CN108332651A - 一种油烟机的叶轮检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种油烟机的叶轮检测系统和方法，该油烟机包括：电机、蜗壳和风道，蜗壳与风道连通；蜗壳内设置有叶轮，电机用于带动叶轮转动；叶轮检测系统包括：设置于叶轮上的磁性元件、设置于蜗壳上的磁场检测模块以及烟机主控单元；磁场检测模块，用于在叶轮转动过程中检测磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；烟机主控单元，用于根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。该实施例方案通过在叶轮上安装磁性元件，在蜗壳上设置磁场检测模块，可以快速、有效地检测出叶轮偏心异常和风道负载异常，实现了对叶轮运行性能和风道性能的实时监控。

Description

一种油烟机的叶轮检测系统和方法

技术领域

本发明实施例涉及厨房设备控制技术，尤指一种油烟机的叶轮检测系统和方法。

背景技术

油烟机的核心组件包括电机、蜗壳和叶轮，油烟机叶轮可能由于叶轮上的油污未及时清理或是变形造成偏心，当电机高速运行时，叶轮偏心会使得电机轴偏心运动，密封和摩擦增大使得电机容易老化损坏；且叶轮快速运行时，叶轮动平衡差也会使得噪音加大，蜗壳内部扰流混乱，影响风量和风压性能。

另外，目前行业内对风道压力的检测主要通过对电机电流值进行采样，电机负载变化和风道压力变化之间形成模型关系，用于判断烟机的工作状态变化。但是这种采样方式容易受到电机、蜗壳结构差异的影响，且生产过程中对采样电流阈值的调节繁琐且不精准，容易因为以上原因造成检测的失效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种油烟机的叶轮检测系统和方法，能够快速、有效地检测叶轮偏心异常和风道负载异常，实现对叶轮运行性能和风道性能的实时监控。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

一种油烟机的叶轮检测系统，该油烟机包括：电机、蜗壳和风道，蜗壳与风道连通；蜗壳内设置有叶轮，电机用于带动叶轮转动；叶轮检测系统包括：设置于叶轮上的磁性元件、设置于蜗壳上的磁场检测模块以及烟机主控单元；

