微波等离子体炬的油烟净化装置

摘要

本发明提出一种微波等离子体炬的油烟净化装置，将油烟和空气通入净化箱内混合，使用净化箱内的微波等离子体炬阵列产生稳定的高温等离子体区域，对油烟中有害的有机分子进行高能冲击，将其原有的分子键打开，受高能量激励的小分子物质在富氧环境中转化为二氧化碳和水等干净的最终产物，达到净化油烟的目的，本发明的装置可根据油烟气流量和浓度的大小，自动调整等离子体炬阵列的功率分配，提升处理效果与能源利用效率，根据净化后排放管道的残氧量检测值，调整空气补充量，确保油烟中有机污染物的充分氧化，保证净化处理率。

权利要求

1.一种微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，包括：用于通入油烟的油烟入口管道，用于通入空气的空气入口管道，用于接收并将空气和油烟混合的净化箱，所述净化箱内设有用于净化油烟的等离子体炬阵列，所述净化箱设有用于将净化气体输出的排放管道，还包括净化功率控制系统和空气流量控制系统；

所述净化功率控制系统包括设在所述油烟入口管道上的油烟流量检测装置和油烟浓度检测装置、及接收所述油烟流量检测装置所测的油烟入口流量和所述油烟浓度检测装置所测的油烟入口浓度的等离子体炬阵列控制器，所述等离子体炬阵列控制器根据油烟入口流量和油烟入口浓度优化调整各等离子体炬的功率；

所述空气流量控制系统包括设在所述空气入口管道上的空气流量检测装置和空气流量控制阀、设在所述排放管道上的残氧检测装置、及接收所述空气流量检测装置所测的空气流量和所述残氧检测装置所测的空气残氧量的空气流量控制器，所述空气流量控制器根据所测的空气流量和空气残氧量调节所述空气流量控制阀的开度；

所述等离子体炬阵列控制器通过建立油烟入口流量、油烟入口浓度与等离子体炬的功率和净化后油烟浓度之间的多目标优化模型，根据遗传算法求解最优值，调整各等离子体炬的功率；所述多目标优化模型包括：确定决策变量：各等离子体炬的功率p1,p2,p3,…,pN；

建立目标函数：

最小化能耗函数

最大化油烟净化率函数

设置约束条件：

pi_LO≤pi≤pi_UP i＝1,2,3,...,N

α′＝f(α,v,p1,p2,...,pN)

其中，pi_LO、pi_UP为各等离子体炬的功率设置的下限、上限，函数f反映出油烟入口流量v、油烟入口浓度α、以及各等离子体炬的功率p1,p2,p3,…,pN对净化后油烟浓度α′的影响。

2.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，所述等离子体炬阵列包括多个等离子体炬，等离子体炬按上下交错递阶分布组成阵列。

3.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，所述等离子体炬阵列包括十个等离子体炬，上下各五个且错开布置。

4.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，所述空气流量控制系统为闭环串级反馈控制系统，内环控制的被控变量为空气流量，控制变量是空气流量控制阀的开度，外环控制的被控变量为排放管道的空气残氧量，控制变量是空气流量，所述闭环串级反馈控制系统包括：所述残氧检测装置，检测所述净化箱排放管道的空气残氧量并将其反馈给第一比较器；

所述第一比较器，比较所述空气残氧量和残氧设定值，输出残氧比较值；

残氧PID控制器，接收所述残氧比较值，根据所述残氧比较值设定或调节空气流量设定值；

空气流量检测装置，检测所述净化箱入口处的空气流量并将其反馈给第二比较器；

所述第二比较器，比较所述入口处的空气流量和空气流量设定值，输出空气流量比较值；

流量PID控制器，接收所述空气流量比较值，根据所述空气流量比较值输出调节控制信号；

所述空气流量控制阀，根据所述调节控制信号而改变开度，从而改变所述净化箱空气入口管道的空气流量。

5.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，所述净化箱的入口连接变径管，所述变径管的小径端连接所述油烟入口管道的出口和所述空气入口管道的出口，所述变径管的大径端连接所述净化箱的入口。

