[发明专利]一种可实时测量物料色泽和形态变化的干燥装置

说明书

本发明提供了一种可实时测量物料色泽和形态变化的干燥装置，解决现有干燥装置无法同时测量物料颜色和形态变化，并缺乏在线检测的能力的问题，该装置包括物料干燥称量系统、气流循环系统、温湿度控制系统和双目立体视觉系统，物料干燥称量系统包括电子天平、设置于电子天平上的物料支架和设置于物料支架上的物料料盘，气流循环系离心风机、干燥室和连通离心风机与干燥室的气流循环管道，双目立体视觉系统设置于物料干燥称量系统上方，本发明可精确控制干燥温度、气流风速和空气湿度等干燥参数，并通过双目立体视觉系统和物料干燥称重系统实现对物料干燥过程中色泽、三维立体形态以及含水率的在线检测。

技术领域

本发明涉及农产品加工技术领域，尤其涉及一种可实时测量物料色泽和形态变化的干燥装置。

背景技术

干燥是农产品加工的重要环节。在干燥过程中，除了物料水分不断减少外，物料色泽以及形态也在实时发生变化。色泽是农产品最重要的品质指标之一，消费者可以通过产品色泽立即对其质量进行判断，色泽的好坏直接决定其商品价值的高低。物料在干燥加工过程的色泽变化，往往预示着褐变反应发生、热敏性物质降解、甚至某些风味物质的形成，因此可通过监测物料在干燥过程中色泽的变化来判断和控制其品质变化。为了测量物料在干燥过程中的色泽，一般要将物料从干燥设备中取出，不可避免的破坏干燥室的温湿度状态，很难实现在线实时测试。

农产品物料通常含有丰富的孔隙结构，在干燥过程中随着水分的散失，物料中毛细管在应力作用下发生缩小甚至塌陷，从而导致在宏观上发生明显的卷曲、收缩现象。农产品外观形态也是重要的品质参数之一，且与后期包装以及进一步加工有密切的关系。现有测试物料收缩的方法多采用置换法，即将物料浸没到液体或固体中，通过浸没前后的体积差来计算物料的体积。以这种方法得到的是物料总体积，无法反映物料的三维形态变化，实际应用价值较小。再者，传统的置换法操作较为繁琐，也很难实现动态测量。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供一种可实时测量物料色泽和形态变化的干燥装置，解决现有干燥装置无法同时测量物料颜色和形态变化，并缺乏在线检测的能力的问题，该装置可精确控制干燥温度、气流风速和空气湿度等干燥参数，并通过双目立体视觉系统和物料干燥称重系统实现对物料干燥过程中色泽、三维立体形态以及含水率的在线检测。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种可实时测量物料色泽和形态变化的干燥装置，其特征在于，包括物料干燥称量系统、气流循环系统、温湿度控制系统和双目立体视觉系统；

所述物料干燥称量系统包括电子天平、设置于电子天平上的物料支架和设置于物料支架上的物料料盘；

所述气流循环系统包括离心风机、干燥室和连通离心风机与干燥室的气流循环管道，以使气体在离心风机和干燥室之间循环，所述干燥室包括相对设置的顶壁和底壁，所述顶壁上开口并在开口处嵌入石英玻璃，所述底壁上开孔用于使物料支架通过，使料盘处于干燥室内；所述气流循环管道上靠近所述离心风机的进风口处设有加湿孔和进气孔，靠近所述干燥室的出风口处设有排湿孔；

所述双目立体视觉系统包括双目相机、结构光源和图像处理计算机，所述双目相机和结构光源位于干燥室顶壁的开口上方，结构光源以与水平面10～45°的夹角射入干燥室内，所述图像处理计算机与双目相机电连接；

所述温湿度控制系统包括输出控制模块、温湿度传感器、加热装置、蒸汽发生器和排湿风机，所述蒸汽发生器通过蒸汽管道和所述排湿孔与气流循环管道连通，所述蒸汽管道上设有电磁阀；所述加热装置设于气流循环管道上位于离心风机的出风口与干燥室的进风口之间；所述排湿风机设置于排湿孔处，所述温湿度传感器设置于料盘的侧上方，用于测量干燥室内的温度和湿度，所述输出控制模块与温湿度传感器、加热装置、电磁阀和排湿风机电连接，所述输出控制模块根据从温湿度传感器接收的信号，通过控制电加热片、电磁阀和排湿风机以精确控制干燥室内的干燥温度、气流风速和空气湿度。