磁场检测模块，用于在叶轮转动过程中检测磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；

烟机主控单元，用于根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。

可选地，烟机主控单元根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常包括：

将脉冲信号的幅值变化量与预设的幅值变化量阈值相比较；

当脉冲信号的幅值变化量大于或等于幅值变化量阈值时，判定叶轮存在偏心异常；当脉冲信号的幅值变化量小于幅值变化量阈值时，判定叶轮正常。

可选地，磁性元件包括一个或多个；

当磁性元件包括多个时，烟机主控单元还用于通过下述方案获取脉冲信号的幅值变化量：

计算在预设的检测周期内检测到的与多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值；

分别计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与该平均值的差值的绝对值；

将计算出的两个绝对值中的较大值作为脉冲信号的幅值变化量。

可选地，烟机主控单元根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常包括：

根据脉冲信号的频率变化量计算叶轮的转速变化量；

将叶轮的转速变化量与预设的转速变化量阈值相比较；

当叶轮的转速变化量大于或等于转速变化量阈值时，判定风道存在负载异常；当叶轮的转速变化量小于转速变化量阈值时，判定风道负载正常。

可选地，磁性元件包括一个或多个；

当磁性元件包括多个时，烟机主控单元根据脉冲信号的频率变化量计算叶轮的转速变化量包括：

在叶轮的多个转动周期内分别采集多个磁性元件对应的脉冲信号的频率值；

根据脉冲信号的频率值计算相应的脉冲周期；

根据转速计算公式以及该脉冲周期，分别计算出在多个转动周期内采集到的多个磁性元件的脉冲信号的频率值对应的叶轮的转速值；

计算多个转速值的平均值；

计算平均值与预设的电机转速的差值的绝对值，作为叶轮的转速变化量。

可选地，烟机主控单元还用于：在判定风道存在负载异常时，提高电机的转速，以通过提高风量来补偿风道的负载变化；并在补偿有效时保持当前转速，在补偿无效时进行报警。

可选地，磁性元件包括新增的磁极和/或叶轮上的磁性翅片。

可选地，蜗壳包括分别位于叶轮两侧的第一侧面和第二侧面，第一侧面上设置有导风圈，第二侧面上设置有电机支架；磁场检测模块包括霍尔感应单元和信号处理单元；

霍尔感应单元用于检测磁性元件产生的磁场，信号处理单元用于根据磁场信号形成脉冲信号；

霍尔感应单元设置于导风圈上和/或设置于电机支架上。

可选地， 霍尔感应单元的设置位置满足：当磁性元件经过霍尔感应单元时，磁性元件与霍尔感应单元之间的感应间距满足：3-7毫米。

一种油烟机的叶轮检测方法，该油烟机包括：电机、蜗壳和风道，蜗壳与风道连通；蜗壳内设置有叶轮，电机用于带动叶轮转动；叶轮上设置有磁性元件，该方法包括：

在叶轮转动过程中通过预设的磁场检测模块检测磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；

根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。

本发明实施例的有益效果包括：

1、本发明实施例中的油烟机包括：电机、蜗壳和风道，蜗壳与风道连通；蜗壳内设置有叶轮，电机用于带动叶轮转动；叶轮检测系统包括：设置于叶轮上的磁性元件、设置于蜗壳上的磁场检测模块以及烟机主控单元；磁场检测模块，用于在叶轮转动过程中检测磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；烟机主控单元，用于根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。该实施例方案通过在叶轮上安装磁性元件，在蜗壳上设置磁场检测模块，可以快速、有效地检测出叶轮偏心异常和风道负载异常，实现了对叶轮运行性能和风道性能的实时监控。

2、本发明实施例中的烟机主控单元根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常包括：将脉冲信号的幅值变化量与预设的幅值变化量阈值相比较；当脉冲信号的幅值变化量大于或等于幅值变化量阈值时，判定叶轮存在偏心异常；当脉冲信号的幅值变化量小于幅值变化量阈值时，判定叶轮正常。该实施例方案原理简单、易于实施，且有效、可行。

3、本发明实施例中的磁性元件包括一个或多个；当磁性元件包括多个时，烟机主控单元还用于通过下述方案获取脉冲信号的幅值变化量：计算在预设的检测周期内检测到的与多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值；分别计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与该平均值的差值的绝对值；将计算出的两个绝对值中的较大值作为脉冲信号的幅值变化量。该实施例方案中通过计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值，实现了多个磁性元件的脉冲信号幅值的自校准功能，提高了计算准确率；并通过计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与该平均值的差值的绝对值，将计算出的两个绝对值中的较大值作为脉冲信号的幅值变化量，确保了数据的有效性，从而提高了判断结果的可靠性。

4、本发明实施例中的烟机主控单元根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常包括：根据脉冲信号的频率变化量计算叶轮的转速变化量；将叶轮的转速变化量与预设的转速变化量阈值相比较；当叶轮的转速变化量大于或等于转速变化量阈值时，判定风道存在负载异常；当叶轮的转速变化量小于转速变化量阈值时，判定风道负载正常。该实施例方案通过脉冲信号的频率变化量计算出叶轮的转速变化量，并对该转速变化量进行考核确定风道负载的大小，原理简单、易于实施，且有效、可行。

5、本发明实施例中的磁性元件包括新增的磁极和/或叶轮上的磁性翅片。该实施例方案成本低且易于实施。

6、本发明实施例中的霍尔感应单元设置于导风圈上和/或设置于电机支架上。该实施例方案中霍尔感应单元设置于导风圈上可以方便拆卸方式，便于清洁维护；霍尔感应单元设置于电机支架上可以减少油污对霍尔感应单元的污染。

7、本发明实施例中的霍尔感应单元的设置位置满足：当磁性元件经过霍尔感应单元时，磁性元件与霍尔感应单元之间的感应间距满足：3-7毫米。该实施例方案可以确保霍尔感应单元对磁性元件的有效感应，为本发明黑丝his里方案的实施提供了实现基础。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的油烟机蜗壳部分结构示意图；

图2为本发明实施例的叶轮检测系统组成框图；

图3为本发明实施例的叶轮偏心异常检测方案示意图；

图4为本发明实施例的磁场检测模块检测到的磁场脉冲波形示意图；

图5为本发明实施例的风道负载异常检测方案示意图；

图6为本发明实施例的霍尔感应单元设置于第一侧面上时的结构示意图；

图7为本发明实施例的霍尔感应单元设置于第二侧面上时的结构示意图；

图8为本发明实施例的霍尔感应单元设置于环绕叶轮的圆周的钣金件上时的结构示意图；

图9为本发明实施例的油烟机的叶轮检测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

一种油烟机的叶轮检测系统1，如图1、图2所示，该油烟机可以包括：电机（未示出）、蜗壳3和风道4，蜗壳3与风道4连通；蜗壳3内设置有叶轮5，电机用于带动叶轮5转动；叶轮检测系统1可以包括：设置于叶轮5上的磁性元件11、设置于蜗壳3上的磁场检测模块12以及烟机主控单元13；

磁场检测模块12，可以用于在叶轮5转动过程中检测磁性元件11产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；

烟机主控单元13，用于根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮5是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。

