CN117420278B - 一种食品烘干物水分检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品烘干物水分检测系统及其检测方法，涉及水分检测技术领域，本发明提供的食品烘干物水分检测系统及其检测方法，通过水分检测探针可穿刺入烘干托盘上烘干物的内部，进行微观层面的水分检测，可有效检测大体积的食品内部是否烘干充分；可根据水分检测探针的位置得到烘干物水分达标分布情况，可以检测出是否烘干均匀，若出现某处的水分达标明显异常，可及时调整烘干物的位置，避免欠烘干或过烘干的情况，有效提高食品烘干物的品质。
Description
技术领域
本发明涉及水分检测技术领域，具体涉及一种食品烘干物水分检测系统及其检测方法。
背景技术
现有的烘干物水分检测系统通常只能从整体层面采集烘干物的水分情况，如利用烘干前后的重量差异判断载物上烘干物整体的水分蒸发情况等，得到的检测结果通常为宏观层面的数据，适用于颗粒级被烘干物的筛分，但该种方法应用于食品加工时则存在弊端，通常需要加工烘干的食品如辣椒等，体积远大于颗粒级被烘干物，因其体积过大可能出现烘干不充分、烘干不均等问题，导致食品在后续的加工、转运、仓储过程中易腐烂霉变，造成严重的财产损失和资源浪费；若为了确保水分完全蒸发，则容易出现过烘干的问题，使得食品品质大打折扣。现有的基于宏观层面的烘干物水分检测难以满足食品烘干检测的需求，急需微观层面的烘干物水分检测技术。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，本发明提供一种食品烘干物水分检测系统及其检测方法，通过水分检测探针可穿刺入烘干托盘上烘干物的内部，进行微观层面的水分检测，可有效检测大体积的食品内部是否烘干充分；可根据水分检测探针的位置得到烘干物水分达标分布情况，可以检测出是否烘干均匀，若出现某处的水分达标明显异常，可及时调整烘干物的位置，避免欠烘干或过烘干的情况，有效提高食品烘干物的品质。
本发明采用的技术方案如下：
一种食品烘干物水分检测系统，包括烘干箱，所述烘干箱内间隔布置有若干支撑架，所述支撑架上可承载烘干托盘，所述支撑架层叠设置，每层支撑架上方对应设有烘干物水分检测单元，所述烘干物水分检测单元包括水分检测探针和探针驱动装置；所述探针驱动装置可驱动水分检测探针沿竖直方向朝烘干托盘穿刺，所述水分检测探针的极限最低位与烘干托盘的上表面之间的间距大于等于零；所述水分检测探针可穿刺入烘干托盘内的烘干物，并采集烘干物内的水分信息，所述水分检测探针信号连接于控制系统，所述探针驱动装置信号连接于控制系统，且所述探针驱动装置受控于控制系统，所述控制系统可依据水分检测探针传递的水分数据值计算得到烘干物水分达标率和/或烘干物水分达标分布情况。
进一步地，所述烘干物水分检测单元还包括落针位检测装置，所述落针位检测装置与水分检测探针一一对应，所述落针位检测装置可检测水分检测探针的落针位是否存在烘干物，所述落针位检测装置信号连接控制系统。
进一步地，所述水分检测探针上设有压力检测装置，所述压力检测装置信号连接于控制系统。
进一步地，所述烘干箱的进气口在下、出气口在上，所述进气口连接有热气源，所述烘干箱内可形成自下而上的烘干风流，所述烘干托盘上排列有若干烘干孔。
进一步地，多个所述烘干孔均匀环设于落针位。
进一步地，每个所述落针位对应有四个烘干孔，四个烘干孔呈正方形排布，所述落针位设于正方形的中心。
进一步地，所述进气口处设有气流分散板，所述气流分散板与烘干箱底板间隔布置，所述气流分散板与烘干箱底板之间形成有分气空腔，所述进气口连通于分气空腔，所述气流分散板上均布有若干分气孔。
