一种城市餐饮油烟监测探头

摘要

本发明公开了一种城市餐饮油烟监测探头，包括导线、固定盘、强力磁铁、监测装置、超声波反射挡板和电路板，强力磁铁均匀安装在固定盘上，监测装置通过铝合金壳体安装在固定盘上，监测装置包括超声波换能器和传感器，传感器包括温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器安装在超声波换能器的两侧，超声波发射挡板通过发射挡板支架安装在铝合金壳体顶端。本发明安装方便、构造简单，仅使用一个超声波换能器，既通过检测频移信号测量流速，又通过检测声强衰减来测量浓度，平均功耗不大于10mW，为监测信号的远距离传输造了条件，实现了城市餐饮企业油烟排放烟道中油烟浓度、流速的监测并换算出油烟排放量。

主权项

一种城市餐饮油烟监测探头，包括导线(1)、固定盘(2)、强力磁铁(3)、监测装置(6)、超声波反射挡板(7)和电路板(8)，其特征在于，强力磁铁(3)均匀安装在固定盘(2)上，所述监测装置(6)通过铝合金壳体(4)安装在固定盘(2)上，所述监测装置(6)包括超声波换能器(10)和传感器，所述传感器包括温度传感器(9)和压力传感器(11)，温度传感器(9)和压力传感器(11)安装在超声波换能器(10)的两侧，所述超声波发射挡板(7)通过发射挡板支架(5)安装在铝合金壳体(4)顶端，所述电路板(8)安装在固定盘(2)内部，所述导线(1)安装在固定盘(2)的底部且导线(1)与电路板(8)相连；所述电路板(8)中的电路包括超声波收发电路、温度传感器接收电路、压力传感器接收电路、MCU数字信号处理电路以及同主机的通信电路；所述温度传感器和压力传感器采集的信号均经过前置放大、滤波放大后连接MCU数字信号处理电路，所述超声波收发电路包括超声波发生电路、超声波声强信号采集电路和超声波多谱勒频移信号采集电路，所述超声波声强信号采集电路包括选频电路、二阶滤波电路、对数放大电路和放大整形电路，所述超声波多谱勒频移信号采集电路包括混频电路和放大调整电路；所述超声波发生电路中超声波发生信号通过电阻R19连接场效应管M2的栅极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的漏极连接变压器T1的初级线圈，所述变压器T1初级线圈的另一端分别连接电阻R24、电阻R21和电容C11，所述电阻R24另一端连接12V电压信号，所述电阻R21另一端和电容C11另一端并联后接地，所述变压器T1的次级线圈分别连接电阻R22和传感器LS1，所述变压器T1次级线圈的另一端分别连接二极管D3和二极管D4，二极管D3另一端分别连接二极管D4另一端、传感器LS1另一端、电阻R22另一端和超声波回波信号；所述选频电路中超声波回波信号依次通过电阻R43和电容C1分别连接电容C12、二极管D5和二极管D6，所述二极管D5另一端和二极管D6另一端并联后接地，所述电容C12另一端通过电阻R28分别连接电阻R29和三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极通过电阻R44接地，三极管Q2的集电极分别连接电阻R29另一端、电阻R30和电容C13，所述电容C13另一端通过电阻R32输出选频处理后信号；所述二阶滤波电路中选频处理后信号分别连接电容C19、电容C20和电阻R33，所述电阻R33另一端接地，电容C19另一端分别连接电阻R41和运算放大器U1B的6脚，所述运算放大器U1B的5脚分别连接电阻R39、电容C25、电阻R36和运算放大器U1A的3脚，电阻R39另一端和电容C25另一端并联后接地，电阻R36另一端和运算放大器U1A的8脚均连接VCC电压信号，所述运算放大器U1B的7脚分别连接电容C20另一端、电阻R41另一端和电阻R37，所述电阻R37另一端通过电阻R34分别连接电容C21、电容C22和电阻R35，所述电阻R35另一端接地，电容C21另一端分别连接电阻R42和运算放大器U1A的2脚，所述运算放大器U1A的1脚分别连接电容C22另一端、电阻R42另一端和电容C14，电容C14另一端输出滤波后信号；所述对数放大电路中滤波后信号分别连接电阻R47和电容C29，所述电阻R47另一端分别连接电容C27、电容C28和A/D转换器J7的2脚，所述电容C29另一端连接A/D转换器J7的8脚，所述电容C28另一端连接A/D转换器J7的3脚，所述电容C27另一端连接A/D转换器J7的1脚，A/D转换器J7的7脚通过电阻R20连接VCC电压信号，A/D转换器J7的6脚连接电容C16，A/D转换器J7的5脚连接电容C18，电容C16另一端和电容C18另一端并联后接地，A/D转换器J7的4脚依次通过电容C26和电阻R46输出对数放大后信号；所述放大整形电路中对数放大后信号分别连接电容C24和运算放大器U4A的3脚，电容C24另一端和运算放大器U4A的4脚均接地，运算放大器U4A的8脚连接VCC电压信号，运算放大器U4A的2脚分别连接运算放大器U4A的1脚和电阻R40，所述电阻R40另一端分别连接电阻R23和运算放大器U4B的5脚，电阻R23另一端接地，运算放大器U4B的6脚分别连接电阻R38、电容C23和电阻R45，所述电阻R45另一端接地，电阻R38另一端和电容C23另一端并联后分别连接运算放大器U4B的7脚和电阻R31，所述电阻R31连接并补电容C15并输出放大整形后信号；所述混频电路中超声波回波信号通过电容C23分别连接电阻R29、电阻R36和芯片N2的1脚，电阻R36另一端接地，所述电阻R29另一端依次通过滑动变阻器R49和电阻R30分别连接电阻R41和芯片N2的4脚，所述电阻R41另一端连接电阻R50并接地，电阻R50另一端连接芯片N2的5脚，所述芯片N2的14脚连接‑12V电压信号，所述芯片N2的12脚分别连接电感L6、电容C29和电阻R40，所述电容C29另一端接地，电感L6另一端分别连接电感L5、电容C30和电阻R38，电感L5另一端分别连接所述芯片N2的6脚和电阻R39，所述电容C30另一端接地，电阻R38另一端分别连接电阻R37、电容C27、电阻R35和芯片N2的8脚，所述电阻R37另一端和电容C27另一端并联后接地，所述电阻R35另一端分别连接电容C26和芯片N2的10脚，电容C26另一端输出参比信号，所述电阻R39另一端和电阻R40另一端并联后连接并补电容C35并输出混频后信号；所述放大调整电路中混频后信号分别连接电阻R28和电容C15，所述电阻R28另一端分别连接电容C20和运算放大器U1C的10脚，所述电容C20另一端分别连接电阻R32和电阻R33，电阻R32另一端连接运算放大器U1C的9脚，电阻R33另一端分别连接电容C15另一端、电容C25和运算放大器U1C的8脚，电容C25另一端连接运算放大器U1D的12脚，运算放大器U1D的13脚分别连接电阻R58和电阻R53，电阻R53另一端分别连接电容C33和电容C34，电容C33另一端分别连接电阻C58另一端、电容C34另一端和运算放大器U1D的14脚后输出放大调整后信号。