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：

玻璃棒，由与油杯内的油折射率相同或相近的材料制成，至少部分设置在油杯内；以及

拍摄模块，用于拍摄油杯内液体和玻璃棒的图像；

所述吸油烟机还包括处理器，用于根据拍摄模块的图像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折射率不同，通过在油杯内置入与油的折射率相同或相近的玻璃棒，对油杯内的液体和玻璃棒进行图像拍摄，并且在对图像处理后可以方便地区分二者含量，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；而且这种非接触式测量方式，可以避免如电容式或液位式等容易被污染导致检测值不稳定的问题。

为便于设置拍摄模块，所述集油组件还包括设置在油杯外的支架，所述拍摄模块设置在支架上。

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)所述拍摄模块拍摄图像，并获取拍摄模块的数据；

2)所述处理器对获取的数据进行图像处理得到图像的轮廓；

3)根据图像的轮廓对玻璃棒进行分段判断：

3.1)如果是一根完整的玻璃棒，则判断当前为空油杯，忽视本轮检测，回到步骤1)；

3.2)如果是分成两段并且中间缺失，则判断当前油杯内为水油混合，进入步骤4)；

3.3)如果是仅存在上部，则判断当前油杯内仅存在油层；

4)根据图像的轮廓换算得到玻璃棒位于油杯内油层之上的剩余段的高度值L

本发明解决上述第三个技术问题所采用的第一个技术方案为：一种吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)启动；

2)采用如上所述的方法检测集油组件的油杯内的液位：当油杯内为水油混合时，在计算得到L

3)获取当前环境温度t1；

4)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5)；ta为预设的结冰温度阈值；

5)根据L

6)计算水结冰膨胀后冰的体积V

7)计算水结冰膨胀后油杯内冰和油的总体积预测V

8)反查表或计算在水结冰膨胀后，总液位升高的情况下，所述玻璃棒位于油层之上的剩余段的高度值L

9)判断L

10)读取油满阈值L

优选的，在步骤4)中，ta∈[0，6℃]。

优选的，在步骤9)中，L

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9)中，通过加热或振动模块对油杯除水。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的第二个技术方案为：一种吸油烟机的控制方法，其特征在于：所述玻璃棒为中空结构；

所述吸油烟机还包括风机，所述风机包括具有中空的蜗舌的蜗壳，所述蜗舌上开设有：

气流入口，朝向蜗壳内部，用于取入相应位置处的气流；以及

气流出口，与玻璃棒连通；

所述控制方法包括如下步骤：

1)吸油烟机启动；

2)确定拍摄模块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：当油杯内为水油混合时，在计算得到L

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13)，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L

7)计算水结冰膨胀后冰的体积V

8)计算水结冰膨胀后油杯内冰和油的总体积预测V

9)反查表或计算在水结冰膨胀后，总液位升高的情况下，玻璃棒位于油层之上的剩余段的高度值L

10)判断L

11)进入除水模式，判断吸油烟机的风机是否已启动，如果是，进入步骤12)，如果否，则启动风机后再进入步骤12)；

12)风机内的气流蜗舌和玻璃棒向油杯底部吹入，通过气泡带走水，同时持续监测L

13)读取油满阈值L

为使得液位检测和控制适配吸油烟机的工作状态，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℃]。

优选的，在步骤11)和13)中，L

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折射率不同，通过在油杯内置入与油的折射率相同或相近的玻璃棒，对油杯内的液体和玻璃棒进行图像拍摄，并且在对图像处理后可以方便地区分二者含量，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；而且这种非接触式测量方式，可以避免如电容式或液位式等容易被污染导致检测值不稳定的问题；采用加热或气流带走水的不同除水方法进行除水，减少用户倾倒油液的频次，减少溢出风险，提高智能化程度和用户体验。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的吸油烟机的示意图；

图2为本发明第一个实施例的吸油烟机隐藏下面板的示意图；

图3为本发明第一个实施例的吸油烟机的集油组件的示意图；

图4为本发明第一个实施例的吸油烟机的集油组件的分解结构示意图；

图5为本发明第一个实施例的吸油烟机的集油组件的油杯中水油分层状态示意图；

图6为本发明第一个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7为本发明第一个实施例的吸油烟机的集油组件的油杯中仅存在油状态示意图；

