[发明专利]一种快速准确判断烘箱内物品干燥程度的方法

权利要求书

1.一种快速准确判断烘箱内物品干燥程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)布置在烘箱内含水量测量敏感点处的温湿度测量模块实时测量温湿度数据；

2)温湿度数据被上传至上位机；

3)上位机写入烘箱内部和潮湿物品三维模型，利用敏感点所在水平面空气含湿量值，通过最大允许误差e_max及允许的平均绝对误差e_MAE判断物品干燥程度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述敏感点由上位机仿真并采用K均值聚类计算得到。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述敏感点通过如下方法获得：

1)建立烘箱内部和内部潮湿物品三维FLUENT模型；

2)确定温湿度测量模块布置高度范围，对建立的模型划分网格；

3)进行仿真并测量温湿度测量模块高度范围内的温湿度值，测量时间间隔在仿真初期最短，随着模型逐渐到达稳态，测量间隔逐渐变大，直至模型到达稳态，获得m个时刻的温湿度数据，其中最后一个时刻为稳态的温湿度数据；

4)选取温湿度测量模块可安装范围内的全部网格，计算每个网格在m个时刻含湿量的最大值和最小值的差d作为该网格的值；

5)对每一个水平面的网格值进行K均值聚类，聚类簇数为k，若聚类中心点不在网格上，则选取离中心点最近的网格作为中心点，计算每个水平面聚类中心点所在网格值的平均值；

6)选取平均值最大的水平面作为温湿度测量平面，平面聚类中心点即为敏感点。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，采用本征正交分解法和快照法对模型进行降阶，确定温湿度测量模块数量，并布置在敏感点处。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，温湿度测量模块的数量通过如下方法确定：

1)建立矩阵Θ₁，Θ₁A＝λA，其中Θ₁为m×m矩阵，θ′_ti为第i个时刻的所述敏感点所在水平面的温度场，A为Θ₁的特征向量，A＝[a₁，a₂…a_m]^T，a_i为线性组合系数，λ为Θ₁的特征值；

2)计算温度测量模块数量p₁，使得其中λ₁≥λ₂≥…≥λ_m；

将上述步骤中的温度场替换为相对湿度场，重复上述步骤，得到相对湿度测量模块数量p₂；

确定所需温湿度测量模块的数量为p，p＝max{p₁，p₂}。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，温湿度测量模块的布置方法如下：

I)若k＜p，对水平面网格值重新聚类，调整聚类簇数为p，所述温湿度测量模块布局在p个聚类中心点所在网格处；

II)若k≥p，将所述敏感点的网格值d进行降序排列，即d₁≥d₂≥…≥d_p≥…≥d_k，所述温湿度测量模块布置在d₁，d₂，…，d_p所对应的敏感点处。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述敏感点所在水平面中空气的含湿量的方法如下：

1)通过温湿度测量模块测量的温湿度值和卡尔曼估计器得到温度场的初始状态θ_t的相对湿度场的初始状态θ_rh；

2)计算所述敏感点所在水平面的温度场θ′_t，其中β(t)＝[b₁(t)，b₂(t)…b_p(t)]，

3)同样的方法计算得到敏感点所在水平面的相对场θ′_rh，计算得到该水平面空气的含湿量。