为缩回；

6)判断伸缩杆是否已移动一个周期，如果是，进入步骤7)，如果否，则按当前运动方式继续移动，回到步骤2)；

7)根据伸缩杆在一个周期内的位移量，计算水层和油层的高度，得到油层的高度H

为便于计算准确，在步骤6)中，从伸缩杆第一次开始伸出并且持续伸出达到上限阈值为一个周期，或者从伸缩杆第一次开始缩回并持续缩回达到下限阈值为一个周期。

进一步地，在步骤7)中，H

优选的，k1的取值范围为[7.8，9.3]，k2的取值范围为[9.7，12]，k1和k2的单位为m

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)吸油烟机启动；

2)确定压力传感器和处理器的工作模式和检测频次，然后进入步骤3)；

3)采用如上所述的方法检测集油组件的油杯内的液位H

3.1)如果H

3.2)如果H

4)获取当前环境温度t1；

5)判断t1＞ta是否成立，如果是，进入步骤10)，如果否，则表示有结冰风险，进入步骤6)；ta为预设的结冰温度阈值；

6)根据H

7)计算水结冰膨胀后冰的体积V

8)计算膨胀后的新总体积预测V

9)反查表或计算在水结冰膨胀后，总液位升高后的总体高度H

10)判断H

11)进入除水模式；

12)持续监测H

13)再得到当前的H

为便于对油杯除水，所述集油组件还包括设置在油杯底部的加热或振动模块，在步骤11)中，通过加热或振动模块对油杯除水。

为使得液位检测和控制适配吸油烟机的工作状态，所述吸油烟机包括风机，在步骤2)中，通过如下方式确定：

2.1)判断风机是否启动，如果是，则采用正常功耗模式，正常频次检测，进入步骤3)；如果否，则进入步骤2.2)；

2.2)计算距最近关机时间的时间间隔tg，并且判断tg＞tg

优选的，在步骤6)中，ta∈[0，6℃]。

与现有技术相比，本发明的优点在于：利用水和油密度不同重力分层且静压力随着高度变化，进而可以识别分层及不同层高度，一次性检测油和水的高度或体积，以便判断是否需要除水，在除水后也能减少用户倾倒油液的频次，减少溢出风险。

附图说明

图1为本发明实施例的吸油烟机的示意图；

图2为本发明实施例的吸油烟机隐藏下面板的示意图；

图3为本发明实施例的吸油烟机的集油组件的分解结构示意图；

图4-1为本发明实施例的吸油烟机的集油组件的油杯中空杯状态示意图；

图4-2为图4-1的状态对应的伸缩杆位移和传感器压力的关系图；

图5-1为本发明实施例的吸油烟机的集油组件的油杯中水油混合状态示意图；

图5-2为图5-1的状态对应的伸缩杆位移和传感器压力的关系图；

图6-1为本发明实施例的吸油烟机的集油组件的油杯中仅存在油的状态示意图；

图6-2为图6-1的状态对应的伸缩杆位移和传感器压力的关系图；

图7为本发明实施例的吸油烟机的控制装置的原理框图；

图8为本发明实施例的吸油烟机的液位检测流程图；

图9为本发明实施例的吸油烟机的控制流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参见图1～图3，一种吸油烟机，包括集油组件100，在本实施例中，吸油烟机为侧吸式吸油烟机，其包括壳体200、设置在壳体200前侧的上面板300和下面板400，集油组件100设置在壳体200内并且位于下面板400的后侧，构成隐藏式集油组件。吸油烟机工作时，上面板300可翻转地打开，吸油烟机需要清洗或倒油液时，下面板400可打开。下面板400的打开关闭结构，可参考本申请人的在先专利，如专利号为ZL202021703692.3的中国专利。可替代的，集油组件100也可以采用如其他现有技术中所公开的，为露在壳体200外的结构。

集油组件100包括油杯1、至少部分设置在油杯1内的伸缩杆3以及设置在伸缩杆3上的压力传感器4，优选的，压力传感器4设置在伸缩杆3的底部，以便于检测。

油杯1中承接水和油，油的密度小于水的密度，且水和油不相溶，则在油杯1中呈现分层的状态，通常水层6在底部，而油层(食用油)7在水层6的上层，可参见图5-1。伸缩杆3插入到油杯1中，沿着油杯1的高度方向(上下方向)伸缩，随着伸缩杆3的伸长，其底部在经过油层7和水层6的时候，由于油层6和水层7的液体密度变化，则其底部的压力传感器4检测到的压力静压值会发生变化。按液体压力P与深度h、密度ρ及重力加速度g的关系P＝ρgh，可以通过压力传感器4检测到的压力值的拐点或压力-位移值的斜率判断当前处于水层6或油层7。进而可以判断水含量或液位是否已经快满，结合环境温度判断预测体积变化，去除底部水。

参见图4-1和图4-2，当油杯1为空杯状态时，伸缩杆3在伸长的过程中，其底部的压力传感器4始终不经过任何液体层，因此压力值不发生变化。参见图5-1和图5-2，油杯1中为水油混合(水油分层)，伸缩杆3在伸长的过程中，其底部从空气层(压力值为0)首先接触到油层7，压力值发生变化，并且随着继续向下，压力值逐渐变大，当压力传感器4随伸缩杆3进入水层6时，压力值发生突变(拐点，即油层7和水层6的分界线)，并且随着继续向下，压力值逐渐变大直至到达油杯1底部，伸缩杆3在某一压力变化斜率下的位移量即为该液体层的高度。参见图6-1和图6-2，油杯1中仅存在油层7，伸缩杆3在伸长的过程中，其底部从空气层(压力值为0)接触到油层7，压力值发生变化，并且随着继续向下，压力值逐渐变大直至到达油杯1底部，伸缩杆3在某一压力变化斜率下的位移量即为该油层7的高度。