图8为本发明第一个实施例的吸油烟机的控制装置的原理框图；

图9为本发明第一个实施例的吸油烟机的控制流程图；

图10为本发明第二个实施例的吸油烟机的风机的蜗壳的剖视图；

图11为本发明第二个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。

实施例一

参见图1～图4，一种吸油烟机，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、设置在油杯1外的支架2、至少部分设置在油杯1内的玻璃棒3以及设置在支架2上的拍摄模块4。玻璃棒3可由与油杯1内的油折射率相同或相近的材料，如优选的为高硼硅玻璃制成。拍摄模块4可以设置在油杯1的侧面，其可以拍摄照片或视频，可选的如为摄像头，油杯1与拍摄模块4对应的侧壁可为透明以便拍摄。

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，参见图5，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。食用油的折射率为1.47，水的折射率为1.33，高硼硅玻璃的折射率为1.47。因为光线在不同折射率材质接触交界面会发生折射，在水层6中折射明显，而上部油层7中，由于油层7和玻璃棒3的折射率接近，基本拍摄不到折射情况，因此玻璃棒3和油层7呈现“融为一体”。参见图6，如果为空杯，则油杯1中能看到完整的玻璃棒3。参见图7，如果油杯1中仅存在油，则油杯1中在油层7中看不到而只存在油层7之上的部分。

基于此现象，可以通过分析拍摄模块4拍摄照片或视频中是否存在明显的玻璃棒3形状来判断混合了油层7和水层6的油杯1中的水层6的含量。

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8，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、拍摄模块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。

采用上述结构的吸油烟机，其通过拍摄模块4根据图片判断水含量，即进行液位检测，具体的，参见图9，包括如下步骤：

1)拍摄模块4(本实施例为摄像头)拍摄图像，并获取拍摄模块4的数据；

2)处理器81对获取的数据进行图像处理，本实施例中为采用金字塔分层处理方法，然后对处理好的图像进行轮廓检测，金字塔分层主要可以减少运算量；最终得到的图像与图5～图7中的一种基本相同，此处基本相同是指液位允许有差异，而玻璃棒3的分段情况是相同的；

3)对检测的玻璃棒3分段判断：

3.1)如果是一根完整的玻璃棒，则判断当前为空油杯1，忽视本轮检测，回到步骤2)；

3.2)如果是分成两段、中间缺失，则判断当前油杯1内为水油混合，进入步骤4)；

3.3)如果是仅存在上部，则判断当前油杯1内仅存在油；

4)根据轮廓检测后的结果换算上部高度值L

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)启动(上电)；

2)采用上述液位检测方法检测集油组件100的油杯1内的液位：当油杯1内为水油混合时，在计算得到L

3)通过环境温度检测模块85获取当前温度t1；

4)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5)；ta为预设的结冰温度阈值，优选的，ta∈[0，6℃]；

5)根据L

6)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

7)计算膨胀后的新总体积预测V

8)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，总液位升高的情况下的玻璃棒3位于油层7之上的剩余段的高度值L

9)判断剩余段高度L

10)读取存储模块86中存储的油满阈值L

实施例二

与上述实施例一的不同之处在于，玻璃棒3为中空结构，其可通过风机的出风口处的高压气流，尽管风机在实施例一中未描述，但风机是必然具备的，风机设置在壳体200内或壳体200之上。

参见图10，在本实施例中，高压气流的获取方式为，吸油烟机的风机的蜗壳501的蜗舌502为中空结构，蜗舌502上开设有气流入口5021和气流出口5022，气流入口5021朝向蜗壳501内部，用于取入相应位置处的高压气流，并通过中空的蜗舌502后，经由气流出口5022流向玻璃棒3，在本实施例中，玻璃棒3为中空结构，气流流入玻璃棒3内部。可替代的，玻璃棒3内的中空结构也可以与风机的出风罩处连通。可在气流入口5021或气流出口5022设置吹气阀。

采用上述结构的吸油烟机，其控制方法为利用拍摄模块4根据图片判断水含量，结合环境温度判断预测体积变化，结合风机出风口处高压气流吹入液体带走水分，参见图11，具体的，包括如下步骤：

1)吸油烟机启动；

2)确定拍摄模块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，由于拍摄模块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，降低拍摄模块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：当油杯1内为水油混合时，在计算得到L

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13)，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L

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，总液位升高的情况下的玻璃棒3位于油层7之上的剩余段的高度值L

10)判断剩余段高度L

11)进入除水模式，判断吸油烟机的风机是否已启动，如果是，进入步骤12)，如果否，则启动风机后再进入步骤12)；

12)打开风机上的吹气阀，风机内的气流蜗舌502和玻璃棒3向油杯1底部吹入，通过气泡带走水(气流进入后，加速混合物中水蒸发，从而将水带走)，同时持续监测L

13)读取存储模块86中存储的油满阈值L