CN109122943B - 一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及茶叶加工设备技术领域，提供一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，包括平带式输送线、微波烘干本体和控制中心，微波烘干本体安装在平带式输送线的中部，还包括高光谱检测装置和自动回料结构，高光谱检测装置固定在工作台，工作台设置在平带式输送线的传送末端，且高光谱检测装置与微波烘干本体的控制中心之间采用ModBus协议进行数据通信；自动回料结构包括支撑单元、移动单元和载物单元，支撑单元平行设置在平带式输送线侧边；本发明解决了现有烘干装置不具备水分检测设备，根据主观判断调整，操作不便，难易实现准确的参数设置问题，同时解决了不符合烘干标准的茶叶掺杂在一起，影响整体品质的问题。
Description
技术领域
本发明涉及茶叶加工设备技术领域，具体涉及一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机。
背景技术
茶叶的烘干工艺：是稳定茶叶品质，补充杀青效果的作用，使茶叶达到较长时间的贮藏而不变质。
微波烘干设备又称微波烘干机，它是一种用来烘干食品，药材，木材，建材，纸板等物料的微波机，与传统烘干设备相比，微波烘干设备的特点是：烘干速度快，效率高，环保节能，是响应低碳经济的新型设备。它的工作原理是利用微波的穿透性加热提高物料的温度，使物料中的水分汽化蒸发，蒸发出来的水蒸汽由排湿系统排走而达到烘干物料的目的。平带式倍速链体配合微波烘干设备的烘干使用，是现在茶叶自动化生产的最后的工艺加工设备。
烘干作为茶叶制作中关键工序，在去除多余水分的同时形成不同的感官品质。其中茶叶在烘干工序结束时其内部水分的含量是影响紧缩茶条，使毛茶充分干燥，防止非酶促氧化，保持品质的关键，因此在自动化烘干的过程中，微波烘干机的微波频率，以及倍速链体的行进速度带来的烘干时间，是重要决定参数，现有技术的对这边参数控制和改变均是根据经验进行不断地实现调整和改变，根据主观判断调整，操作不便，难易实现准确的参数设置，从而无法保证烘干工艺后茶叶的品质，同时不符合烘干标准的茶叶掺杂在一起，影响整体品质。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，解决了现有烘干装置不具备水分检测设备，根据主观判断调整，操作不便，难易实现准确的参数设置问题，同时解决了不符合烘干标准的茶叶掺杂在一起，影响整体品质的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，包括用以输送茶叶的平带式输送线和用以对输送线上的茶叶进行烘干的微波烘干本体，所述输送线从微波烘干本体的内部穿过，其特征在于，还包括用以对烘干后的茶叶进行检测的高光谱检测装置和用以将不符合湿度要求的茶叶重新运送到输送线的进料端的自动回料结构，所述自动回料结构包括设置在输送线一侧且沿着输送线的输送方向延伸的支撑单元、能够在支撑单元的两端之间来回移动的移动单元以及固定在移动单元上的载物单元。
优选地，支撑单元包括沿着输送线延伸的支撑架、支撑在支撑架上的支撑板和支撑在支撑板两端的支座，支撑板沿着输送线的出料端向进料端的方向向上倾斜设置。
优选地，移动单元包括导向杆、滑动配合到导向杆上的滑块、与滑块固定连接的U型架，所述载物单元固定在U型架上，所述导向杆的两端分别支撑在所述支座上。
优选地，所述导向杆具有两根，每根导向杆的两端分别固定在支座上，在每根导向杆上设置有滑块。
优选地，所述移动单元还包括固定在支撑板上且沿着支撑板延伸的齿条以及固定在U型架上且与齿条啮合的齿轮，在所述U型架上设置有与齿轮传动连接的电机。
优选地，所述U型架的一侧位于支撑板的上方，另一侧位于支撑板的下方，中间部位位于输送线和支撑板之间，所述载物单元固定在U型架的下侧。
优选地，载物单元包括设置在U型架的下侧的电动转台和固定在电动转台上的载物槽，所述电动转台能够带动载物槽在水平面内转动。
优选地，载物槽包括框架和设置在框架下侧的板体，所述板体与框架在靠近电动转台的一侧相互铰接，框架在远离铰接位置的一端侧壁上铰接有气缸，气缸的气缸杆与板体相铰接。
优选地，还包括控制中心，所述高光谱检测装置与控制中心能够进行通讯，所述控制中心能够根据高光谱检测装置检测到的数据来控制自动回料结构。
有益效果
本发明提供了一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：
本发明能够根据高光谱检测装置检测到的茶叶的湿度情况实现茶叶的自动回料以对不符合湿度要求的茶叶进行重新烘干。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构前侧透视图；
图2为本发明的整体结构后侧透视图；
图3为本发明的自动回料结构接料状态示意图；
