隧道式蔬菜微波烘干機及其自動防空載方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隧道式蔬菜微波烘干機及其自動防空載方法。它包括輸送系統(tǒng)、加熱器、防空載控制系統(tǒng)，加熱器固定在輸送系統(tǒng)上，加熱器包括波導(dǎo)、排濕風(fēng)機、磁控管、攪拌器等，攪拌器、磁控管固定在波導(dǎo)的箱體頂部，波導(dǎo)頂部一端設(shè)排濕口并與排濕風(fēng)機連接；防空載控制系統(tǒng)包括計算機、控制臺、工業(yè)相機，工業(yè)相機安裝在波導(dǎo)另一端頂部，工業(yè)相機實時獲取烘干烘內(nèi)物料輸入端白色輸送帶上的RGB圖像，并利用計算機進行處理圖像，獲得白色輸送帶上每個無物料區(qū)域面積，當(dāng)單個無物料區(qū)域面積大于設(shè)定的空載面積時，控制臺使磁控管停止工作，保護了磁控管和輸送帶，否則磁控管正常運行。整機烘干過程自動化，生產(chǎn)率高，滿足不同農(nóng)產(chǎn)品烘干加工要求。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種農(nóng)產(chǎn)品加工機械，尤其涉及一種用于蔬菜烘千的隧道式蔬菜微波 烘干機及其自動防空載方法。 隧道式蔬菜微波烘干機及其自動防空載方法

【背景技術(shù)】
[0002]千燥作為農(nóng)產(chǎn)品保藏的重要手段之一，經(jīng)脫水干燥的農(nóng)產(chǎn)品具有方便、健康、毋須 冷藏及運輸費用低等優(yōu)點，農(nóng)產(chǎn)品采后進行干燥處理對保障質(zhì)量、減少損失具有十分重要 的思義。目目11，干媒方法主要有熱風(fēng)干燥、真空干燥、冷凍干燥和微波干燥等，但現(xiàn)常用的 熱風(fēng)干燥耗時長、速度慢，由表及里形成負(fù)的溫度梯度，不利于水分蒸發(fā)，干燥表層先干會 阻礙內(nèi)部水分的擴散，干燥品質(zhì)得不到保障；真空干燥、冷凍千燥干燥溫度較低，可在一定 程度上保留食品的色、香、味及營養(yǎng)成分，但其傳熱速度慢，干燥時間較長，成本極高。微波 干;J由物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量，內(nèi)部蒸汽迅速產(chǎn)生，形成壓力梯度，干燥過程中溫度梯度、傳熱 和蒸汽壓遷移方向均是由內(nèi)到外，干燥速度快、干燥時間短；但由于農(nóng)產(chǎn)品均勻性差，一些 農(nóng)產(chǎn)品甚至在干燥的輸送過程中出現(xiàn)積堆或無進料，導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)較大面積無物料的區(qū) 域，從而造成磁控管空載運行,一方面會損壞磁控管，使用設(shè)備故障，另一方空載時較大面 積無物料的輸送帶會導(dǎo)致輸送帶過熱甚至燒損。因此，特別需要研制一種能夠針對農(nóng)產(chǎn)品 物料特性的能夠自動防空載的隧道式蔬菜微波烘干機，對烘干過程中輸送帶是否缺少物料 的進行全面、實時、精準(zhǔn)監(jiān)控，及時增加或減小微波功率，保證設(shè)備安全運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服由于農(nóng)產(chǎn)品均勻性差在干燥過程中的易出現(xiàn)積堆、輸送 帶裸漏現(xiàn)象，造成磁控空載運行，損壞磁控管、燒損輸送帶等缺點，提供一種隧道式蔬菜微 波烘干機及其自動防空載方法。