进一步地，所述进气口处设有流量调节阀，所述流量调节阀信号连接于控制系统，且所述流量调节阀受控于控制系统。
一种食品烘干物水分检测方法，包括如下步骤：
烘干步骤：将待烘干的食品平铺于烘干托盘，将烘干托盘放入烘干箱内进行烘干，形成烘干物；
落针步骤：探针驱动装置驱动水分检测探针朝下方穿刺烘干托盘上的烘干物；
数据处理步骤：水分检测探针采集烘干物内的水分信息，并将采集到的水分数据值传递至控制系统，控制系统将水分数据值与烘干阈值进行对比，并依照对比结果判断对应水分检测探针所检测的烘干物水分是否达标，控制系统汇总所有达标的水分数据值，并计算烘干物水分达标率，控制系统对每一个水分检测探针的位置进行编号，通过汇总的水分数据值得到烘干物水分达标分布情况；
反馈调节步骤：控制系统依据烘干物水分的达标率控制热气源的流量和/或热气源的温度，和/或依据水分达标的分布情况调整烘干物的位置。
进一步地，在落针步骤之前，还包括
落针点检测步骤：通过落针位检测装置检测落针位是否存在烘干物，若存在，则进行下一步，否则，向控制系统传递信号，控制系统标记对应水分检测探针的数据为无效数据；
在落针步骤和数据处理步骤之间，还包括
压力核准步骤：压力检测装置将落针后水分检测探针受到向上的压力数据值传递至控制系统，控制系统将压力数据值与压力阈值进行对比，并依照对比结果判断压力数据值是否达标，若达标，则进行下一步，否则，控制系统标记该水分检测探针的数据为无效数据；
在数据处理步骤中，剔除无效数据，分析剩余的有效数据得到烘干物水分是否达标、烘干物水分达标率、以及烘干物水分达标分布情况。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过水分检测探针可穿刺入烘干托盘上烘干物的内部，进行微观层面的水分检测，可有效检测大体积的食品内部是否烘干充分。
本发明可根据水分检测探针的位置得到烘干物水分达标分布情况，可以检测出是否烘干均匀，若出现某处的水分达标明显异常，可及时调整烘干物的位置，避免欠烘干或过烘干的情况，有效提高食品烘干物的品质。
本发明通过落针位检测装置，可有去除落针位不存在烘干物的数据值，使得检测结果更为精准。
本发明通过压力检测装置，可有去除水分检测探针未有效穿刺烘干物部分的数据值，使得检测结果更为精准。
本发明的烘干孔环设于落针位，配合自下而上的烘干气流，可在进行烘干同时，实现对烘干物位置的调节，使得烘干物集中于落针位，确保水分检测探针的有效穿刺率。
本发明的气流分散板可实现热气源的均匀分布，确保食品烘干均匀。
附图说明
图1是本发明食品烘干物水分检测系统的结构示意图；
图2是本发明关于图1中A区域的局部放大图；
图3是本发明烘干托盘的俯视图。
图中标记：1-烘干箱，101-进气口，102-出气口，2-支撑架，3-烘干托盘，301-烘干孔，4-烘干物水分检测单元，401-水分检测探针，402-落针位检测装置，403-压力检测装置，5-落针位，6-气流分散板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种食品烘干物水分检测系统，如图1-3所示，包括烘干箱1，所述烘干箱1内间隔布置有若干支撑架2，所述支撑架2上可承载烘干托盘3，所述支撑架2层叠设置，每层支撑架2上方对应设有烘干物水分检测单元4，所述烘干物水分检测单元4包括水分检测探针401和探针驱动装置；所述探针驱动装置可驱动水分检测探针401沿竖直方向朝烘干托盘3穿刺，所述水分检测探针401的极限最低位与烘干托盘3的上表面之间的间距大于等于零；所述水分检测探针401可穿刺入烘干托盘3内的烘干物，并采集烘干物内的水分信息，所述水分检测探针401信号连接于控制系统，所述探针驱动装置信号连接于控制系统，且所述探针驱动装置受控于控制系统，所述控制系统可依据水分检测探针401传递的水分数据值计算得到烘干物水分达标率和烘干物水分达标分布情况。
