[发明专利]一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测方法及设备

权利要求书

1.一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测方法，其特征在于：包括：

采用旁支式结构的油烟采样方法和云端失效传感器自动识别算法；

所述采用旁支式结构的油烟采样方法为：通过在油烟管道上开设旁支排烟通道，并在旁支排烟通道中布置气体传感器阵列，通过气体传感器阵列测量油烟VOCs气体浓度；

所述云端失效传感器自动识别算法为：云服务器定期对气体传感器阵列测量的油烟VOCs气体浓度进行判断，自动识别气体传感器阵列中的失效传感器；

对于气体传感器阵列中测量某一类型VOCs气体浓度的传感器，其对应的云端失效传感器自动识别方法为：

(1)云服务器定期从数据库中调取前N个检测周期的该类型VOCs气体浓度数据，并提取每个检测周期的浓度最大值x_i，i＝1,2,3,…,N；

(2)将前N个检测周期的浓度最大值x_i带入传感器失效模型，估计出模型参数，并根据模型参数得出传感器失效程度系数和失效置信系数；

(3)若传感器失效程度系数和失效置信系数均大于设定的阈值，则判断该传感器失效；

所述传感器失效模型具体为：

其中，a是设定的老化系数，τ,x₀,x_f均为待估计的模型参数；传感器失效程度系数为(x₀-x_f)/x₀，失效置信系数为模型参数的残差倒数之和。

2.根据权利要求1所述一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测方法，其特征在于：所述采用旁支式结构的油烟采样方法中，通过以下过程在油烟管道上开设旁支排烟通道：

利用油烟管道直径、管道形状、油烟流速，以油烟到达烟道开孔中心流速2.3～2.5米/秒为目标，通过流体力学仿真方法，计算给出烟道开孔尺寸，在油烟管道尾端侧壁开孔；

旁支排烟通道与油烟管道尾端侧壁开孔位置密封相连；所述旁支排烟通道内部形成旁支腔，旁支腔一侧具有与管道尾端侧壁开孔对应的开孔，在旁支腔开孔相对的另一侧布置气体传感器阵列；所述旁支腔的尺寸也根据油烟管道直径、管道形状、油烟流速，以油烟到达气体传感器阵列敏感面流速0.3～0.5米/秒为目标，通过流体力学仿真方法计算得到。

3.根据权利要求1所述一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测方法，其特征在于：采用最小二乘法估计得到模型参数。

4.根据权利要求1所述一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测方法，其特征在于：所述检测周期为1天。

5.一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测设备，其特征在于：包括采样装置、气体传感器阵列、计算装置、通信装置和云服务器；

采样装置用于对油烟管道内的油烟进行采样；

气体传感器阵列用于测量油烟VOCs气体浓度；

计算装置用于在测量油烟浓度过程中对气体传感器阵列量测值进行采集和修正；

通信装置用于通过有线或无线网络将计算装置输出的数据上传至位于云服务器的数据库，实现油烟VOCs气体浓度的连续实时监测；

所述云服务器定期对气体传感器阵列测量的油烟VOCs气体浓度进行判断，通过权利要求1中所述云端失效传感器自动识别算法自动识别气体传感器阵列中的失效传感器。

6.根据权利要求5所述一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测设备，其特征在于：所述采样装置采用旁支排烟通道；所述旁支排烟通道内部形成旁支腔，旁支腔一侧具有与管道尾端侧壁开孔对应的开孔，在旁支腔开孔相对的另一侧布置气体传感器阵列；所述旁支腔的尺寸根据油烟管道直径、管道形状、油烟流速，以油烟到达气体传感器阵列敏感面流速0.3～0.5米/秒为目标，通过流体力学仿真方法计算得到；所述旁支排烟通道与油烟管道尾端侧壁开孔位置密封相连。

7.根据权利要求6所述一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测设备，其特征在于：所述气体传感器阵列安装在所述采样装置内壁上，测量分流到采样装置内的油烟VOCs气体浓度。

8.根据权利要求7所述一种面向长时间连续监测的油烟VOCs气体浓度监测设备，其特征在于：所述气体传感器阵列包含TVOC传感器、烟气传感器、空气质量传感器。