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是： 隧道式蔬菜微波烘干機包括輸送系統(tǒng)、加熱器、防空載控制系統(tǒng)，加熱器固定在輸送系 統(tǒng)上方； $送系統(tǒng)包括從動滾筒、下料斗、機架、白色輸送帶、支撐滾輪、輸送電動機、主動滾筒， 從動滾筒、主動滾筒通過軸承支座分別固定在機架兩端，從動滾筒、主動滾筒與白色輸送帶 構(gòu)成帶傳輸系統(tǒng)，多個支撐滾輪均勻固定在機架的兩條縱梁上、白色輸送帶下方，輸送電動 機固定在機架安裝主動滾筒一端的下部，輸送電動機與主動滾筒采用鏈傳動連接；下料斗 固定在機架另一端白色輸送帶上方； 加熱器包括波導(dǎo)、觀察窗、排濕風(fēng)機、磁控管、攪拌器、頂蓋，波導(dǎo)包括反射底板、箱體， 箱體為長方體形箱式結(jié)構(gòu)且下部無底，箱體固定在機架上，在箱體物料輸出一端上部設(shè)有 錐臺形排濕口，反射底板為平板并固定在機架的兩條縱梁之間的上部、白色輸送帶下方；頂 蓋固定在箱體上部，排濕風(fēng)機固定在頂蓋上，箱體的排濕口通過管道與排濕風(fēng)機入口連接； 觀察窗設(shè)于箱體一側(cè)，六只磁控管成兩列固定在箱體上部，磁控管的能量輸出器置于箱體 內(nèi)部；攪拌器固定在箱體縱向中心上方； 防空載控制系統(tǒng)包括計算機1、控制臺、工業(yè)相機，工業(yè)相機固定在箱體上部物料輸入 一端的中心； 隧道式蔬菜微波烘干機自動防空載方法包括： 1) 圖像采集：控制臺的PLC控制器根據(jù)白色輸送帶的速度控制工業(yè)相機圖像采集的頻 率，使工業(yè)相機采集到箱體內(nèi)物料輸入端一定長度白色輸送帶的RGB圖像，然后計算機從 工業(yè)相機中獲取所采集的圖像文件； 2) 圖像處理：計算機利用圖像處理軟件，基于待烘干蔬菜顏色與白色輸送帶顏色的差 異，對RGB圖像進行灰度化處理，然后進行灰度閾值分割、噪聲去除，獲得圖像中裸露白色 輸送帶的區(qū)域，計算每一個白色區(qū)域面積； 3) 空載控制：當(dāng)單個白色區(qū)域面積大于設(shè)定的空載面積，計算機向控制臺發(fā)出指令， 控制臺通過繼電器切斷磁控制管的電源，實現(xiàn)防空載運行；當(dāng)單個白色區(qū)域面積小于設(shè)定 的空載面積，控制臺2控制磁控制管正常運行。
[0005] 本發(fā)明利用工業(yè)相機實時將烘干箱體輸入端輸送帶上物料的圖像傳輸至計算機， 通過計算機計算輸送帶上每個無物料區(qū)域面積并與設(shè)定為空載的設(shè)定面積進行比較，當(dāng)單 個無物料的區(qū)域面積大于設(shè)定的空載面積時，控制臺關(guān)閉磁控管，在物料進入烘干箱體初 期就切斷了磁控管的微波能輸出，從而防止了磁控管空載運行；同時，在烘干箱體內(nèi)設(shè)置了 旋轉(zhuǎn)式攪拌器，供千過程中以一定頻率轉(zhuǎn)動，從而使箱體內(nèi)的微波不斷改變方向，提高了微 波的均勻性，也防止了局部無物料區(qū)域持續(xù)獲得較高的微波能，從而保護了輸送帶。整機烘 干過程自動化，生產(chǎn)率髙，無物料時自動切斷微波輸出，運行安全可靠，滿足不同農(nóng)產(chǎn)品烘 干加工要求。
[0006] 本發(fā)明實時監(jiān)測烘干箱體輸入端輸送帶上有無物料并判斷是否達到空載，達到空 載時及時斷開磁控管電源，防止磁控管空載運行；同時，通過烘干箱體內(nèi)設(shè)置了攪拌器，使 微波能在物料上分布更加均勻，防止了局部微波能集中，保證了農(nóng)產(chǎn)品在烘干過程中物料 溫度均勻，保證了烘千時蔬菜的表觀色澤、營養(yǎng)成分，從而提高了 了農(nóng)產(chǎn)品干燥的品質(zhì)，烘 干過程自動化，生產(chǎn)效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0008] 圖1是燧道式蔬菜微波烘干機的主視圖； 圖2是隧道式蔬菜微波烘干機加熱器的俯視圖； 圖3是隧道式蔬菜微波烘干機及其自動防空載方法的控制電路圖； 圖中：計算機1、控制臺2、從動滾筒3、下料斗4、機架5、白色輸送帶6、支撐滾輪7、反射 底板8、觀察窗9、箱體1〇、輸送電動機11、變頻器12、主動滾筒13、排濕風(fēng)機14、磁控管15、 攪拌器16、工業(yè)相機17、頂蓋18。