6.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，所述净化箱内靠近净化箱入口处设有均流网。

7.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，所述净化箱内在所述等离子体炬阵列之前的位置处设有油烟分离网，用于筛选去除油烟中的一定大小的颗粒物。

8.如权利要求7所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，在所述油烟分离网的下方设置油烟收集器，用于收集和存储油烟分离网过滤的颗粒物。

9.如权利要求1所述的微波等离子体炬的油烟净化装置，其特征在于，在所述净化箱的出口处设有双进风离心风机，以助净化后的气体从排放管道排出。

说明书

微波等离子体炬的油烟净化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及油烟净化技术领域，特别涉及一种微波等离子体炬的油烟净化装置。

背景技术

[0002] 油类在加热过程中会发生热分解及氧化分解而产生大量挥发性和不挥发性有机物，其主要成分是醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酮、内酯、杂环化合物等。大量研究表明，长期暴露于油烟环境中的人患呼吸道疾病的几率不亚于长期吸烟者，还会引发多种突变病症。因此，国家制定了《饮食业油烟排放标准》GB18483-2001，对饮食业油烟净化处理排放做出了相应的规范。为去除油烟中的有毒有害物质，使排放达到国家相应的标准，油烟净化机被广泛使用于宾馆、饭馆、酒家、餐厅以及学校、机关、工厂等场所；食品油炸、烹饪加工行业；油溅热处理车间、油雾润滑车间、工件焊接车间以及烯油锅炉排放等工业场合。

[0003] 目前，常见的油烟净化处理设备及其工艺有以下几种：油烟收集罩：采用简易罩收集油烟，通过排气扇把油烟排到室外，仅收集排放油烟。运水烟罩：采用碱液作为洗涤剂，通过喷淋的方式与油烟接触将油烟净化，然后通过抽风机收集排放。水喷淋洗涤塔净化工艺：采用烟罩收集送入吸收塔(喷淋、筛板、填料)的方式净化，然后通过抽风机排放。高压静电(等离子)净化：利用高压下的气体电离和电场作用力，使尘粒荷电后从气体中分离。物理过滤：丝网、活性炭、钢丝其中之一或几种复合。光催化：利用紫外光将含油气体的油雾分解。
生物净化：利用嗜油微生物将油烟中的油雾分解净化。液沫洗涤：利用传质双膜理论，物理、化学方法的结合产物，机电一体化产品。

[0004] 然而，目前已有的油烟净化处理工艺面临以下一些缺点。1)油烟去除率低：油烟收集罩、运水烟罩、物理过滤等处理方法的油烟去除率较低，排放的气体中仍残存有大量的油烟成份，环境污染严重。另外，一些净化方法对油烟中某类成份净化效率低，比如液沫洗涤对微小雾滴的净化效率较低，存在二次污染。2)设备结构复杂：如水喷淋洗涤塔净化工艺设备安装空间大，系统复杂，导致其应用的场合受到了一定的约束。3)技术复杂，设备成本高：如光催化、生物催化所需的技术难度大，且造价较高，而高压静电方法设备投资费用较高，应用受到一定的限制。4)维护周期短，难度大：如高压静电净化需要每两周清洗一次，物理过滤需每周清洗，生物净化需要定期处理更新，而液沫洗涤每使用2～3天需做一次排污、添加专业净化剂的工作，高压静电方法收集电极上的油烟清洗困难，且易造成二次污染，这些定期维护工作导致了成本和材料费用的上升。

[0005] 目前，在公开号为CN105148693A的中国发明专利申请文件《一种油烟有机物净化方法》中，提出了一种油烟有机物净化方法，该方法从外部以不断循环的方式通入空气至待处理区中，使得油烟有机物和氧气在物理意义上充分混合，将该混合油烟有机物通过微波等离子炬装置产生的等离子火焰，与高能电子碰撞，使其中的分子键发生断裂，并与活性自由基发生反应生成CO2和H2O，最终将处理后的油烟排放到油烟机外。该方法可有效去除油烟中的有害成分，达到油烟高效处理的效果，但是其并没未涉及油烟净化装置的详细构造、逻辑控制流程及具体设计，如何使用微波等离子体炬阵列产生稳定的高温等离子体区域，如何通过功率调节和入口空气流量调节确保油烟处理效果等。