在本发明实施例中，叶轮5上设置磁性元件11以后，在叶轮5转动过程中会形成一个磁场，磁性元件11经过磁场检测模块12时，磁场检测模块12会感应到该磁场，并可以检测磁场信号，该磁场信号可以包括磁场幅值和频率。磁场检测模块12可以对检测到的磁场信号进行处理，以生成相应的脉冲信号，并在对该脉冲信号进行放大和滤波后传输给烟机主控单元13，以通过烟机主控单元13对脉冲信号的变化情况进行判断，其中该变化可以包括幅值变化和频率变化。

在本发明实施例中，由于当叶轮5产生偏心异常时就会可能发生磁性元件11经过磁场检测模块12时，与磁场检测模块12的距离忽近或忽远，此时磁场检测模块12检测到的磁场强度就会忽大或忽小，反映到脉冲信号上就会使得脉冲信号的幅值进行高低变化，反之，如果叶轮5未产生偏心异常，每次磁性元件11经过磁场检测模块12时，与磁场检测模块12的距离均是相同的，因此获得的脉冲信号的幅值也会保持在一个固定值上不变，或者在误差范围内进行变化。根据上述原理可知，可以根据脉冲信号的幅值变化来检测叶轮5是否出现偏心异常。

在本发明实施例中，当烟道繁忙或堵塞时，烟机风道内的负载会变小，从而使得电机负载变小，此时电机转速会增加，相应地带动叶轮5的转速增加，设置于叶轮5上的磁性元件11的转速也会相应增加，则经过磁场检测模块12的时间变短，即磁场检测周期变小，相应地检测频率增加，反映到相应的脉冲信号上，其脉冲信号的频率也会增加；反之，当风道堵塞时，烟机风道内的负载会变大，从而使得电机负载变大，此时电机转速会减小，相应地带动叶轮5的转速减小，设置于叶轮5上的磁性元件11的转速也会相应减小，则经过磁场检测模块12的时间变长，即磁场检测周期变大，相应地检测频率减小，反映到相应的脉冲信号上，其脉冲信号的频率也会减小。根据上述原理可知，可以根据脉冲信号的频率变化来检测风道是否存在负载异常。

在本发明实施例中，对于磁性元件11和磁场检测模块12的具体设置位置不做限制，其中，磁性元件11和磁场检测模块12的设置位置的连线可以与叶轮5的轴向平行，以检测叶轮轴向上的偏心异常；磁性元件11和磁场检测模块12的设置位置的连线可以与叶轮5的径向平行，以检测叶轮径向上的偏心异常。当然，在具体实施时，磁性元件11和磁场检测模块12的设置位置的连线与叶轮5的轴向平行时也可以检测叶轮径向上的偏心异常，但效果不如磁性元件11和磁场检测模块12的设置位置的连线与叶轮5的径向平行时的检测效果好；同理，在磁性元件11和磁场检测模块12的设置位置的连线与叶轮5的径向平行时也可以检测叶轮轴向上的偏心异常，但效果不如磁性元件11和磁场检测模块12的设置位置的连线与叶轮5的轴向平行时的检测效果好。

在本发明实施例中，对于磁性元件11和磁场检测模块12的具体设置数量也不做限制。其中，磁性元件11越多，采样分辨率越高，可选地，本发明实施例优先选择4个磁极，并且在叶轮5上可以每间隔90°设置一个。

在本发明实施例中，通过在叶轮上安装磁性元件，在蜗壳上设置磁场检测模块，快速、有效地检测出了叶轮偏心异常和风道负载异常，实现了对叶轮运行性能和风道性能的实时监控。

实施例二

如图3所示，该实施例在实施例一的基础上给出了叶轮偏心异常的具体判断方案。

可选地，烟机主控单元13根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮5是否出现偏心异常可以包括：

将脉冲信号的幅值变化量与预设的幅值变化量阈值相比较；

当脉冲信号的幅值变化量大于或等于幅值变化量阈值时，判定叶轮存在偏心异常；当脉冲信号的幅值变化量小于幅值变化量阈值时，判定叶轮正常。

在本发明实施例中，由于正常情况下，在叶轮5运行期间也可能存在微量的偏心，但一般都会保持在预设误差以内，不会影响油烟机的正常使用。因此，在叶轮5运行期间，如果检测到脉冲信号的幅值变化，需要先检测该幅值变化是否在预设误差以内，即脉冲信号的幅值变化量是否小于上述的幅值变化量阈值，如果脉冲信号的幅值变化量大于或等于幅值变化量阈值，则可以判定叶轮5存在偏心异常；如果脉冲信号的幅值变化量小于幅值变化量阈值，则可以判定叶轮5正常。

在本发明实施例中，该幅值变化量阈值可以根据具体的应用场景或烟机硬件条件进行设置，对于其具体数值不做限制。

在本发明实施例中，可以以磁性元件为4个时为例来详细说明该实施例方案：

假如烟机的叶轮5上安装有4个磁性元件11，叶轮5旋转一周，则磁场检测模块12将检测到周期性的4个脉冲，如图4所示，其中Y轴代表脉冲输出的幅值大小，X轴代表脉冲周期时间长短。理想状态下叶轮运行不偏心，4个磁性元件11与磁场检测模块12之间的相对间距一致，且电机的转速恒定不变，那么我们采样到的脉冲波形就是一个恒定周期的等幅值脉冲波形。