图4为本发明的自动回料结构出料状态示意图；
图5为本发明的自动回料结构透视图；
图6为本发明的自动回料结构的移动单元示意图；
图7为本发明的自动回料结构的载物单元透视图；
图中的标号分别代表：1-平带式输送线；2-微波烘干本；3-控制中心；4-高光谱检测装置；5-工作台；6-自动回料结构；7-支撑单元；8-移动单元；9-载物单元；10-平板电脑；71-支撑架；72-支撑板；73-支座；81-滑块型导向杆；82-齿条；83-U型架；84-滑块；85-齿轮；86-减速电机；91-电动转台；92-载物槽；921-框架；922-板体；923-气缸。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本实施例的一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，参照图1-2；包括用以输送茶叶的平带式输送线1、用以对输送线1上的茶叶进行烘干的微波烘干本体2和控制中心3，微波烘干本体2安装在平带式输送线1的中部(其中，平带式输送线1用于承接上一工序完成的茶叶，同时实现在烘干过程中的输送)，所述控制中心3用以控制输送线1和微波烘干本体2的运行。
所述微波烘干本体2内设置有与控制中心3电连接的微波发生器，所述微波发生器通过发出微波能够对经过其中的茶叶进行加热进而起到干燥的作用，具体的通过微波加热的原理采用现有技术。
所述烘干机还包括用以对茶叶的湿度进行检测的高光谱检测装置4，所述高光谱检测装置4固定在工作台5上，所述工作台5设置在输送线1的一侧且位于微波炉烘干本体2的出口侧，通过手动抓取烘干后的茶叶放入到高光谱检测装置4中进行检测以获取茶叶的湿度。所述高光谱检测装置通过以下方式实现对茶叶湿度的检测：1)获取茶叶的光谱图像；2)对获取茶叶的光谱图像与预先保存的对应不同的湿度的光谱图像进行比较进而获取当前茶叶的湿度值或者湿度范围。所述预先保存的对应不同的湿度的光谱图像可以通过其它的更加准确的方式获取茶叶的湿度以及采用光谱仪获取茶叶当前的光谱图像。通过这种方式，能够简化高光谱检测装置4内的算法，在正常使用时只需要对一些参数进行对比即可。所述高光谱检测装置4能够与控制中心3进行通讯进而能够将检测到的茶叶的湿度传送给控制中心3。当然，也可以将预先保存的对应不同湿度的光谱图像保存在控制中心3内，高光谱检测装置4仅仅用以获取茶叶的光谱图像。
高光谱检测装置4选用模块集成化ALPHA II红外光谱仪，集成有触屏式平板电脑10和专用OPUS-TOUCH用户界面，通过OPUS-TOUCH用户界面完成茶叶水分测试、评价并生成工作报告。其中，ALPHA II红外光谱仪是基于高光谱成像系统模块化集成的产品，其结构小巧、便携，方便使用，为现有技术成品。
触屏式平板电脑10与控制中心3的控制器之间采用ModBus通信，且其内部匹配有组态画面，组态画面可实现对控制器内部参数读写操作。
所述烘干机还包括自动回料结构6，自动回料结构6包括支撑单元7、支撑在支撑单元7上的移动单元8和支撑在移动单元8上的载物单元9，支撑单元7设置在输送线1的沿宽度方向的一侧。
参照图5：支撑单元7包括沿着输送线延伸的支撑架71、支撑在支撑架71上的支撑板72和支撑在支撑板72两端的支座73，支撑板72沿着输送线1的出料端向进料端的方向倾斜向上设置，其较低的一端位于平带式输送线1的输送带的下方，较高的一端位于平带式输送线1的输送带的上方。
参照图6：移动单元8包括导向杆81、滑动配合到导向杆81上的滑块84、与滑块84固定连接的U型架83、固定在支撑板72上且沿着支撑板72延伸的齿条82以及固定在U型架83上且与齿条82啮合的齿轮85，所述U型架83的一侧位于支撑板72的上方，另一侧位于支撑板72的下方，中间部位位于输送线11和支撑板72之间。所述齿轮85可旋转地支撑在U型架83上，并且在U型架83上设置有与齿轮85传动连接的小型减速电机86，小型减速电机86选用RV减速机，其型号为：ZKRV-16E。所述小型减速电机86与控制中心3电连接，所述控制中心3能够控制小型减速电机86旋转进而带动U型架83沿着导向杆81来回移动。
所述导向杆81具有两根，每根导向杆81的两端分别固定在支座73上，在每根导向杆81上设置有滑块84，U型架83同时与两个滑块84相连以保证U型架83仅仅能够沿着导向杆81的轴线方向移动而不会发生转动。
参照图7：载物单元9包括设置在U型架83的下侧的电动转台91和固定在电动转台91上的载物槽92，所述电动转台91能够带动载物槽92在水平面内转动。通过电动转台91，当载物槽92位于移动单元8较低的一端时，可以将载物槽92旋转到输送线11的出料端的下方进而能够接收茶叶，当载物槽92移动到移动单元8的较高的一端时，可以将载物槽92旋转到输送线1的进料端的上方进而能够将载物槽92上的茶叶卸到输送线1的出料端。