【具體實施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]如圖1、圖2、圖3所示，隧道式蔬菜微波烘干機包括輸送系統(tǒng)、加熱器、防空載控制 系統(tǒng)，加熱器固定在輸送系統(tǒng)上方； 輸送系統(tǒng)包括從動滾筒3、下料斗4、機架5、白色輸送帶6、支撐滾輪7、輸送電動機lu 主動滾筒I3,從動滾筒3、主動滾筒13通過軸承支座分別固定在機架5兩端，從動滾筒3、 主動滾筒I 3與白色輸送帶6構(gòu)成帶傳輸系統(tǒng)，多個支撐滾輪7均勻固定在機架5的兩條縱 梁上、白色輸送帶6下方，輸送電動機11固定在機架5安裝主動滾筒13 -端的下部，輸送 電動機11與主動滾筒I3采用鏈傳動連接；下料斗4固定在機架5另一端白色輸送帶6上 方； 加熱器包括波導(dǎo)、觀察窗9、排濕風(fēng)機14、磁控管15、攪拌器16、頂蓋18,波導(dǎo)包括反射 底板8、箱體10,箱體10為長方體形箱式結(jié)構(gòu)且下部無底，箱體10固定在機架5上，在箱體 10物料輸出一端上部設(shè)有錐臺形排濕口，反射底板8為平板并固定在機架5的兩條縱梁之 間的上部、白色輸送帶6下方；頂蓋20固定在箱體10上部，排濕風(fēng)機14固定在頂蓋20上， 箱體10的排濕口通過管道與排濕風(fēng)機14入口連接；觀察窗9設(shè)于箱體10 -側(cè)，六只磁控 管I5成兩列固定在箱體10上部，磁控管I5的能量輸出器置于箱體10內(nèi)部；攪拌器16固 定在箱體10縱向中心上方； 防空載控制系統(tǒng)包括計算機1、控制臺2、工業(yè)相機I7,工業(yè)相機I7固定在箱體10上部 物料輸入一端的中心； 隧道式蔬菜微波烘干機自動防空載方法包括： 1) 圖像采集：控制臺2的PLC控制器根據(jù)白色輸送帶6的速度控制工業(yè)相機17圖像 采集的頻率，使工業(yè)相機Π 采集到箱體10內(nèi)物料輸入端一定長度白色輸送帶6的RGB圖 像，然后計算機1從工業(yè)相機17中獲取所采集的圖像文件； 2) 圖像處理：計算機1利用圖像處理軟件，基于待烘干蔬菜顏色與白色輸送帶6顏色 的差異，對RGB圖像進行灰度化處理，然后進行灰度閾值分割、噪聲去除，獲得圖像中裸露 白色輸送帶6的區(qū)域，計算每一個白色區(qū)域面積； 3) 空載控制：當(dāng)單個白色區(qū)域面積大于設(shè)定的空載面積，計算機1向控制臺2發(fā)出指 令，控制臺2通過繼電器切斷磁控制管15的電源，實現(xiàn)防空載運行；當(dāng)單個白色區(qū)域面積小 于設(shè)定的空載面積，控制臺2控制磁控制管15正常運行。
[0011]本發(fā)明的工作過程：開啟整個烘干機，通過計算機1設(shè)定白色輸送帶6的線速度， 然后將待烘干物料加入至下料斗4,下部的物料隨白色輸送帶6前進被向前輸送，然后進入 箱體10,控制臺2控制排濕風(fēng)機14、工業(yè)相機17、攪拌器16工作，控制臺2的根據(jù)白色輸 送帶6的速度控制工業(yè)相機17圖像采集的頻率，工業(yè)相機 17采集箱體10內(nèi)物料輸入端一 定長度白色輸送帶6上的RGB圖像，然后計算機1從工業(yè)相機17中獲取圖像文件并進行圖 像處理，獲得圖像中裸漏白色輸送帶6的區(qū)域，當(dāng)單個白色區(qū)域面積大于設(shè)定的空載面積， 計算機1向控制臺2發(fā)出指令，控制臺2通過繼電器切斷磁控制管15的電源，實現(xiàn)防空載 