假如此时叶轮5一边发生变形造成偏心，那么这个90°弧度内的一个或多个磁性元件11相对磁场检测模块12的位置发生变化，那么当4个磁性元件11经过磁场检测模块12时，由于相对位置变化，造成磁场磁通量变化，磁场检测模块12输出的脉冲信号波形的幅值相对的发生变化，相对距离增大则幅值减小，相对距离减小则幅值增大，这个时候可以将4个脉冲幅值进行对比，寻找差异波形后得到幅值变化量△Am，对比系统偏心幅值变化量阈值As：

如果连续n个检测周期（n=20、50、100等）△Am≥As，则烟机主控单元判定叶轮存在偏心异常；

如果连续n个检测周期（n=20、50、100等）△Am＜As，则烟机主控单元判定叶轮正常。

在本发明实施例中，在具体实施时可以仅通过一个检测周期的检测数据来对叶轮5偏心情况及风道负载情况进行判断，该检测周期可以是叶轮5旋转一周的时间。在其它实施例中，为了避免单次检测的误差太大，影响判断结果，可以采集多个检测周期的检测数据进行判断，例如上述的n个周期，n为正整数。

在本发明实施例中，在进行判断时，可以在连续n个检测周期均满足△Am≥As时判定叶轮存在偏心异常，以及在连续n个检测周期均满足△Am＜As时判定叶轮正常；也可以在n个检测周期内，满足Am≥As的次数大于或等于预设的次数阈值m时即可判定叶轮存在偏心异常，其中，m为小于n的正整数。

在本发明实施例中，在磁性元件11为一个时，仅通过检测该一个磁性元件11对应的脉冲信号的幅值变化量便可以获取叶轮5的偏心情况。在磁性元件11为多个时，如上述的4个，需要对采集到的四个磁性元件11的脉冲信号的幅值变化进行处理以获得一个最终的脉冲信号的幅值变化量来作为叶轮5偏心情况的判断依据。具体地，可以采用求平均值的办法，也可以根据预设的加权运算方法进行加权运算，在此对于其具体实现方法不做限定。

实施例三

如图3所示，该实施例在实施例二的基础上对磁性元件11包括多个时脉冲信号的幅值变化量的获取方法做了进一步限定。

可选地，磁性元件11可以包括一个或多个；

当磁性元件11包括多个时，烟机主控单元13还可以用于通过下述方案获取脉冲信号的幅值变化量：

计算在预设的检测周期内检测到的与多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值；

分别计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与该平均值的差值的绝对值；

将计算出的两个绝对值中的较大值作为脉冲信号的幅值变化量。

在本发明实施例中，仍可以以磁性元件11为4个时为例来详细说明该实施例方案：

烟机运行时，烟机主控单元13进行风机运行脉冲检测，通过中断检测判定是否有磁性元件11通过并产生脉冲，如果检测到脉冲中断，此时烟机主控单元13采样当前脉冲的幅值数据An，当叶轮5上设置4个磁性元件11时，那么烟机主控单元13将采样连续的4个脉冲幅值A1、A2、A3、A4，那么此时叶轮刚好转过一圈，烟机主控单元13对采样的数据进行运算，可以通过冒泡法或对比算法获得其中的最大值Amax和最小值Amin。

4个脉冲幅值的平均值为：Aav=（A1+A2+A3+A4）/4（实现采样值自校准的功能）；

最大值Amax的幅值变化量1：△Am1=|Amax-Aav|，最小值Amin 幅值变化量2：△Am2=|Amin-Aav|；

可以取△Am1、△Am2中较大者作为幅值变化量△Am，通过对比△Am与预设的系统叶轮偏心幅值变化量阈值As，如果△Am≥As，则可以初步判定叶轮5存在偏心异常；如果△Am＜As，则可以初步判定叶轮5正常。

在本发明实施例中，如果烟机主控单元13初步判定叶轮5存在偏心异常，可以继续连续进行n个周期的采样确认，如果连续n个周期内的采样脉冲幅值变化量△Am 均大于As，那么烟机主控单元13可以最终判定叶轮5存在偏心异常，并报警提醒用户进行叶轮维护保养。