所述烘干物水分检测单元4还包括落针位检测装置402，所述落针位检测装置402与水分检测探针401一一对应，所述落针位检测装置402可检测水分检测探针401的落针位5是否存在烘干物，所述落针位检测装置402信号连接控制系统。优选地，所述落针位检测装置402为光电传感器，即落针位5若未被烘干物遮挡，则判断落针位5未有烘干物，即该对应的水分检测探针401无法采集到有效数据值，故可依据落针位检测装置402标记无效数据。
所述水分检测探针401上设有压力检测装置403，所述压力检测装置403信号连接于控制系统。当水分检测探针401刺入烘干物时，压力检测装置403会受压，若当前落针位5不存在烘干物或者水分检测探针401未有效穿刺入烘干物内，则压力检测装置403无压力数据值，或者压力数据值异常，故可依据压力检测装置403采集的压力数据值标记无效数据，具体地说，在计算烘干物水分达标率和分析烘干物水分达标分布情况时可将该无效数据删除，以确保检测结果更为精准。
所述烘干箱1的进气口101在下、出气口102在上，所述进气口101连接有热气源，所述烘干箱1内可形成自下而上的烘干风流，如图1中箭头方向所示，所述烘干托盘3上排列有若干烘干孔301。
多个所述烘干孔301均匀环设于落针位5。
每个所述落针位5对应有四个烘干孔301，四个烘干孔301呈正方形排布，所述落针位5设于正方形的中心。
具体地说，配合自下而上的烘干气流，可在进行烘干同时，实现对烘干物位置的调节，即将烘干孔301处的烘干物顶起，使得烘干物集中于落针位5，确保水分检测探针401的有效穿刺率。
所述进气口101处设有气流分散板6，所述气流分散板6与烘干箱1底板间隔布置，所述气流分散板6与烘干箱1底板之间形成有分气空腔，所述进气口101连通于分气空腔，所述气流分散板6上均布有若干分气孔。具体地说，气流分散板6可实现热气源的均匀分布，确保食品烘干均匀。
所述进气口101处设有流量调节阀，所述流量调节阀信号连接于控制系统，且所述流量调节阀受控于控制系统。
实施例2
一种食品烘干物水分检测方法，包括如下步骤，如图1-3所示：
烘干步骤：将待烘干的食品平铺于烘干托盘3，将烘干托盘3放入烘干箱1内进行烘干，形成烘干物；
落针点检测步骤：通过落针位检测装置402检测落针位5是否存在烘干物，若存在，则进行下一步，否则，向控制系统传递信号，控制系统标记对应水分检测探针401的数据为无效数据；
落针步骤：探针驱动装置驱动水分检测探针401朝下方穿刺烘干托盘3上的烘干物；
压力核准步骤：压力检测装置403将落针后水分检测探针401受到向上的压力数据值传递至控制系统，控制系统将压力数据值与压力阈值进行对比，并依照对比结果判断压力数据值是否达标，若达标，则进行下一步，否则，控制系统标记该水分检测探针401的数据为无效数据；
数据处理步骤：水分检测探针401采集烘干物内的水分信息，并将采集到的水分数据值传递至控制系统，控制系统剔除无效数据，剩余数据值为有效数据，将有效数据的水分数据值与烘干阈值进行对比，并依照对比结果判断对应水分检测探针401所检测的烘干物水分是否达标，控制系统汇总所有达标的水分数据值，并计算烘干物水分达标率，控制系统对每一个水分检测探针401的位置进行编号，通过汇总的水分数据值得到烘干物水分达标分布情况；
反馈调节步骤：控制系统依据烘干物水分的达标率控制热气源的流量和热气源的温度，并依据水分达标的分布情况调整烘干物的位置。
本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (6)
