[发明专利]一种中药饮片炒制的在线质量控制设备及方法

权利要求书

1.一种中药炒制的在线质量控制设备，其特征在于，包括：

锅体(1)，具有用于炒制中药的炒制腔(11)；

搅拌装置(2)，包括炒板(21)、传动轴(22)以及电机(23)，所述炒板(21)位于炒制腔(11)内，通过传动轴(22)与电机(23)连接，电机(23)通过控制传动轴(22)带动炒板(21)运动；

加热装置(7)，设置在锅体(1)底部，用于加热锅体(1)；

图像传感器(3)，设置在炒制腔(11)上方，用于采集不同炒制程度的中药的图像信号；

位移传感器(4)，设置在炒制腔(11)上方，用于采集图像传感器(3)与中药的距离信号；

计算机控制器(6)，与图像传感器(3)、位移传感器(4)通信连接，用于将接收到的图像传感器(3)的图像信号转换成中药炒制的均匀度A，并将接收到的图像传感器(3)与中药之间的距离H及中药炒制的均匀度A输入至炒板高度检测模型中，计算出炒板高度L；所述炒板高度L为锅体(1)的炒制腔(11)底部与炒制腔(11)内的炒板(21)之间的距离；所述炒板高度检测模型包含H、A与L的函数关系，所述函数关系为：其中n为小于10的正整数，a、b、ε均为由相应实验确定的常数；

高度控制器(5)，与电机(23)连接，并与计算机控制器(6)通信连接，用于根据从计算机控制器(6)接收到的炒板高度信号，控制传动轴(22)和炒板(21)一同做升降移动，直至中药炒制的均匀度A达到要求。

2.根据权利要求1所述的中药炒制的在线质量控制设备，其特征在于，所述中药炒制的在线质量控制设备还包括气敏传感器(9)，用于采集不同炒制程度的中药的气味信号，所述气敏传感器(9)与计算机控制器(6)通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的中药炒制的在线质量控制设备，其特征在于，所述中药炒制的在线质量控制设备还包括温度控制器(8)，设置在锅体(1)底部，与计算机控制器(6)通信连接，并与加热装置(7)连接，用于控制加热装置(7)将锅体(1)加热到设定温度。

4.一种中药炒制的在线质量控制方法，其特征在于，步骤如下：

于锅体(1)的炒制腔(11)内加入中药进行炒制；

获取设置在中药上方的图像传感器(3)与中药之间的距离H；

通过图像传感器(3)采集不同炒制程度的中药的图像信号；

通过计算机控制器(6)接收图像信号并转换成中药炒制的均匀度A，并将图像传感器(3)与中药之间的距离H、中药炒制的均匀度A输入至炒板高度检测模型中，计算炒板高度L，所述炒板高度L为锅体(1)的炒制腔(11)底部与炒制腔(11)内的炒板(21)之间的距离；所述炒板高度检测模型包含H、A与L的函数关系，所述函数关系为：其中n为小于10的正整数，a、b、ε均为由相应实验确定的常数；

根据计算机控制器(6)输出的炒板高度信号实时控制锅体(1)的炒制腔(11)底部与炒制腔(11)内的炒板(21)之间的距离，直至中药炒制的均匀度A达到要求；

函数关系由预实验得到，预实验步骤如下：

于炒制腔(11)内加入特定的中药材，选取n组不同的H初始值进行炒制，每隔若干秒采集一组H和A的数据，采集一定时间，然后调整炒板(21)高度使L值改变，并在每个炒板高度处每隔若干秒采集一次H和A的数据，采集一定时间；将上述n次实验采集的H、A和L的数据进行最小二乘法拟合得到a₁、a₂…a_n、b、ε各项系数，代入公式得出结果。

5.根据权利要求4所述的中药炒制的在线质量控制方法，其特征在于，所述均匀度A为将图像进行灰度化后，得到的整张图像的灰度的平均值。

6.根据权利要求4或5所述的中药炒制的在线质量控制方法，其特征在于，中药炒制的在线质量控制方法还包括：预先在计算机控制器(6)内建立各类中药对应的色度空间数学判别模型，通过色度空间数学判别模型对图像传感器(3)采集到的图像信号进行数据分析，得到中药炒制的均匀度A。