实施例四

如图5所示，该实施例在实施例一的基础上给出了风道负载异常的具体判断方案。

可选地，烟机主控单元13根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常可以包括：

根据脉冲信号的频率变化量计算叶轮的转速变化量；

将叶轮的转速变化量与预设的转速变化量阈值相比较；

当叶轮的转速变化量大于或等于转速变化量阈值时，判定风道存在负载异常；当叶轮的转速变化量小于转速变化量阈值时，判定风道负载正常。

在本发明实施例中，在上述内容中已知，风道负载的变化会影响叶轮转速的变化，由于正常情况下，风道负载情况不可能均保持在一个状态下不变，即风道负载情况时时可能存在波动，从而引起脉冲信号的频率的变化，并相应引起叶轮5的转速变化，但一般都会保持在预设误差以内，不会影响油烟机的正常使用。因此，在叶轮5运行期间，如果检测到脉冲信号的频率变化，从而获得相应的叶轮5的转速变化，需要先检测该转速变化是否在预设误差以内，即叶轮的转速变化量小于转速变化量阈值，如果叶轮的转速变化量大于或等于转速变化量阈值，则可以判定风道存在负载异常；如果叶轮的转速变化量小于转速变化量阈值，则可以判定风道负载正常。

在本发明实施例中，该转速变化量阈值可以根据具体的应用场景或烟机硬件条件进行设置，对于其具体数值不做限制。

在本发明实施例中，在上述方案的基础上，当烟机主控单元13在对应档位下，检测出叶轮的转速变化量大于或等于转速变化量阈值时，可以进一步检测电机的转速值，如果电机转速值变化△V超过预设的电机转速变化阈值Vs，则可以进一步判定负载异常。

在本发明实施例中，在磁性元件11为一个时，仅通过检测该一个磁性元件11对应的脉冲信号的频率变化量，从而获得相应的转速变化量便可以获取风道的负载情况。在磁性元件11为多个时，如上述的4个，需要对采集到的4个磁性元件11的脉冲信号的频率变化对应的叶轮转速变化进行处理，以获得一个最终的叶轮转速变化量来作为风道负载情况的判断依据。具体地，可以采用求平均值的办法，也可以根据预设的加权运算方法进行加权运算，在此对于其具体实现方法不做限定。

实施例五

如图5所示，该实施例在实施例四的基础上对叶轮的转速变化量的获取方法做了进一步限定。

可选地，磁性元件11可以包括一个或多个；

当磁性元件11包括多个时，烟机主控单元13根据脉冲信号的频率变化量计算叶轮的转速变化量可以包括：

在叶轮的多个转动周期内分别采集多个磁性元件对应的脉冲信号的频率值；

根据脉冲信号的频率值计算相应的脉冲周期；

根据转速计算公式以及该脉冲周期，分别计算出在多个转动周期内采集到的多个磁性元件的脉冲信号的频率值对应的叶轮的转速值；

计算多个转速值的平均值；

计算平均值与预设的电机转速的差值的绝对值，作为叶轮的转速变化量。

在本发明实施例中，仍可以以磁性元件11为4个时为例来详细说明该实施例方案：

烟机运行时，可以在采集脉冲信号的频率后换算为脉冲周期，也可以直接采集脉冲信号的周期，在此以直接采集脉冲信号的周期为例进行说明：可以如前述方案，同样以中断形式对脉冲信号的周期进行检测，此时烟机主控单元13可以采样连续两个脉冲信号的周期数据Tn，当叶轮5上设置4个磁性元件11时，那么叶轮5运行一周可采样3个脉冲周期，为了确保采样的精度和稳定性，烟机主控单元13可以采样连续的39个脉冲周期（10圈）T1、T2、T3…T39，然后烟机主控单元13对采样的数据进行运算：

脉冲周期对应的转速值：Vn=60/（4*Tn）；

周期平均值：Vav=（V1+V2+V3+…+V39）/39；

转速变化量：△V=| Vav - Vm |，其中Vm是对应电机档位的参考转速（即上述的预设的电机转速）；

通过对比△V与预设的转速变化量阈值Vs，如果△V≥Vs，那么烟机主控单元13可以初步判定风道负载发生变化；如果△V＜As，那么烟机主控单元13可以初步判定风道负载波动正常。

在本发明实施例中，如果初步判定风道负载发生变化，那么烟机主控单元13可以连续进行多个周期（如10个）的采样确认，如果连续多个个周期内的采样风道负载均为异常，那么烟机主控单元13可以最终判定风道负载异常。

实施例六

如图3、图5所示，该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了叶轮偏心异常和风道负载异常情况下的处理方案。

可选地，烟机主控单元13还可以用于：在判定风道存在负载异常时，提高电机的转速，以通过提高风量来补偿风道的负载变化；并在补偿有效时保持当前转速，在补偿无效时进行报警。

在本发明实施例中，烟机主控单元13可以提高一档电机转速，通过提高风量的方式来补偿风道负载变化，以提高烟机风压，确保风道顺畅排烟，然后再次进行风道负载检测流程：

如果通过电机转速提高后，检测出烟机运行过程中电机转速变化量小于转速变化量阈值Vs，则表明风道负载补偿有效，烟机可以维持当前转速运行；如果电机转速提高到最高档，检测出烟机运行过程中电机转速变化量依然大于或等于转速变化量阈值Vs，则表明风道负载补偿无效，烟机主控单元13可以报警提醒用户对风道进行维护检查，保持烟机的止回阀开合、烟管以及油网清洁度等。