[0006] 另外，授权公告号为CN200966972Y的中国实用新型专利文件《等离子体焊烟废气净化机》及授权公告号为CN 204365116 U的中国实用新型专利文件《等离子体工业油烟净化机》，分别提供了一种等离子体气体净化机，两者的净化原理均基于微脉冲等离子电源，依靠电晕放电产生等离子体，这种放电产生于两个电极之间，使获得能量的电子与氧分子发生非弹性碰撞，电子把能量转移给氧分子，气体被激活，直接打开气体分子之间的分子键，使有害气体分解为最简单的分子，从而对废气中的有害成份降解氧化，祛除异味。其中，《等离子体工业油烟净化机》是在《等离子体焊烟废气净化机》基础上进行了改进，在电场净化层后安装催化氧化过滤层，使用氧化剂来跟油烟中的有机污染物反应，其最终产物为CO2和H2O。然而，采用电晕放电方法产生等离子体需要在高峰值电压下工作，不容易获得稳定的电晕放电，反应器易产生局部的电弧放电，不仅增大电能消耗，且破坏正常放电的进行，导致净化效率降低；另外，由于装置中电极长期暴露于各种杂质的油烟废气中，容易受到污染，清洗困难，维护周期短，成本高；且催化剂的使用存在老化问题，需要定期更换，增大了油烟净化处理成本。

发明内容

[0007] 本发明目的在于提供一种微波等离子体炬的油烟净化装置，能使油烟在等离子体炬阵列中充分分解与氧化，显著提高油烟净化处理率，能够有效避免传统等离子油烟净化机电极污染的问题，易于维护，并对各等离子体炬的功耗进行自动调节，有效降低能量消耗。

[0008] 为解决上述问题，本发明提出一种微波等离子体炬的油烟净化装置，包括：用于通入油烟的油烟入口管道，用于通入空气的空气入口管道，用于接收并将空气和油烟混合的净化箱，所述净化箱内设有用于净化油烟的等离子体炬阵列，所述净化箱设有用于将净化气体输出的排放管道，还包括净化功率控制系统和空气流量控制系统；

[0009] 所述净化功率控制系统包括设在所述油烟入口管道上的油烟流量检测装置和油烟浓度检测装置、及接收所述油烟流量检测装置所测的油烟入口流量和所述油烟浓度检测装置所测的油烟入口浓度的等离子体炬阵列控制器，所述等离子体炬阵列控制器根据油烟入口流量和油烟入口浓度优化调整各等离子体炬的功率；

[0010] 所述空气流量控制系统包括设在所述空气入口管道上的空气流量检测装置和空气流量控制阀、设在所述排放管道上的残氧检测装置、及接收所述空气流量检测装置所测的空气流量和所述残氧检测装置所测的空气残氧量的空气流量控制器，所述空气流量控制器根据所测的空气流量和空气残氧量调节所述空气流量控制阀的开度。

[0011] 根据本发明的一个实施例，所述等离子体炬阵列包括多个等离子体炬，等离子体炬按上下交错递阶分布组成阵列。

[0012] 根据本发明的一个实施例，所述等离子体炬阵列包括十个等离子体炬，上下各五个且错开布置。

[0013] 根据本发明的一个实施例，所述等离子体炬阵列控制器通过建立油烟入口流量、油烟入口浓度与等离子体炬的功率和净化后油烟浓度之间的多目标优化模型，根据遗传算法求解最优值，调整各等离子体炬的功率；所述多目标优化模型包括：

[0014] 确定决策变量：各等离子体炬的功率p1,p2,p3,…,pN；

[0015] 建立目标函数：

[0016] 最小化能耗函数

[0017] 最大化油烟净化率函数

[0018] 设置约束条件：

[0019] pi_LO≤pi≤pi_UP i＝1,2,3,...,N

[0020] α′＝f(α,v,p1,p2,...,pN)