1.一种食品烘干物水分检测系统，包括烘干箱，所述烘干箱内间隔布置有若干支撑架，所述支撑架上可承载烘干托盘，其特征在于，所述支撑架层叠设置，每层支撑架上方对应设有烘干物水分检测单元，所述烘干物水分检测单元包括水分检测探针和探针驱动装置；所述探针驱动装置可驱动水分检测探针沿竖直方向朝烘干托盘穿刺，所述水分检测探针的极限最低位与烘干托盘的上表面之间的间距大于等于零；所述水分检测探针可穿刺入烘干托盘内的烘干物，并采集烘干物内的水分信息，所述水分检测探针信号连接于控制系统，所述探针驱动装置信号连接于控制系统，且所述探针驱动装置受控于控制系统，所述控制系统可依据水分检测探针传递的水分数据值计算得到烘干物水分达标率和/或烘干物水分达标分布情况；所述烘干物水分检测单元还包括落针位检测装置，所述落针位检测装置与水分检测探针一一对应，所述落针位检测装置可检测水分检测探针的落针位是否存在烘干物，所述落针位检测装置信号连接于控制系统；所述水分检测探针上设有压力检测装置，所述压力检测装置信号连接于控制系统；所述烘干箱的进气口在下、出气口在上，所述进气口连接有热气源，所述烘干箱内可形成自下而上的烘干风流，所述烘干托盘上排列有若干烘干孔；多个所述烘干孔均匀环设于落针位；多个所述落针位行列排布于烘干托盘，多个所述水分检测探针对应落针位行列排布于烘干物水分检测单元。
2.如权利要求1所述的食品烘干物水分检测系统，其特征在于，每个所述落针位对应有四个烘干孔，四个烘干孔呈正方形排布，所述落针位设于正方形的中心。
3.如权利要求1所述的食品烘干物水分检测系统，其特征在于，所述进气口处设有气流分散板，所述气流分散板与烘干箱底板间隔布置，所述气流分散板与烘干箱底板之间形成有分气空腔，所述进气口连通于分气空腔，所述气流分散板上均布有若干分气孔。
4.如权利要求1所述的食品烘干物水分检测系统，其特征在于，所述进气口处设有流量调节阀，所述流量调节阀信号连接于控制系统，且所述流量调节阀受控于控制系统。
5.一种食品烘干物水分检测方法，应用于如权利要求1-4任一所述的食品烘干物水分检测系统，其特征在于，包括如下步骤：
烘干步骤：将待烘干的食品平铺于烘干托盘，将烘干托盘放入烘干箱内进行烘干，形成烘干物；
落针步骤：探针驱动装置驱动水分检测探针朝下方穿刺烘干托盘上的烘干物；
数据处理步骤：水分检测探针采集烘干物内的水分信息，并将采集到的水分数据值传递至控制系统，控制系统将水分数据值与烘干阈值进行对比，并依照对比结果判断对应水分检测探针所检测的烘干物水分是否达标，控制系统汇总所有达标的水分数据值，并计算烘干物水分达标率，控制系统对每一个水分检测探针的位置进行编号，通过汇总的水分数据值得到烘干物水分达标分布情况；
反馈调节步骤：控制系统依据烘干物水分的达标率控制热气源的流量和/或热气源的温度，和/或依据水分达标的分布情况调整烘干物的位置。
6.如权利要求5所述的食品烘干物水分检测方法，其特征在于，在落针步骤之前，还包括
落针点检测步骤：通过落针位检测装置检测落针位是否存在烘干物，若存在，则进行下一步，否则，向控制系统传递信号，控制系统标记对应水分检测探针的数据为无效数据；
在落针步骤和数据处理步骤之间，还包括
压力核准步骤：压力检测装置将落针后水分检测探针受到向上的压力数据值传递至控制系统，控制系统将压力数据值与压力阈值进行对比，并依照对比结果判断压力数据值是否达标，若达标，则进行下一步，否则，控制系统标记该水分检测探针的数据为无效数据；
在数据处理步骤中，剔除无效数据，分析剩余的有效数据得到烘干物水分是否达标、烘干物水分达标率、以及烘干物水分达标分布情况。
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