可选地，烟机主控单元13还可以用于：在判定叶轮偏心异常时，向用户发出维护提醒。

在本发明实施例中，在烟机主控单元13检测叶轮偏心存在异常时及时提醒用户进行维护保养，避免长时间的偏心工作造成电机损坏。

实施例七

如图6、图7、图8所示，该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了磁性元件11的具体实施例方案。

可选地，磁性元件11可以包括新增的磁极11-1和/或叶轮上的磁性翅片11-2。

在本发明实施例中，当磁性元件11包括新增的磁极时，由于磁极本身具有重量，需要将新增的磁极在叶轮5上进行对称分布，以便确保增加磁极后叶轮5仍然能够保持相对平衡，不会因为磁极设置不对称造成叶轮5偏重，引起叶轮离心异常现象。

在本发明实施例中，当新增的磁极未能进行对称分布时，可以为新增的磁极配置相应的配重，以抵消新增的磁极因本身重量引起的偏重问题。

在本发明实施例中，新增的磁极由于体积较小，相应地产生的磁场范围也小，可以确保磁极仅在转动到磁场检测模块12的设置位置处时才能使得磁场检测模块12检测到磁极的磁场变化，使得磁场检测更明显，从而可以增加故障检测精度。

在本发明实施例中，将磁性翅片作为磁性元件11的优点在于不增加侧面开孔安装磁极，生产工艺相对简单，不过由于磁性翅片产生的磁性面积大，使得磁场检测模块12可能会实时能够检测到磁场变化，因此使得叶轮5即使在发生离心异常时感应到的磁通量变化也不明显，从而降低了故障检测精度。

在本发明实施例中，新增的磁极以及磁性翅片的设置数量可以根据具体应用场景进行设置，对于其具体数量不做限制。

实施例八

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了磁场检测模块12的具体实施例方案。

可选地，如图6、图7所示，蜗壳3可以包括分别位于叶轮5两侧的第一侧面和第二侧面，第一侧面上设置有导风圈31，第二侧面上设置有电机支架32；磁场检测模块12可以包括霍尔感应单元121和信号处理单元122；

霍尔感应单元121用于检测磁性元件11产生的磁场，信号处理单元122用于根据磁场信号形成脉冲信号；

霍尔感应单元121可以设置于导风圈31上和/或设置于电机支架32上。

在本发明实施例中，如图6所示，当霍尔感应单元121设置于第一侧面上时，霍尔感应单元121可以设置于导风圈31上或设置于第一侧面上的钣金件a上，此时磁性元件11可以相应地设置于叶轮5上靠近第一侧面（具体可以是靠近霍尔感应单元121的安装位置）的位置上，如靠近导风圈31。此时霍尔感应单元121的安装位置要求当磁性元件11经过霍尔感应单元121时，与霍尔感应单元121与磁性元件11正相对或者具有较小的夹角，以使得磁性元件11经过霍尔感应单元121时能够感应到磁性元件11产生的磁场。

在本发明实施例中，霍尔感应单元121设置于导风圈31上时，可以方便拆卸，便于清洁维护。

在本发明实施例中，霍尔感应单元121可以采用塑胶密封或是灌胶方式进行安装，可在导风圈51上开孔安装，目的在于保证感应有效性的同时，还能防止油污对霍尔感应单元121的污染，并且即使霍尔感应单元121的头部受到污染，可以相对于磁性元件11的磁通变化量检测仍能保持一致，对检测结果影响较小。

在本发明实施例中，如图7所示，当霍尔感应单元121设置于第二侧面上时，霍尔感应单元121可以设置于电机支架32上或设置于第二侧面上的钣金件b上，此时磁性元件11可以相应地设置于叶轮5上靠近第二侧面（具体可以是靠近霍尔感应单元121的安装位置）的位置上，如靠近电机支架32。此时霍尔感应单元121的安装位置同样要求当磁性元件11经过霍尔感应单元121时，与霍尔感应单元121与磁性元件11正相对或者具有较小的夹角，以使得磁性元件11经过霍尔感应单元121时能够感应到磁性元件11产生的磁场。

在本发明实施例中，霍尔感应单元121设置于电机支架32上或设置于第二侧面上的钣金件上时，可以减少油污对霍尔感应单元121的污染，但是相对于安装于导风圈上的结构，后续清洁维护较为麻烦。

