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一种超声波油烟浓度传感器制造技术

技术编号:10836498 阅读:97 留言:0更新日期:2014-12-30 09:24
一种超声波油烟浓度传感器,主要包括:超声波发射端、超声波接收端、压力传感器、温度传感器和连接杆;超声波发射端和接收端,主要包括:金属保护外壳、屏蔽层、消音材料、并联多片压电晶体片、匹配层、疏水疏油保护玻璃和保护网。超声波在油烟中的传播速度反映了油烟浓度的大小,经压力和温度校正、CPU数据处理,即可获得准确的油烟浓度。本实用新型专利技术由于超声波发射端和接收端均采用并联多片压电晶体片,使信号成倍放大;消音材料和超声匹配层的结构组合使余振大大减小,疏水疏油玻璃保证了传感器具有抗油烟粘附污染的能力,因此本实用新型专利技术能实现油烟浓度的在线监测,具有灵敏度高、性能可靠、抗污染能力强、维护方便的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波油烟浓度传感器
本技术涉及一种油烟浓度传感器,特别涉及一种超声波油烟浓度传感器。
技术介绍
近年来,随着我国国民经济水平的不断发展和提高,饮食行业油烟污染已经成为 城市环境污染的一大问题,统计数据表明:2004年我国食用油消费量1560万吨,2010年食 用油消费量达到2000万吨,这些油在烹饪过程中产生大量的油烟是造成城市空气污染的 主要来源。其排放的大气污染物主要为气、液和固三相组成的气溶胶,其中含有食用油及食 品在高温下的挥发物,食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛类、酮类、链烷类和链烯 类、多环芳烃等产物,成分极为复杂。油烟液固相颗粒物的粒径一般小于IOu m,粘着性强, 大部分不溶于水,极性小。随着各研究机构对厨房油烟研究的深入,厨房油烟对人体的危害 越来越引起人们的广泛关注。 伴随着餐饮行业的快速发展,随之而来的餐饮业油烟排放对环境造成的污染,油 烟扰民遭到的投诉也引起越来越多的关注,成为了环境监管的新问题,因此加强对餐饮业 油烟排放的监管已非常迫切。国家环境保护总局颁布的GB18483-2001《饮食业油烟排放标 准(试行)》附录A中规定的油烟采样及分析方法为现场不锈钢金属滤筒采样,实验室红外 分光光度法分析(简称国标法)。国标法样品需带回实验室分析,监测周期长、费用高、步 骤繁琐、现场测试条件要求高,常常是执法人员来到现场,案发地已经改颜换貌难以取证 了,难以满足餐饮业油烟监督检查和现场执法监测的需要。另外,由于城市餐饮店数量多、 覆盖面广、污染源分散,难以有足够的人力和物力实行监管。因此亟需实时、准确获取油烟 浓度且适用于烟道恶劣环境的新型油烟监测装置,可方便地将数据接入环保监管网络,真 正实现对油烟污染快速反应、有的放矢地进行高效率的监管,实现从人防到技防的转变,可 大大提高环保监管的反应速度和效率。另外,现有基于烟尘监测的各种技术和手段因无法 适应粘附性高的油烟污染,而无法适用于油烟监测,无法解决油烟粘附造成的测量误差和 仪器寿命短的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能有效解决上述问题,能准确在线获取油烟浓 度、抗污染、寿命长、性能可靠、适用于烟道恶劣环境的油烟浓度传感器。 本技术的技术方案如下: -种超声波油烟浓度传感器,其结构主要包括:超声波发射端la、超声波接收端 lb、压力传感器11、温度传感器12、连接杆9和开放型油烟检测通道10 ; 所述超声波发射端la,包括:金属保护外壳5、外壳5内远离检测通道10的最外端 连接的是屏蔽层6、外壳5内的消音材料7 -端与屏蔽层6连接、消音材料7另一端与匹配 层4连接,在消音材料7中嵌置并联多片压电晶体片8,在压电晶体片8外端设置匹配层4, 在匹配层4外端与疏水疏油保护玻璃3连接,在疏水疏油保护玻璃3外端设置保护网2 ; 所述超声波接收端lb,包括:金属保护外壳5、外壳5内内的与检测通道10-端连 接的屏蔽层6、外壳5内的消音材料7 -端与屏蔽层6连接、消音材料7另一端与匹配层4 连接,在消音材料7中嵌置并联多片压电晶体片8,在压电晶体片8外端设置匹配层4,在匹 配层4外端与疏水疏油保护玻璃3连接,在疏水疏油保护玻璃3外端设置保护网2 ; 所述连接杆9将超声波发射端Ia和超声波接收端Ib连为一体,超声波发射端Ia 和超声波接收端Ib之间为开放型油烟检测通道10 ; 其进一步的方案为:所述的保护网2优选为十字交叉型; 其进一步的方案为:所述的屏蔽层6、消音材料7、并联多片压电晶体片8、匹配层4 和疏水疏油保护玻璃3均由粘结剂连在一起; 其进一步的方案为:所述的超声波油烟浓度传感器,所述的并联多片压电晶体片 8,包括3?5片并联压电晶体片。 