CN104188071A - 隧道式蔬菜微波烘干机及其自动防空载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道式蔬菜微波烘干机及其自动防空载方法。它包括输送系统、加热器、防空载控制系统，加热器固定在输送系统上，加热器包括波导、排湿风机、磁控管、搅拌器等，搅拌器、磁控管固定在波导的箱体顶部，波导顶部一端设排湿口并与排湿风机连接；防空载控制系统包括计算机、控制台、工业相机，工业相机安装在波导另一端顶部，工业相机实时获取烘干烘内物料输入端白色输送带上的RGB图像，并利用计算机进行处理图像，获得白色输送带上每个无物料区域面积，当单个无物料区域面积大于设定的空载面积时，控制台使磁控管停止工作，保护了磁控管和输送带，否则磁控管正常运行。整机烘干过程自动化，生产率高，满足不同农产品烘干加工要求。

Description

隧道式蔬菜微波烘干机及其自动防空载方法

技术领域

本发明涉及一种农产品加工机械，尤其涉及一种用于蔬菜烘干的隧道式蔬菜微波烘干机及其自动防空载方法。

背景技术

干燥作为农产品保藏的重要手段之一，经脱水干燥的农产品具有方便、健康、毋须冷藏及运输费用低等优点，农产品采后进行干燥处理对保障质量、减少损失具有十分重要的意义。目前，干燥方法主要有热风干燥、真空干燥、冷冻干燥和微波干燥等，但现常用的热风干燥耗时长、速度慢，由表及里形成负的温度梯度，不利于水分蒸发，干燥表层先干会阻碍内部水分的扩散，干燥品质得不到保障；真空干燥、冷冻干燥干燥温度较低，可在一定程度上保留食品的色、香、味及营养成分，但其传热速度慢，干燥时间较长，成本极高。微波干燥由物料内部产生热量，内部蒸汽迅速产生，形成压力梯度，干燥过程中温度梯度、传热和蒸汽压迁移方向均是由内到外，干燥速度快、干燥时间短；但由于农产品均匀性差，一些农产品甚至在干燥的输送过程中出现积堆或无进料，导致输送带出现较大面积无物料的区域，从而造成磁控管空载运行，一方面会损坏磁控管，使用设备故障，另一方空载时较大面积无物料的输送带会导致输送带过热甚至烧损。因此，特别需要研制一种能够针对农产品物料特性的能够自动防空载的隧道式蔬菜微波烘干机，对烘干过程中输送带是否缺少物料的进行全面、实时、精准监控，及时增加或减小微波功率，保证设备安全运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服由于农产品均匀性差在干燥过程中的易出现积堆、输送带裸漏现象，造成磁控空载运行，损坏磁控管、烧损输送带等缺点， 提供一种隧道式蔬菜微波烘干机及其自动防空载方法。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：

隧道式蔬菜微波烘干机包括输送系统、加热器、防空载控制系统，加热器固定在输送系统上方；

输送系统包括从动滚筒、下料斗、机架、白色输送带、支撑滚轮、输送电动机、主动滚筒，从动滚筒、主动滚筒通过轴承支座分别固定在机架两端，从动滚筒、主动滚筒与白色输送带构成带传输系统，多个支撑滚轮均匀固定在机架的两条纵梁上、白色输送带下方，输送电动机固定在机架安装主动滚筒一端的下部，输送电动机与主动滚筒采用链传动连接；下料斗固定在机架另一端白色输送带上方；

加热器包括波导、观察窗、排湿风机、磁控管、搅拌器、顶盖，波导包括反射底板、箱体，箱体为长方体形箱式结构且下部无底，箱体固定在机架上，在箱体物料输出一端上部设有锥台形排湿口，反射底板为平板并固定在机架的两条纵梁之间的上部、白色输送带下方；顶盖固定在箱体上部，排湿风机固定在顶盖上，箱体的排湿口通过管道与排湿风机入口连接；观察窗设于箱体一侧，六只磁控管成两列固定在箱体上部，磁控管的能量输出器置于箱体内部；搅拌器固定在箱体纵向中心上方；

防空载控制系统包括计算机1、控制台、工业相机，工业相机固定在箱体上部物料输入一端的中心；

隧道式蔬菜微波烘干机自动防空载方法包括：

1)图像采集：控制台的PLC控制器根据白色输送带的速度控制工业相机图像采集的频率，使工业相机采集到箱体内物料输入端一定长度白色输送带的RGB图像，然后计算机从工业相机中获取所采集的图像文件；

