[发明专利]基于红外图像的茶叶加工设备控制方法

摘要

本发明公开了一种基于红外图像的茶叶加工设备控制方法，所述茶叶加工设备包括机架、检测装置、电机、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、传动轴、炒锅、电热丝、炒板、速度传感器和温度传感器；所述茶叶加工设备控制方法通过设定茶叶翻炒高度三个设定值H1、H2和H3和对应的扭矩传感器的力矩值M1、M2和M3来实现每个阶段炒茶的判断；本发明炒茶机对电机的控制取决于扭矩传感器取得的具体数值，杜绝工人凭感觉操作导致茶叶炒制质量不稳定的问题，提高了加工茶叶的品质，对提高茶加工品质的提高意义深远；通过不同阶段控制不同的电机转速和电热丝的温度使得茶叶在被炒制时，不因电机转速过快而成碎末，也不会因为温度的高低而造成失水量失调。

主权项

1.一种基于红外图像的茶叶加工设备控制方法，用于对茶叶加工设备进行分段控制，其特征在于：所述茶叶加工设备，包括机架(18)、检测装置、电机(1)、第一联轴器(2)、扭矩传感器(3)、第二联轴器(4)、传动轴(11)、炒锅(6)、电热丝(7)、炒板(8)、速度传感器(9)和温度传感器(10)，所述电机(1)和炒锅(6)均固定在机架(18)上，所述电机(1)的输出轴(5)依次连接第一联轴器(2)、扭矩传感器(3)和第二联轴器(4)，第二联轴器(4)的输出轴(5)通过曲柄摇杆机构连接传动轴(11)，炒板(8)固定在传动轴(11)上，炒板(8)下半部分的形状为与炒锅(6)形状相配合半圆形，电机(1)运动时通过第一联轴器(2)、扭矩传感器(3)带动第二联轴器(4)的输出轴(5)转动，进而通过曲柄摇杆机构带动炒板(8)绕着传动轴(11)在炒锅(6)内往复摆动；所述温度传感器(10)和速度传感器(9)固定在炒板(8)底部靠近炒锅(6)的位置，电热丝(7)均匀分布在炒锅(6)的锅底；所述检测装置包括万向磁力表座(19)和红外摄像头(20)，万向磁力表座(19)安装在炒锅(6)旁的机架(18)上，红外摄像头(20)安装在万向磁力表座(19)上，红外摄像头(20)正对炒板翻炒茶叶时茶叶的腾空方向；所述茶叶加工设备控制方法包括如下步骤：1)将红外摄像头安装在万向磁力表座上，万向磁力表座安装在炒锅旁的机架上，调整万向磁力表座上红外摄像头的方向，使其正对炒锅中茶叶腾空的方向；2)调整加热丝的加热温度，以此实现炒锅的温度调节，使炒锅处于合适的温度区间；3)样品茶叶放入炒锅中，启动电机，通过曲柄摇杆机构带动炒板做往复运动，翻炒样品茶叶，翻炒的过程中扭矩传感器不断的获取电机的扭矩值；电机启动的同时启动红外摄像头，红外摄像头拍摄样品茶叶每次被翻炒腾空时的最高腾空高度时的红外图片，获取每次样品茶叶腾空时高度最高时的扭矩传感器获取的扭矩值和红外摄像头读数；直至完成整个样品茶叶的加工，获取每次样品茶叶腾空时高度最高时的扭矩传感器获取的扭矩值和红外摄像头的拍摄图片中的茶叶翻炒最高点的高度和茶叶的温度，获得完成加工时扭矩的设定值和红外摄像头拍摄的图片的设定值；4)设定茶叶翻炒高度两个设定值H1和H2，H2的高度为样品茶叶完成加工时红外摄像头拍摄到的图片中样品茶叶翻炒最高点高度，H1为样品茶叶开始加工时的高度；样品茶叶翻炒到H1高度时对应扭矩传感器的力矩值为M1，设定茶叶温度有三个设定值T1、T2和T3，T3为加工完成时的茶叶温度；5)进行茶叶加工时，将待加工茶叶放入炒锅中，电热丝通电进行恒温加热，启动电机，通过曲柄摇杆机构带动炒板做往复运动，翻炒待加工茶叶，翻炒时通过调节电机转速保证翻炒腾空高度保持不变，即通过红外摄像头拍摄待加工茶叶的图片并判断茶叶的翻炒腾空高度，以红外摄像头拍摄的图片中茶叶的翻炒腾空高度对电机进行反馈调节，此时通过扭矩传感器实时监测电机输出的扭矩值，由于翻炒过程中被翻炒的待加工茶叶中水封逐渐受热蒸发，扭矩传感器所测的扭矩值逐渐变化，直至所测扭矩值达到设定值M1；6)调节电机转速使扭矩传感器所测的扭矩值保持在设定值M1，再利用红外摄像头拍摄待加工茶叶的图片并根据图片中茶叶温度反馈调节电热丝的温度，直至待加工茶叶的平均温度稳定在T1；6)将提升电热丝的温度至T2，并控制电机以恒定转速转动，此时茶叶因为进一步蒸发重量减轻，翻炒腾空高度增加，直至茶叶的翻炒腾空高度到达设定值H2；7)改变电机转速，使茶叶的翻炒腾空高度维持在设定值H2保持不变，电热丝进行恒温加热，茶叶温度逐渐改变，当茶叶温度达到设定值T3时，完成关闭电机和加热丝，完成加工过程。