運行；當(dāng)單個白色區(qū)域面積小于設(shè)定的空載面積，控制臺2控制磁控制管15正常運行，磁控 管15將電能轉(zhuǎn)換為微波能并以是電磁波的形式穿透物料，經(jīng)反射底板8折射至箱體10、攪 拌器18上并再次折射穿過物料，再經(jīng)反射底板8折射，攪拌器 18的擺動改變了微波能的傳 遞方向，使箱體10內(nèi)的微波能更加均勻，微波能穿過物料時物料被加熱，其水分蒸發(fā)出來， 排溫風(fēng)機及時將水蒸汽排出，物料被烘干。
【權(quán)利要求】
1. 一種險it式蔬菜微波烘干機，其特征在于包括輸送系統(tǒng)、加熱器、防空載控制系統(tǒng)， 加熱器固定在輸送系統(tǒng)上方； 、、輸送系統(tǒng)包括從動滾筒（3)、下料斗（4)、機架（5)、白色輸送帶（6)、支撐滾輪 （7)、輸 送電動機^11)、主^滾筒（13)，從動滾筒（3)、主動滾筒（13)通過軸承支座分別固定在機 架（ 5)兩端，從動滾筒（3)、主動滾筒（13)與白色輸送帶（6)構(gòu)成帶傳輸系統(tǒng)，多個支撐滾 輪⑵均2固定在p架⑶的兩條縱梁上、白色輸送帶（6)下方，輸送電動機（⑴固定在 機架（5)安裝主動滾筒（I3) -端的下部，輸送電動機（u)與主動滾筒（13)采用鏈傳動連 接；下料斗（4)固定在機架（5)另一端白色輸送帶（6)上方； 加熱器包括觀察窗（9)、排濕風(fēng)機（14)、磁控管（15)、攪拌器（16)、頂蓋（18)，波導(dǎo)包 括反射底板（8)、箱體（1〇)，箱體（10)為長方體形箱式結(jié)構(gòu)且下部無底，箱體（1〇)固定在 機架（5)上，在箱體（1〇)物料輸出一端上部設(shè)有錐臺形排濕口，反射底板⑶為平板并固 定在機架（5)的兩條縱梁之間的上部、白色輸送帶 （6)下方；頂蓋（20)固定在箱體（1〇)上 部，排濕風(fēng)機（14)固定在頂蓋（20)上，箱體（1〇)的排濕口通過管道與排濕風(fēng)機（ 14)入口 連接；觀察窗⑶設(shè)于箱體（10 -側(cè)，六只磁控管（15)成兩列固定在箱體（10)上部，磁控 管（15)的能量輸出器置于箱體（1〇)內(nèi)部；攪拌器（ 16)固定在箱體（10)縱向中心上方； 防空載控制系統(tǒng)包括計算機（1)、控制臺（2)、工業(yè)相機（17)，工業(yè)相機（17)固定在箱 體（10)上部物料輸入一端的中心。
2· -種如權(quán)利要求1所述隧道式蔬菜微波烘干機自動防空載方法，其特征在于包括： 2圖像采集：控制臺⑵的PLC控制器根據(jù)白色輸送帶（6)的速度控制工業(yè)相機（17) 圖像采集的頻率，使工業(yè)相機（17)采集到箱體（10)內(nèi)物料輸入端一定長度白色輸送帶（6) 的RGB圖像，然后計算機（1)從工業(yè)相機（ 17)中獲取所采集的圖像文件； 2) 圖像處理：計算機（1)利用圖像處理軟件，基于待烘干蔬菜顏色與白色輸送帶（6) 顏色的差異，對RGB圖像進行灰度化處理，然后進行灰度閾值分割、噪聲去除，獲得圖像中 裸露白色輸送帶（6)的區(qū)域，計算每一個白色區(qū)域面積； 3) 空載控制：當(dāng)單個白色區(qū)域面積大于設(shè)定的空載面積，計算機（1)向控制臺（2)發(fā) 出指令，控制臺（2)通過繼電器切斷磁控制管（15)的電源，實現(xiàn)防空載運行；當(dāng)單個白色區(qū) 域面積小于設(shè)定的空載面積，控制臺（2)控制磁控制管（15)正常運行。
【文檔編號】F26B11/04GK104188071SQ201410331223
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】王俊, 王永維, 唐燕海, 程紹明, 韋真博 申請人:浙江大學(xué)