2)图像处理：计算机利用图像处理软件，基于待烘干蔬菜颜色与白色输送带颜色的差异，对 RGB图像进行灰度化处理，然后进行灰度阈值分割、噪声去除，获得图像中裸露白色输送带的区域，计算每一个白色区域面积；

3)空载控制：当单个白色区域面积大于设定的空载面积，计算机向控制台发出指令，控制台通过继电器切断磁控制管的电源，实现防空载运行；当单个白色区域面积小于设定的空载面积，控制台2控制磁控制管正常运行。

本发明利用工业相机实时将烘干箱体输入端输送带上物料的图像传输至计算机，通过计算机计算输送带上每个无物料区域面积并与设定为空载的设定面积进行比较，当单个无物料的区域面积大于设定的空载面积时，控制台关闭磁控管，在物料进入烘干箱体初期就切断了磁控管的微波能输出，从而防止了磁控管空载运行；同时，在烘干箱体内设置了旋转式搅拌器，烘干过程中以一定频率转动，从而使箱体内的微波不断改变方向，提高了微波的均匀性，也防止了局部无物料区域持续获得较高的微波能，从而保护了输送带。整机烘干过程自动化，生产率高，无物料时自动切断微波输出，运行安全可靠，满足不同农产品烘干加工要求。

本发明实时监测烘干箱体输入端输送带上有无物料并判断是否达到空载，达到空载时及时断开磁控管电源，防止磁控管空载运行；同时，通过烘干箱体内设置了搅拌器，使微波能在物料上分布更加均匀，防止了局部微波能集中，保证了农产品在烘干过程中物料温度均匀，保证了烘干时蔬菜的表观色泽、营养成分，从而提高了了农产品干燥的品质，烘干过程自动化，生产效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是隧道式蔬菜微波烘干机的主视图；

图2是隧道式蔬菜微波烘干机加热器的俯视图；

图3是隧道式蔬菜微波烘干机及其自动防空载方法的控制电路图；

图中：计算机1、控制台2、从动滚筒3、下料斗4、机架5、白色输送带6、支撑滚轮7、反射底板8、观察窗9、箱体10、输送电动机11、变频器12、主动滚筒13、排湿风机14、磁控管15、搅拌器16、工业相机17、顶盖18。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，隧道式蔬菜微波烘干机包括输送系统、加热器、防空载控制系统，加热器固定在输送系统上方；

输送系统包括从动滚筒3、下料斗4、机架5、白色输送带6、支撑滚轮7、输送电动机11、主动滚筒13，从动滚筒3、主动滚筒13通过轴承支座分别固定在机架5两端，从动滚筒3、主动滚筒13与白色输送带6构成带传输系统，多个支撑滚轮7均匀固定在机架5的两条纵梁上、白色输送带6下方，输送电动机11固定在机架5安装主动滚筒13一端的下部，输送电动机11与主动滚筒13采用链传动连接；下料斗4固定在机架5另一端白色输送带6上方；

加热器包括波导、观察窗9、排湿风机14、磁控管15、搅拌器16、顶盖18，波导包括反射底板8、箱体10，箱体10为长方体形箱式结构且下部无底，箱体10固定在机架5上，在箱体10物料输出一端上部设有锥台形排湿口，反射底板8为平板并固定在机架5的两条纵梁之间的上部、白色输送带6下方；顶盖20固定在箱体10上部，排湿风机14固定在顶盖20上，箱体10的排湿口通过管道与排湿风机14入口连接；观察窗9设于箱体10一侧，六只磁控管15成两列固定在箱体10上部，磁控管15的能量输出器置于箱体10内部；搅拌器16固定在箱体10纵向中心上方；

防空载控制系统包括计算机1、控制台2、工业相机17，工业相机17固定在箱体10上部物料输入一端的中心；

隧道式蔬菜微波烘干机自动防空载方法包括：

1)图像采集：控制台2的PLC控制器根据白色输送带6的速度控制工业相机17图像采集的频率，使工业相机17采集到箱体10内物料输入端一定长度白色输送带6的RGB图像，然后计算机1从工业相机17中获取所采集的图像文件；

2)图像处理：计算机1利用图像处理软件，基于待烘干蔬菜颜色与白色输送带6颜色的差异，对 RGB图像进行灰度化处理，然后进行灰度阈值分割、噪声去除，获得图像中裸露白色输送带6的区域，计算每一个白色区域面积；