[0021] 其中，pi_LO、pi_UP为各等离子体炬的功率设置的下限、上限，函数f反映出油烟入口流量v、油烟入口浓度α、以及各等离子体炬的功率p1,p2,p3,…,pN对净化后油烟浓度α′的影响。

[0022] 根据本发明的一个实施例，所述空气流量控制系统为闭环串级反馈控制系统，内环控制的被控变量为空气流量，控制变量是空气流量控制阀的开度，外环控制的被控变量为排放管道的空气残氧量，控制变量是空气流量，所述闭环串级反馈控制系统包括：

[0023] 所述残氧检测装置，检测所述净化箱排放管道的空气残氧量并将其反馈给第一比较器；

[0024] 所述第一比较器，比较所述空气残氧量和残氧设定值，输出残氧比较值；

[0025] 残氧PID控制器，接收所述残氧比较值，根据所述残氧比较值设定或调节空气流量设定值；

[0026] 空气流量检测装置，检测所述净化箱入口处的空气流量并将其反馈给第二比较器；

[0027] 所述第二比较器，比较所述入口处的空气流量和空气流量设定值，输出空气流量比较值；

[0028] 流量PID控制器，接收所述空气流量比较值，根据所述空气流量比较值输出调节控制信号；

[0029] 所述空气流量控制阀，根据所述调节控制信号而改变开度，从而改变所述净化箱空气入口管道的空气流量。

[0030] 根据本发明的一个实施例，所述净化箱的入口连接变径管，所述变径管的小径端连接所述油烟入口管道的出口和所述空气入口管道的出口，所述变径管的大径端连接所述净化箱的入口。

[0031] 根据本发明的一个实施例，所述净化箱内靠近净化箱入口处设有均流网。

[0032] 根据本发明的一个实施例，所述净化箱内在所述等离子体炬阵列之前的位置处设有油烟分离网，用于筛选去除油烟中的一定大小的颗粒物。

[0033] 根据本发明的一个实施例，在所述油烟分离网的下方设置油烟收集器，用于收集和存储油烟分离网过滤的颗粒物。

[0034] 根据本发明的一个实施例，在所述净化箱的出口处设有双进风离心风机，以助净化后的气体从排放管道排出。

[0035] 采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：将油烟和空气通入净化箱内混合，使用净化箱内的微波等离子体炬阵列产生稳定的高温等离子体区域，对油烟中有害的有机分子进行高能冲击，将其原有的分子键打开，受高能量激励的小分子物质在富氧环境中转化为二氧化碳和水等干净的最终产物，达到净化油烟的目的，本发明的装置可根据油烟气流量和浓度的大小，自动调整等离子体炬阵列的功率分配，提升处理效果与能源利用效率，根据净化后的排放管道的空气残氧量检测值，调整空气补充量，确保油烟中有机污染物的充分氧化，保证净化处理率。

附图说明

[0036] 图1是本发明实施例的微波等离子体炬的油烟净化装置一侧面的结构示意图；

[0037] 图2是本发明实施例的微波等离子体炬的油烟净化装置另一侧面的结构示意图；

[0038] 图3是本发明实施例的微波等离子体炬的结构示意图；

[0039] 图4是本发明实施例的净化功率控制系统的结构框图；

[0040] 图5是本发明实施例的空气流量控制系统的结构框图；

[0041] 图6是本发明实施例的油烟总浓度净化效果示意图；

[0042] 图7是本发明实施例的油烟中主要有机物成分净化效果示意图。

[0043] 图中标记说明：

[0044] 1-油烟入口管道，2-油烟流量检测装置，3-油烟浓度检测装置，4-变径管，5-空气流量检测装置，6-空气流量控制阀，7-空气入口管道，8-油烟收集器，9-控制系统，10-供电系统，11-净化箱，12-残氧检测装置，13-均流网，14-油烟分离网，15-等离子体炬阵列，16-双进风离心风机，17-微波源，19-传动装置，20-炬管，21-耦合天线，22-调谐机构，23-第一比较器，24-第二比较器，91-等离子体炬阵列控制器，92-残氧PID控制器，93-流量PID控制器。