载物槽92包括框架921和设置在框架921下侧的板体922，所述板体922与框架921在靠近电动转台91的一侧相互铰接，框架921在远离铰接位置的一端侧壁上铰接有气缸923，气缸923的气缸杆与板体922相铰接进而当气缸923的气缸杆缩回时板体922将框架921的下部密封以便于盛放茶叶，当气缸923的气缸杆伸出时板体922相对于框架921向下旋转产生倾斜，进而使载物槽92中的茶叶滑向输送线。
自动回料结构6的原理：其主要用于将水分检测和调控时的茶叶进行自动接收，并同时可实现将这些不符合烘干标准的茶叶自动运送至平带式输送线1的进料端，实现自动化的二次烘干；参照图3-4，载物单元9在支撑单元7的低端用于水分检测和调控时的茶叶进行自动接收；移动至高端用于将接受的茶叶重新放回平带式输送线1的前端，进行二次烘干。
自动回料结构6的工作流程：高光谱检测装置4启动检测——载物槽92通过电动转台91转动至平带式输送线1的正下方，用于接受茶叶——检测完成后，电动转台91带动载物槽92逆时针转动180°——小型减速电机86动作，带动载物槽92沿导向杆81移动至支撑单元7的上端——触碰到行程开关后，电动转台91带动载物槽92逆时针转动180°(此时载物槽92位于平带式输送线1进料端的正上方)——气缸923动作，将板体922向下打开，使得茶叶落到平带式输送线1上——短暂延时后，按照上面相反的动作，复位。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，包括平带式输送线、微波烘干本体和控制中心，所述微波烘干本体安装在所述平带式输送线的中部，其特征在于，还包括高光谱检测装置和自动回料结构，所述高光谱检测装置固定在工作台，所述工作台设置在所述平带式输送线的传送末端，且高光谱检测装置与微波烘干本体的控制中心之间采用ModBus协议进行数据通信；所述自动回料结构包括支撑单元、移动单元和载物单元，所述支撑单元平行设置在平带式输送线侧边，所述移动单元固定在所述支撑单元上，并实现沿其长度方向上的往复直线运动，所述载物单元安装在移动单元的底部；
支撑单元包括沿着输送线延伸的支撑架、支撑在支撑架上的支撑板和支撑在支撑板两端的支座，支撑板沿着输送线的出料端向进料端的方向倾斜向上设置，其较低的一端位于平带式输送线的输送带的下方，较高的一端位于平带式输送线的输送带的上方；
移动单元包括导向杆、滑动配合到导向杆上的滑块、与滑块固定连接的U型架、固定在支撑板上且沿着支撑板延伸的齿条以及固定在U型架上且与齿条啮合的齿轮，所述U型架的一侧位于支撑板的上方，另一侧位于支撑板的下方，中间部位位于输送线和支撑板之间，所述齿轮可旋转地支撑在U型架上，并且在U型架上设置有与齿轮传动连接的小型减速电机；
载物单元包括设置在U型架的下侧的电动转台和固定在电动转台上的载物槽，所述电动转台能够带动载物槽在水平面内转动；
所述支撑单元包括支撑架、支撑板和支座，所述支撑板自平带式输送线的末端倾斜向上固定，其低端位于平带式输送线的输送带的下方，上端位于平带式输送线的输送带的上方，所述支座垂直于固定在支撑板顶部的两端；
所述载物单元包括电动转台和载物槽，所述载物槽固定在电动转台的底部，可实现在水平面上的转动；
所述载物槽有内端相互铰接的框架和板体组成，所述框架的外端侧壁上固定有微型伸缩杆，所述微型伸缩杆的伸缩端与板体相连接，所述微型伸缩杆无伸缩时所述框架和板体相贴合。
2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，其特征在于，所述高光谱检测装置选用模块集成化ALPHA II红外光谱仪，集成有触屏式平板电脑和专用OPUS-TOUCH用户界面，通过OPUS-TOUCH用户界面完成茶叶水分测试、评价并生成工作报告。
3.根据权利要求2所述的一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，其特征在于，所述触屏式平板电脑与控制中心的控制器之间采用ModBus通信，且其内部匹配有组态画面，所述组态画面可实现对控制器内部参数读写操作。
4.根据权利要求1所述的一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，其特征在于，所述移动单元包括法兰型滚珠导向轴、齿条和C型架，所述法兰型滚珠导向轴固定在支座之间，所述齿条固定在支撑板的顶部板面上，所述C型架插接在支撑板的一侧，且其上侧通过连接架与法兰型滚珠导向轴的法兰相接，底部固定有所述载物单元，所述齿条上啮合有齿轮，所述齿轮的外部设有小型减速电机。
5.根据权利要求1所述的一种基于高光谱仪茶叶湿度检测的烘干机，其特征在于，所述自动回料结构基于控制中心控制，所述控制中心的控制器为PLC，其CPU型号为226，法兰型滚珠导向轴的两端设有行程开关，所述行程开关接入PLC的数字输入端，小型减速电机接入PLC的数字输出端。
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