3)空载控制：当单个白色区域面积大于设定的空载面积，计算机1向控制台2发出指令，控制台2通过继电器切断磁控制管15的电源，实现防空载运行；当单个白色区域面积小于设定的空载面积，控制台2控制磁控制管15正常运行。

本发明的工作过程：开启整个烘干机，通过计算机1设定白色输送带6的线速度，然后将待烘干物料加入至下料斗4，下部的物料随白色输送带6前进被向前输送，然后进入箱体10，控制台2控制排湿风机14、工业相机17、搅拌器16 工作，控制台2的根据白色输送带6的速度控制工业相机17图像采集的频率，工业相机17采集箱体10内物料输入端一定长度白色输送带6上的RGB图像，然后计算机1从工业相机17中获取图像文件并进行图像处理，获得图像中裸漏白色输送带6的区域，当单个白色区域面积大于设定的空载面积，计算机1向控制台2发出指令，控制台2通过继电器切断磁控制管15的电源，实现防空载运行；当单个白色区域面积小于设定的空载面积，控制台2控制磁控制管15正常运行，磁控管15将电能转换为微波能并以是电磁波的形式穿透物料，经反射底板8折射至箱体10、搅拌器18上并再次折射穿过物料，再经反射底板8折射，搅拌器18的摆动改变了微波能的传递方向，使箱体10内的微波能更加均匀，微波能穿过物料时物料被加热，其水分蒸发出来，排温风机及时将水蒸汽排出，物料被烘干。

Claims (2)

1.一种隧道式蔬菜微波烘干机，其特征在于包括输送系统、加热器、防空载控制系统，加热器固定在输送系统上方；

输送系统包括从动滚筒(3)、下料斗(4)、机架(5)、白色输送带(6)、支撑滚轮(7)、输送电动机(11)、主动滚筒(13)，从动滚筒(3)、主动滚筒(13)通过轴承支座分别固定在机架(5)两端，从动滚筒(3)、主动滚筒(13)与白色输送带(6)构成带传输系统，多个支撑滚轮(7)均匀固定在机架(5)的两条纵梁上、白色输送带(6)下方，输送电动机(11)固定在机架(5)安装主动滚筒(13)一端的下部，输送电动机(11)与主动滚筒(13)采用链传动连接；下料斗(4)固定在机架(5)另一端白色输送带(6)上方；

加热器包括观察窗(9)、排湿风机(14)、磁控管(15)、搅拌器(16)、顶盖(18)，波导包括反射底板(8)、箱体(10)，箱体(10)为长方体形箱式结构且下部无底，箱体(10)固定在机架(5)上，在箱体(10)物料输出一端上部设有锥台形排湿口，反射底板(8)为平板并固定在机架(5)的两条纵梁之间的上部、白色输送带(6)下方；顶盖(20)固定在箱体(10)上部，排湿风机(14)固定在顶盖(20)上，箱体(10)的排湿口通过管道与排湿风机(14)入口连接；观察窗(9)设于箱体(10一侧，六只磁控管(15)成两列固定在箱体(10)上部，磁控管(15)的能量输出器置于箱体(10)内部；搅拌器(16)固定在箱体(10)纵向中心上方；

防空载控制系统包括计算机(1)、控制台(2)、工业相机(17)，工业相机(17)固定在箱体(10)上部物料输入一端的中心。

2.一种如权利要求1所述隧道式蔬菜微波烘干机自动防空载方法，其特征在于包括：

1)图像采集：控制台(2)的PLC控制器根据白色输送带(6)的速度控制工业相机(17)图像采集的频率，使工业相机(17)采集到箱体(10)内物料输入端一定长度白色输送带(6)的RGB图像，然后计算机(1)从工业相机(17)中获取所采集的图像文件；

2)图像处理：计算机(1)利用图像处理软件，基于待烘干蔬菜颜色与白色输送带(6)颜色的差异，对 RGB图像进行灰度化处理，然后进行灰度阈值分割、噪声去除，获得图像中裸露白色输送带(6)的区域，计算每一个白色区域面积；

3)空载控制：当单个白色区域面积大于设定的空载面积，计算机(1)向控制台(2)发出指令，控制台(2)通过继电器切断磁控制管(15)的电源，实现防空载运行；当单个白色区域面积小于设定的空载面积，控制台(2)控制磁控制管(15)正常运行。