具体实施方式

[0045] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0046] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

[0047] 参看图1和图2，本实施例的微波等离子体炬的油烟净化装置，包括净化箱11，油烟入口管道1，空气入口管道7和排放管道(净化烟气的排放出口)。

[0048] 其中，油烟入口管道1和空气入口管道7连接在净化箱11的入口处，油烟入口管道1将收集的油烟通入到净化箱11内，空气入口管道7循环地将空气通入到净化箱11内，在净化箱11内，空气和油烟充分混合，净化箱11内设有等离子体炬阵列15，混合的烟气通过等离子体炬阵列15的等离子体火焰被净化，净化后的烟气从排放管道排出。

[0049] 在一个实施例中，参看图1，净化箱11的入口连接变径管4，变径管4的小径端连接油烟入口管道1的出口和空气入口管道7的出口，变径管4的大径端连接净化箱11的入口。在净化箱11出口处同样可以连接变径管。

[0050] 较佳的，参看图2，在净化箱11内靠近净化箱11入口处设有均流网13，使进入净化箱11内的油烟流量保持相对均匀，保证处理过程的稳定性，可以提高净化箱11内等离子体炬阵列15的油烟处理率。

[0051] 较佳的，参看图2，净化箱11内在等离子体炬阵列15之前的位置处设有油烟分离网14，用于筛选去除油烟中的一定大小的颗粒物，实现对油烟中较大颗粒的筛选去除，防止油烟中的固体颗粒和其他杂质进入等离子体炬阵列15，进而影响微波等离子体炬阵列15的正常工作。油烟分离网14可以设置在均流网13之后。

[0052] 参看图1，在油烟分离网14的下方可以设置油烟收集器8，用于收集和存储油烟分离网14过滤的颗粒物。

[0053] 参看图2，在净化箱11的出口处设有双进风离心风机16，以助净化后的气体从排放管道排出。

[0054] 微波等离子体炬英文名为MPT，是一种开放结构的等离子体源，微波等离子体火炬能够产生较离的中心和边缘温度，当高温高压的等离子体冲击被处理的对象(油烟)时，被处理物的分子键发生断裂，同时，等离子体中含有大量受高能量激励产生的O、OH等自由基，将有机物所含的C、H元素最终转化为CO2和H2O等无害产物，由此实现油烟的净化。

[0055] 其中，等离子体炬阵列15包括多个等离子体炬，等离子体炬按上下交错递阶分布组成阵列。具体的，参看图2，等离子体炬阵列包括十个等离子体炬，上下各五个且错开布置，即上下等离子体炬的火焰相对并相互错开一些。待净化的油烟依次经过十个微波等离子体炬，可以确保油烟中有机分子被充分氧化，进而提高油烟净化处理率。

[0056] 如图3所示，微波等离子体炬可以包括炬管20，微波源17，控制系统9，传动装置19。微波源17使用的频率是2.45GHz，产生微波电磁场为微波等离子体炬提供微波能。微波通过一个环绕在炬管20上的导体环耦合到等离子体工作气体中。等离子体在靠近炬管顶端的位置形成，并由炬管顶部向外扩展伸延，形成类似于火焰的微波等离子体，等离子体炬还可以包括用来调谐微波的调谐机构22。等离子体降解油烟中有害有机物质过程的原理过程如下：