其进一步的方案为:所述的疏水疏油保护玻璃的制备工艺为:正硅酸乙酯:二甲 基二乙氧基硅烷体积比为2:1的混合溶液3mL,加入到60mL无水乙醇中,搅拌均匀;然后, 按二甲基二乙氧基硅烷:含氟硅烷摩尔比为17:3加入含氟硅烷,搅拌均匀,得混合硅烷溶 液;然后将浓氨水(25wt%) I. 0?I. 5mL滴加到上述混合硅烷溶液中,室温搅拌1?2h,放 置老化48h;使用前,按1:1体积比用无水乙醇稀释,搅拌均匀,得含氟杂化SiO 2纳米涂层 液;将干净的玻璃以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中,停留15min,然后 以200mm/min的速度匀速提拉镀膜,将制备的膜片在50°C的干燥箱中干燥Ih后,在IKTC 下热处理1?2h,得所述的疏水疏油保护玻璃;所述的含氟硅烷优选为:1H,1H,2H,2H-全 氟癸基三甲氧基硅烷(CF 3(CF2)7CH2CH2Si (OCH3)3)或1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷 (CF3 (CF2) 7CH2CH2Si (OCH2CH3) 3)。该制备工艺我们另行申请专利。 本技术的油烟浓度检测原理为:超声波是一种振动频率高于声波的机械波, 由压电晶片在电压的激励下发生振动产生的,具有频率高、波长短、绕射现象小,方向性好、 能够定向传播等特点。超声波传感器主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收 超声波。超声波传感器的两个重要性能指标为灵敏度和余振。灵敏度是传感器在稳态工作 情况下输出信号的变化量与输入变化量的比值,提高灵敏度可增大测量的精确度。余振是 指传感器在接到一个脉冲信号后从开始起振到停止振动的时间,余振消失前,不能启动接 收端接收信号,因此,余振决定近距离测量的效果。超声波在不同的介质里的传播速度不 同,若超声波发射端到超声波接收端的距离为L,即油烟测量通道的长度为L,超声波发射 端发射的超声波到达超声波接收端的时间为(,超声波在油烟中的传播速度为K, 则根据声速的计算公式:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种超声波油烟浓度传感器,其特征在于其结构主要包括:超声波发射端(1a)、超声波接收端(1b)、压力传感器(11)、温度传感器(12)、连接杆(9)和开放型油烟检测通道(10);所述超声波发射端(1a),包括:金属保护外壳(5),外壳(5)内远离检测通道(10)的最外端连接的是屏蔽层(6),外壳(5)内的消音材料(7)一端与屏蔽层(6)连接、消音材料(7)另一端与匹配层(4)连接,在消音材料(7)中嵌置并联多片压电晶体片(8),在压电晶体片(8)外端设置匹配层(4),在匹配层(4)外端与疏水疏油保护玻璃(3)连接,在疏水疏油保护玻璃(3)外端设置保护网(2);所述超声波接收端(1b),包括:金属保护外壳(5)、外壳(5)内的与检测通道(10)一端连接的屏蔽层(6),外壳(5)内的消音材料(7)一端与屏蔽层(6)连接,消音材料(7)另一端与匹配层(4)连接,在消音材料(7)中嵌置并联多片压电晶体片(8),在压电晶体片(8)外端设置匹配层(4),在匹配层(4)外端与疏水疏油保护玻璃(3)连接,在疏水疏油保护玻璃(3)外端设置保护网(2);所述连接杆(9)将超声波发射端(1a)和超声波接收端(1b)连为一体,超声波发射端(1a)和超声波接收端(1b)之间为开放型油烟检测通道(10)。...

【技术特征摘要】
1. 一种超声波油烟浓度传感器,其特征在于其结构主要包括:超声波发射端(la)、超 声波接收端(lb)、压力传感器(11)、温度传感器(12)、连接杆(9)和开放型油烟检测通道 (10); 所述超声波发射端(la),包括:金属保护外壳(5),外壳(5)内远离检测通道(10)的最 外端连接的是屏蔽层(6),外壳(5)内的消音材料(7) -端与屏蔽层(6)连接、消音材料(7) 另一端与匹配层(4)连接,在消音材料(7)中嵌置并联多片压电晶体片(8),在压电晶体片 (8)外端设置匹配层(4),在匹配层(4)外端与疏水疏油保护玻璃(3)连接,在疏水疏油保护 玻璃(3)外端设置保护网(2); 所述超声波接收端(lb),包括:金属保护外壳(5)、外壳(5)内的与检测通道(10)-端 连接的屏蔽层(6),外壳(5)内的消音材料(7) -端与屏蔽层(6)连接,消音材料(...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾文秀邹路易杨光东刘世伟卢先领徐升吴志江
申请(专利权)人:江南大学
类型:新型
国别省市:江苏;32

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