上述图4-2、图5-2和图6-2中，横坐标为伸缩杆的位移量，纵坐标为压力值。

集油组件100还包括加热或振动模块5，其设置在油杯1的底部外侧，用于振动油杯1或对油杯1进行加热。

参见图7，吸油烟机还包括控制装置，该控制装置包括处理器81、开关模块82、风机驱动模块83、灯模块84、环境温度检测模块85和存储模块86，上述的开关模块82、风机驱动模块83、灯模块84、环境温度检测模块85、存储模块86、压力传感器4和加热或振动模块5，均与处理器81电连接，从而均可与处理器81实现双向通讯。为便于自动控制伸缩杆3的伸缩，可设置电动的驱动机构87来驱动伸缩杆3，并且该驱动机构87也与处理器81电连接，由此实现自动控制。驱动机构87可以为直线驱动模组。

采用上述结构的吸油烟机，其通过压力传感器4检测到的压力值进行液位检测，具体的，参见图8，包括如下步骤：

1)执行液位分析；

2)伸缩杆3移动一个单位量(该值可根据需要确定，越小在各层分界点处的精度越高)，采集压力传感器4的压力值P；

3)计算k＝ΔP/ΔL，其中ΔP为伸缩杆3移动ΔL时的压力变化值；

4)比较k、k1和k2，其中k1为预设的在油层7和空气交界处的压力-位移斜率，k2为预设的在油层7和水层6交界处的压力-位移斜率，可通过多次实验确定，如优选的在本实施例中，k1的取值范围为[7.8，9.3](m

4.1)如果k＜k1，则表示伸缩杆3底部(压力传感器4)当前所处的位置为空气层；

4.2)如果k1≤k≤k2，则表示伸缩杆3底部(压力传感器4)当前所处的位置为油层7；

4.3)如果k＞k2，则表示伸缩杆3底部(压力传感器4)当前所处的位置为水层6；

5)然后将伸缩杆3当前的伸缩位移值L与L1、L2比较，其中，L1为伸缩杆3伸出的下限阈值(伸出最短)，根据压力传感器4和油杯1顶部距离确定，当伸缩杆3伸出距离为L1时，压力传感器4和油杯1顶部距离为(0,0.3]HT，L2为伸缩杆3伸出的上限阈值(最长)，根据压力传感器4和油杯1底部距离确定，当伸缩杆3伸出距离为L2时，压力传感器4和油杯1底部距离为(0,0.3]HT：

5.1)如果L＜L1，则伸缩杆3停止缩回，改为伸出；

5.2)如果L1≤L≤L2，则伸缩杆3按当前运动方式继续移动；

5.3)如果L＞L2，则伸缩杆3停止伸出，改为缩回；

6)判断伸缩杆3是否已移动一个周期，如果是，进入步骤7)，如果否，则按当前运动方式继续移动，回到步骤2)；本步骤中一个周期是指按照步骤5)，从伸缩杆3第一次开始伸出或缩回起算，持续伸出达到上限阈值为一个周期，或者持续缩回达到下限阈值为一个周期；

7)根据伸缩杆3在一个周期内的位移量，计算水层6和油层7的高度，得到油层7的高度H

由上述含水量的结果，结合环境温度判断和冰水密度变化，预测体积变化，进而判断是否需要通过加热去除底部的水，参见图9，具体步骤如下：

1)吸油烟机启动；

2)确定压力传感器4和处理器81的工作模式和检测频次，然后进入步骤3)；具体的：

2.1)判断风机是否启动，如果是，则采用正常功耗模式，正常频次检测，进入步骤3)；如果否，则进入步骤2.2)；

2.2)计算距最近关机时间的时间间隔tg，并且判断tg＞tg

采用上述步骤，是因为，关机后一般吸油烟机内部如叶轮、蜗壳的油和水还会往油杯1流动一段时间，超过一段时间后，也基本不往下流了，因此在刚刚关机时候按正常工作的检测，避免因为此时流下来的混合物积累万一来不及检测溢出或结冰；

此外，由于压力传感器4、处理器81等工作也是有功耗的，在正常工作模式，可以预设检测能力更频繁的模式，也就是正常频次检测；而关机比较长时间后，可以通过切换到低功耗模式，降低压力传感器4、处理器81的工作频次，进而降低功耗，有助于节能环保，降低功率；

3)采用如上所述的方法检测集油组件100的油杯1内的液位，将检测到的液位与预设值进行比较，此处将H

3.1)如果H

3.2)如果H

4)通过环境温度检测模块85获取当前温度t1；

5)判断t1＞ta是否成立，如果是，进入步骤10)，如果否，则表示有结冰风险，进入步骤6)；ta为预设的结冰温度阈值，优选的，ta∈[0，6℃]；

6)根据H

7)根据水的密度为1、冰的密度为0.9，计算水结冰膨胀后冰的体积V

8)计算膨胀后的新总体积预测V

9)反查表(预先存储在存储模块86中，根据水结冰时质量不变，密度改变后体积改变预测)或计算在水结冰膨胀后，总液位升高后的总体高度H

10)判断H

11)进入除水模式，启动加热或振动模块5进行加热或振动除水；

12)持续监测H

13)再得到当前的H

在上述实施例中，伸缩杆3为杆件，而本领域技术人员可知的，伸缩杆3也可指代其他现有技术中的任意直线驱动模组的输出端。