[0057] 第一步：气场电离，通过微波源激发，气体中存在的少量电子获得能量，与气态的分子或原子发生碰撞，使其发生电离，同时又产生新的电子；

[0058] 第二步：激发态粒子和自由基形成，等离子体中的电子与有机分子碰撞，将能量传递给后者，产生自由基，有些有机分子离解，形成碳链较短的自由基；

[0059] 第三步：一部分激发态的粒子退激，自由基重新复合，并释放能量；

[0060] 第四步：活性粒子之间的化学反应，含碳键的自由基与氧化性自由基反应，使有机物最终降解、氧化成CO、CO2和H2O；

[0061] 第五步：CO在过氧环境中完全氧化，最终生成CO2。

[0062] 为实现等离子体炬对功率变化，气体流量变化及其他干扰因素的自适应调整，采用耦合天线21获取炬管20的反馈信息，将反馈信息中的反射功率值提取出来并反馈给控制系统9，控制系统9依据反射功率值计算控制信号量，向传动装置19发出信号量，传动装置19带动调谐机构22移动。微波等离子体炬能够根据气体的变化，流量的变化，功率的变化，对炬管20进行调节，使其工作在最优状态下，更适合用于组成功率可控的微波等离子体炬阵列15。

[0063] 本发明采用微波等离子体炬阵列产生等离子体，与电晕放电等低温等离子体产生方法相比，可以避免电极污染的问题，同时，微波等离子炬激发能力强，按上下交错递阶分布组成阵列后，可以形成稳定的覆盖较大范围的等离子体区域，可以确保油烟中的有害分子充分等离子化，确保油烟净化率。

[0064] 继续参看图1和图2，本实施例的微波等离子体炬的油烟净化装置还包括净化功率控制系统和空气流量控制系统。在图1中的控制系统可以包括微波等离子体炬阵列的控制系统，净化功率控制系统和空气流量控制系统的控制部分等。在净化箱11中，还设置了供电系统10，可以理解，控制系统9和供电系统10是与净化箱11的油烟净化区域相隔离的。

[0065] 净化功率控制系统包括设在油烟入口管道1上的油烟流量检测装置2和油烟浓度检测装置3、及接收油烟流量检测装置2所测的油烟入口流量和油烟浓度检测装置3所测的油烟入口浓度的等离子体炬阵列控制器91，等离子体炬阵列控制器91根据油烟入口流量和油烟入口浓度优化调整各等离子体炬的功率。

[0066] 在一个实施例中，参看图4，等离子体炬阵列控制器91根据油烟流量检测装置2检测到的油烟入口流量v、油烟浓度检测装置3检测到的油烟入口浓度α，计算等离子体炬阵列15总的功率值以及各等离子体炬的功率分配值，输出至各等离子体炬，使净化装置工作能耗和净化效果达到最佳的平衡状态，提高能源利用效率。具体而言，等离子体炬阵列控制器
91通过建立油烟入口流量、油烟入口浓度与等离子体炬的功率和净化后油烟浓度之间的多目标优化模型，根据遗传算法求解最优值，调整各等离子体炬的功率。多目标优化模型包括：

[0067] 确定决策变量：各等离子体炬的功率p1,p2,p3,…,pN；

[0068] 建立目标函数：

[0069] 最小化能耗函数

[0070] 最大化油烟净化率函数

[0071] 设置约束条件：

[0072] pi_LO≤pi≤pi_UP i＝1,2,3,...,N

[0073] α′＝f(α,v,p1,p2,...,pN)

[0074] 其中，pi_LO、pi_UP为各等离子体炬的功率设置的下限、上限，函数f反映出油烟入口流量v、油烟入口浓度α、以及各等离子体炬的功率p1,p2,p3,…,pN对净化后油烟浓度α′的影响。

[0075] 多目标优化模型求解是个标准的多目标优化问题，采用遗传算法可以求解该问题，得到各等离子体炬的功率分配值。

[0076] 油烟流量检测装置2可以采用超声波流量计，安装在油烟入口管道1上，用以实时检测入口处油烟流量，并将检测到的值输入到等离子体炬阵列控制器。

[0077] 油烟浓度检测装置3可以采用油烟浓度数据采集器，安装在油烟入口管道1上，用以实时检测入口处油烟浓度，并将检测到的值输入到等离子体炬阵列控制器。

[0078] 为给等离子体炬阵列15的油烟净化工作提供富氧环境，确保油烟中有机物的充分氧化，可以空气循环装置向等离子体炬阵列15补充空气。空气入口管道7的进风压力由空压站或其他设备提供。

