[发明专利]一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备及方法

权利要求书

1.一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备，其特征在于，包括物料输送模块、自动监测模块、智能匹配模块和静电喷涂模块；

所述物料输送模块包括机架、输送带和变频电机，输送带位于机架上方，输送带和变频电机连接；

所述自动监测模块包括监测暗箱(3)、光电传感器(4)、漫反射光罩(5)、光纤探头(6)、光纤光谱仪(7)和功率可调光纤点光源(8)；所述监测暗箱(3)安装于物料输送模块上方，光电传感器(4)位于监测暗箱(3)入口处，漫反射光罩(5)位于监测暗箱(3)内，光纤探头(6)位于漫反射光罩(5)尾端，光纤光谱仪(7)位于监测暗箱(3)上方且与光纤探头(6)相连，功率可调光纤点光源(8)用于给监测暗箱(3)提供光源；

所述物料输送模块在静电喷涂模块之前分为主链段(1)和支链段(2)，所述自动监测模块安装在支链段(2)上；

所述智能匹配模块包括工业计算机(9)、微处理器(10)和直流功率控制器(11)；所述工业计算机(9)安装在机架上，工业计算机(9)与微处理器(10)的输入端连接，微处理器(10)的输出端与直流功率控制器(11)连接；

所述静电喷涂模块包括喷涂室(12)、静电发生器(13)和静电喷枪(14)；喷涂室(12)位于输送带上方，喷涂室(12)内设有静电喷枪(14)，所述静电发生器(13)的输入端与直流功率控制器(11)相连，静电发生器(13)的输出端与静电喷枪(14)连接；所述直流功率控制器(11)用于调控静电发生器(13)的输出电压和输出电流；

所述光电传感器(4)用于检测水果进入监测暗箱(3)的信号并传递给光纤光谱仪(7)，光纤光谱仪(7)用于采集输送带上水果的近红外光谱数据，并传输给工业计算机(9)，工业计算机(9)用于将水果的近红外光谱数据代入近红外光谱模型中计算出水果对应的电特性参数，然后计算所有已检测样品的平均电特性值，并传输给微处理器(10)，微处理器(10)依据工业计算机(9)的计算结果匹配相应的喷涂参数，并根据预设程序调用调控指令，将指令发送给直流功率控制器(11)，直流功率控制器(11)依据指令调节静电发生器(13)的工作电压和工作电流，静电喷枪(14)根据静电发生器(13)的工作电压和工作电流对水果进行喷涂。

2.根据权利要求1所述的基于水果电特性的柔性静电喷涂装备，其特征在于，所述静电喷涂模块还包括鼓风装置，所述鼓风装置用于给喷涂室(12)提供风场。

3.根据权利要求1所述的基于水果电特性的柔性静电喷涂装备，其特征在于，所述支链段(2)上设有若干挡板(15)，挡板(15)之间的输送带上分别设有凹槽(16)，所述凹槽(16)用于放置水果。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述基于水果电特性的柔性静电喷涂装备的喷涂方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：水果在物料输送模块的上料口完成上料，其中一部分水果进入自动监测模块，剩余其他水果进入静电喷涂模块；

步骤S2：所述光电传感器(4)检测到水果进入监测暗箱(3)作为光纤光谱仪(7)启动的信号，光纤光谱仪(7)依次采集输送带上水果的近红外光谱数据，并传输给工业计算机(9)；

步骤S3：所述工业计算机(9)将水果的近红外光谱数据代入预先建立的近红外光谱模型中计算出水果对应的电特性参数，然后计算所有已检测样品的平均电特性值，并将该平均值传输给微处理器(10)；

步骤S4：所述微处理器(10)依据工业计算机(9)的计算结果匹配相应的喷涂参数，并根据预设程序调用调控指令，并将指令发送给直流功率控制器(11)；

步骤S5：所述直流功率控制器(11)依据指令调节静电发生器(13)的工作电压和工作电流，静电喷枪(14)根据静电发生器(13)的工作电压和工作电流对水果进行喷涂；

步骤S6：水果被自动监测模块检测完后输送至静电喷涂模块进行喷涂。

5.根据权利要求4所述的基于水果电特性的柔性静电喷涂装备的喷涂方法，其特征在于，所述步骤S1：其中一部分水果通过支链段(2)进入自动监测模块，剩余其他水果通过主链段(1)进入静电喷涂模块。

6.根据权利要求4所述的基于水果电特性的柔性静电喷涂装备的喷涂方法，其特征在于，所述步骤S3中近红外光谱模型的建立包括以下步骤：

采集足量有代表性的水果样本，采集水果样品的近红外光谱数据，采用切片法测定水果的电特性参数，将水果的近红外光谱数据和电特性参数相关联，建立校正集，对校正集光谱数据进行异常样本的剔除、光谱的去噪以及基线校正预处理操作，然后选择化学计量方法建立校正模型，对校正模型进行训练和改进，以得到稳定可靠的近红外光谱模型，利用所述近红外光谱模型对样品的电特性进行预测。