在本发明实施例中，蜗壳12的第二侧面上的钣金件可以采用冲压沉台方式安装，以保证霍尔感应单元121与叶轮5上的磁性元件11的感应间距。

在本发明实施例中，如图8所示，霍尔感应单元121还可以设置于环绕所述叶轮5的圆周的钣金件c上以及设置于风道蜗舌上。

在本发明实施例中，当霍尔感应单元121设置于环绕所述叶轮5的圆周的钣金件上以及设置于风道蜗舌上时，霍尔感应单元121的安装位置可以与叶轮5上的磁性翅片相对平行。

在本发明实施例中，霍尔感应单元121设置于环绕所述叶轮5的圆周的钣金件上以及设置于风道蜗舌上可以减少油污污染，安装方式简单，后续维修保养难度适中。

在本发明实施例中，霍尔感应单元121可以通过霍尔传感器实现。

在本发明实施例中，对于信号处理单元122的设置位置以及选型均不作要求，可以根据不同的需求自行定义。

实施例九

该实施例在上述任意实施例的基础上，对于霍尔感应单元121以及磁性元件11之间的设置距离作了进一步限定。

可选地， 霍尔感应单元121的设置位置满足：当磁性元件11经过霍尔感应单元121时，磁性元件11与霍尔感应单元121之间的感应间距满足：3-7毫米。

在本发明实施例中，为了保证霍尔感应单元121对磁性元件11进行检测的同时又能避免因为叶轮5的偏心造成的结构干涉问题；磁性元件11与霍尔感应单元121之间的间距设计可以选择满足3-7mm（，例如可以选择5mm。

实施例十

一种油烟机的叶轮检测方法，该油烟机可以包括：电机、蜗壳和风道，蜗壳与风道连通；蜗壳内设置有叶轮，电机用于带动叶轮转动；叶轮上设置有磁性元件，如图9所示，该方法可以包括S101-S102：

S101、在叶轮转动过程中通过预设的磁场检测模块检测磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；

S102、根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。

在本发明实施例中，上述的系统实施例中的任何实施例均适用于该方法实施例中，在此不再一一赘述。

本发明实施例的有益效果包括：

1、本发明实施例中的油烟机包括：电机、蜗壳和风道，蜗壳与风道连通；蜗壳内设置有叶轮，电机用于带动叶轮转动；叶轮检测系统包括：设置于叶轮上的磁性元件、设置于蜗壳上的磁场检测模块以及烟机主控单元；磁场检测模块，用于在叶轮转动过程中检测磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；烟机主控单元，用于根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常，并且根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常。该实施例方案通过在叶轮上安装磁性元件，在蜗壳上设置磁场检测模块，可以快速、有效地检测出叶轮偏心异常和风道负载异常，实现了对叶轮运行性能和风道性能的实时监控。

2、本发明实施例中的烟机主控单元根据脉冲信号的幅值变化检测叶轮是否出现偏心异常包括：将脉冲信号的幅值变化量与预设的幅值变化量阈值相比较；当脉冲信号的幅值变化量大于或等于幅值变化量阈值时，判定叶轮存在偏心异常；当脉冲信号的幅值变化量小于幅值变化量阈值时，判定叶轮正常。该实施例方案原理简单、易于实施，且有效、可行。

3、本发明实施例中的磁性元件包括一个或多个；当磁性元件包括多个时，烟机主控单元还用于通过下述方案获取脉冲信号的幅值变化量：计算在预设的检测周期内检测到的与多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值；分别计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与该平均值的差值的绝对值；将计算出的两个绝对值中的较大值作为脉冲信号的幅值变化量。该实施例方案中通过计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值，实现了多个磁性元件的脉冲信号幅值的自校准功能，提高了计算准确率；并通过计算多个磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与该平均值的差值的绝对值，将计算出的两个绝对值中的较大值作为脉冲信号的幅值变化量，确保了数据的有效性，从而提高了判断结果的可靠性。

4、本发明实施例中的烟机主控单元根据脉冲信号的频率变化检测风道是否存在负载异常包括：根据脉冲信号的频率变化量计算叶轮的转速变化量；将叶轮的转速变化量与预设的转速变化量阈值相比较；当叶轮的转速变化量大于或等于转速变化量阈值时，判定风道存在负载异常；当叶轮的转速变化量小于转速变化量阈值时，判定风道负载正常。该实施例方案通过脉冲信号的频率变化量计算出叶轮的转速变化量，并对该转速变化量进行考核确定风道负载的大小，原理简单、易于实施，且有效、可行。

5、本发明实施例中的磁性元件包括新增的磁极和/或叶轮上的磁性翅片。该实施例方案成本低且易于实施。

6、本发明实施例中的霍尔感应单元设置于导风圈上和/或设置于电机支架上。该实施例方案中霍尔感应单元设置于导风圈上可以方便拆卸方式，便于清洁维护；霍尔感应单元设置于电机支架上可以减少油污对霍尔感应单元的污染。