[0079] 参看图1，空气流量控制系统包括设在空气入口管道上的空气流量检测装置5和空气流量控制阀6、设在排放管道上的残氧检测装置12、及接收空气流量检测装置5所测的空气流量和残氧检测装置12所测的空气残氧量的空气流量控制器，空气流量控制器根据所测的空气流量和排放管道上的残氧量调节空气流量控制阀6的开度。

[0080] 参看图5，空气流量控制系统为闭环串级反馈控制系统，内环控制的被控变量为空气流量，控制变量是空气流量控制阀6的开度，外环控制的被控变量为空气残氧量，控制变量是空气流量。

[0081] 闭环串级反馈控制系统包括：残氧检测装置12，检测净化箱排放管道的空气残氧量并将其反馈给第一比较器23；第一比较器23，比较空气残氧量和残氧设定值，输出残氧比较值；残氧PID控制器92(Proportion Integration Differentiation，比例-积分-微分控制器)，接收残氧比较值，根据残氧比较值设定或调节空气流量设定值；空气流量检测装置5，检测净化箱11入口处的空气流量并将其反馈给第二比较器24；第二比较器24，比较入口处的空气流量和空气流量设定值，输出空气流量比较值；流量PID控制器93，接收空气流量比较值，根据空气流量比较值输出调节控制信号；空气流量控制阀6，根据调节控制信号而改变开度，从而改变净化箱11空气入口管道的空气流量。空气流量控制器包括残氧PID控制器92和流量PID控制器93。

[0082] 本发明可以根据油烟进风量及油烟浓度的大小，自动调整等离子体炬阵列的功率分配与输出，使设备工作能耗和净化效果达到最佳的平衡状态，在保证油烟净化率的前提下，有效降低设备能耗，提高能源利用效率。此外，本发明根据出口处残氧量检测值，运用串级控制算法调整空气补充量，该方法属于闭环控制技术，相比于现有的开环控制，可以确保富氧环境，使油烟中有机物的充分氧化，无须使用现有技术所采用的催化氧化装置，有效降低设备的维护使用成本。

[0083] 空气流量检测装置5可以选用带压力补偿的蜗街流量计，安装在空气入口管道7上，实时测量空气流量，作为串级控制系统中内环的反馈量输入空气流量控制系统。

[0084] 残氧检测装置12可以选用氧化锆在线氧分析仪装置，安装在排放管道上，可以实时测得净化完成后的油烟气中的氧含量，传送给空气流量控制器，作为串级控制系统中外环的反馈量。

[0085] 空气流量控制阀6可以选用电动单座调节阀。

[0086] 以下通过一组油烟净化处理实验，说明本发明的有益效果。实验中，在室温和常压条件下，油烟排风量保持在1000m3/h；启动微波等离子体炬油烟净化装置并运行半小时，对该段时间内本发明的净化装置入口和出口处的油烟浓度进行在线分析和统计，采样周期为10s。其中，油烟浓度的统计包括总的油烟浓度，以及其所含的主要几类有机物的浓度。统计结果如图6、图7所示。

[0087] 如图6所示，虽然存在动态的波动，油烟总浓度在经过本发明的净化装置后显著降低，油烟去除效率达到80％左右。

[0088] 如图7所示，经过本发明的净化装置净化处理后，油烟中的几类主要有机物成分，如乙酸C2H4O2、己醛C6H12O、庚烯醛C7H12O、癸二烯醛C10H16O等浓度均出现了不同程度的显著降低，验证了本发明的净化装置的油烟净化能力。

[0089] 本发明微波等离子体炬阵列的净化功率具有可控性，即根据油烟进风量及油烟浓度的大小，采用控制算法自动调整等离子体炬阵列的功率分配与输出，使设备工作能耗和净化效果达到最佳的平衡状态，在保证油烟净化率的前提下，有效降低设备能耗。本发明根据净化箱出口处残氧检测值，运用串级控制算法调整空气补充量，提供富氧环境，确保油烟中有机物的充分氧化，最终净化产物为H2O和CO2。

[0090] 本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。