7、本发明实施例中的霍尔感应单元的设置位置满足：当磁性元件经过霍尔感应单元时，磁性元件与霍尔感应单元之间的感应间距满足：3-7毫米。该实施例方案可以确保霍尔感应单元对磁性元件的有效感应，为本发明黑丝his里方案的实施提供了实现基础。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于 RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种油烟机的叶轮检测系统，所述油烟机包括：电机、蜗壳和风道，所述蜗壳与所述风道连通；所述蜗壳内设置有叶轮，所述电机用于带动所述叶轮转动；其特征在于，所述叶轮检测系统包括：设置于所述叶轮上的磁性元件、设置于所述蜗壳上的磁场检测模块以及烟机主控单元；

所述磁场检测模块，用于在所述叶轮转动过程中检测所述磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；

所述烟机主控单元，用于根据所述脉冲信号的幅值变化检测所述叶轮是否出现偏心异常，并且根据所述脉冲信号的频率变化检测所述风道是否存在负载异常。

2.根据权利要求1所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述烟机主控单元根据所述脉冲信号的幅值变化检测所述叶轮是否出现偏心异常包括：

将所述脉冲信号的幅值变化量与预设的幅值变化量阈值相比较；

当所述脉冲信号的幅值变化量大于或等于所述幅值变化量阈值时，判定所述叶轮存在偏心异常；当所述脉冲信号的幅值变化量小于所述幅值变化量阈值时，判定所述叶轮正常。

3.根据权利要求2所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述磁性元件包括一个或多个；

当所述磁性元件包括多个时，所述烟机主控单元还用于通过下述方案获取所述脉冲信号的幅值变化量：

计算在预设的检测周期内检测到的与多个所述磁性元件对应的脉冲信号的幅值的平均值；

分别计算多个所述磁性元件对应的脉冲信号的幅值中的最大值以及最小值与所述平均值的差值的绝对值；

将计算出的两个绝对值中的较大值作为所述脉冲信号的幅值变化量。

4.根据权利要求1所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述烟机主控单元根据所述脉冲信号的频率变化检测所述风道是否存在负载异常包括：

根据所述脉冲信号的频率变化量计算所述叶轮的转速变化量；

将所述叶轮的转速变化量与预设的转速变化量阈值相比较；

当所述叶轮的转速变化量大于或等于所述转速变化量阈值时，判定所述风道存在负载异常；当所述叶轮的转速变化量小于所述转速变化量阈值时，判定所述风道负载正常。

5.根据权利要求4所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述磁性元件包括一个或多个；

当所述磁性元件包括多个时，所述烟机主控单元根据所述脉冲信号的频率变化量计算所述叶轮的转速变化量包括：

在所述叶轮的多个转动周期内分别采集多个所述磁性元件对应的脉冲信号的频率值；

根据所述脉冲信号的频率值计算相应的脉冲周期；

根据转速计算公式以及所述脉冲周期，分别计算出在所述多个转动周期内采集到的多个所述磁性元件的脉冲信号的频率值对应的所述叶轮的转速值；

计算多个所述转速值的平均值；

计算所述平均值与预设的电机转速的差值的绝对值，作为所述叶轮的转速变化量。

6.根据权利要求1、4或5所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述烟机主控单元还用于：在判定所述风道存在负载异常时，提高所述电机的转速，以通过提高风量来补偿所述风道的负载变化；并在所述补偿有效时保持当前转速，在所述补偿无效时进行报警。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述磁性元件包括新增的磁极和/或所述叶轮上的磁性翅片。

8.根据权利要求7所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，所述蜗壳包括分别位于所述叶轮两侧的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上设置有导风圈，所述第二侧面上设置有电机支架；所述磁场检测模块包括霍尔感应单元和信号处理单元；

所述霍尔感应单元用于检测所述磁性元件产生的磁场，所述信号处理单元用于根据所述磁场信号形成所述脉冲信号；

所述霍尔感应单元设置于所述导风圈上和/或设置于所述电机支架上。

9.根据权利要求8所述的油烟机的叶轮检测系统，其特征在于，

所述霍尔感应单元的设置位置满足：当所述磁性元件经过所述霍尔感应单元时，所述磁性元件与所述霍尔感应单元之间的感应间距满足：3-7毫米。

10.一种油烟机的叶轮检测方法，所述油烟机包括：电机、蜗壳和风道，所述蜗壳与所述风道连通；所述蜗壳内设置有叶轮，所述电机用于带动所述叶轮转动；其特征在于，所述叶轮上设置有磁性元件，所述方法包括：

在所述叶轮转动过程中通过预设的磁场检测模块检测所述磁性元件产生的磁场，并根据检测到的磁场信号形成相应的脉冲信号；

根据所述脉冲信号的幅值变化检测所述叶轮是否出现偏心异常，并且根据所述脉冲信号的频率变化检测所述风道是否存在负载异常。