[发明专利]一种自动称重的青花椒烘干机及质量校正模型

权利要求书

1.一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，主要包括干燥箱门（1）、称重机构（2）、排湿口（3）、挡风罩（4）、干燥箱壳体（5）、支撑架（6）、风道1（7）、风道2（8）、风道3（9）、加热组件（10）、风道4（11）、风道5（12）、离心风机（13）；所述称重机构（2）主要由杯型地脚（208）、称重传感器底座垫片（209）、铝型材（210）、直线电机（211）、称重传感器（201）、称重传感器延伸架（202）、M8螺杆（203）、桁架（204）、M4螺杆（205）、物料托盘（206）、底座组成（207）；所述加热组件（10）主要由电炉丝（1001）、陶瓷管（1002）、支撑座（1003）组成。

2.根据权利要求1所述的一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，所述离心风机（13）与风道5（12）通过螺栓连接固定，中间夹压毡毛垫片，保证连接气密性；所述风道4（11）与风道5（12）通过螺栓连接固定，风道3（9）与风道4（11）通过螺栓连接固定，风道2（8）与风道3（9）通过螺栓连接固定，风道1（7）与风道2（8）通过螺栓连接固定，且各风道之间夹压毡毛垫片，保证风道之间连接的气密性。

3.根据权利要求1所述的一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，所述加热组件（10）的支撑座（1003）与风道4（11）通过螺栓连接固定，电炉丝（1001）均匀绕制在陶瓷管（1002）上，陶瓷管（1002）有绝缘和隔热作用，保证电炉丝（1001）加热均匀；所述干燥箱壳体（5）与支撑架（6）通过螺栓连接固定，支撑架（6）对整个烘干机起支撑作用；所述干燥箱壳体（5）与干燥箱门（1）通过铰链连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，所述挡风罩（4）由4块厚度为2mm的透明塑料板拼接而成，挡风罩（4）开一圆口用于安装风速传感器，在实际干燥作业时挡风罩（4）罩住称重机构，风速传感器测量挡风罩内的实际干燥风速。

5.根据权利要求1所述的一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，所述杯型地脚（208）与干燥箱壳体（5）通过螺栓连接固定；所述铝型材（210）内嵌于杯型地脚（208）并通过螺栓限位；所述直线电机（211）安装在铝型材（210）一面，直线电机（211）可上下移动；所述称重传感器底座垫片（209）夹压在直线电机（211）中间，并通过螺栓连接固定。

6.根据权利要求1所述的一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，所述称重传感器（201）采用悬臂梁式结构，与称重传感器底座垫片（209）通过螺栓连接固定；所述称重传感器延伸架（202）顶部开方口，底部开螺纹口，称重传感器（201）穿过称重传感器延伸架（202）顶部方口并通过螺栓连接固定；所述M8螺杆（203）与称重传感器延伸架（202）底部螺纹口连接，M8螺杆（203）连接称重传感器（201）和桁架（204），可通过提升桁架（204）实现自动称重；所述桁架（204）与M8螺杆（203）通过螺母和垫片连接固定，桁架（204）由底座、助板和定位端口组成，此结构有利于称重时物料中心不发生偏移。

7.根据权利要求1所述的一种自动称重的青花椒烘干机，其特征在于，所述M4螺杆（205）连接桁架（204）和底座（207），通过平头铆螺母连接固定，可在四个方向上调整桁架（204）与底座（207）之间的角度以维持机构水平稳定；所述物料托盘（206）放置于底座（207）上，底座（207）放置于干燥箱壳体（5）内部出风口上，物料托盘（206）与底座（207）均采用不锈钢材料制作，从而保证整个结构的刚度，减小晃动对于称重结果的影响；同时为了使干燥气流强制流经物料，底座（207）侧边向外延伸一定宽度以阻挡从四周逸散的气流。

8.一种质量校正模型，其特征在于，包括以下内容：

内容1、采用数字滤波方式对称重数值进行优化，数字滤波本质是对噪声剔除；设定波动幅值以滤除超过该幅值的数据，避免幅值范围外的数值对称重结果产生较大误差；内容2、针对温度波动对称重结果的误差分析，选择测量时间12天、测量间隔为 10 min，建立质量与温度的归一化偏差模型，回归方程模型如下式所示：

，

选择测量时间3小时、测量间隔为1s，建立质量与温度的归一化偏差模型，回归方程模型如下式所示：

，

式中，Δm_nrom(t)为质量的归一化偏差，ΔT_nrom(t)为温度的归一化偏差，上述两组回归方程相关系数分别为R₁² = 0.70339、R₂²= 0.66603，说明质量与温度的归一化偏差值之间有较强的相关关系，可以用于对质量测量值的实时校正；内容3、针对气流扰动对称重结果的误差分析，建立线性拟合回归方程模型如下式所示：

，

式中，Δm_nrom(t)为质量的归一化偏差，ΔT_nrom(t)为温度的归一化偏差，采用线性拟合时的相关系数R²=0.65099，说明风速与质量的归一化偏差有较强的相关关系，可以用于对质量测量值的实时校正；内容4、为了对校正效果进行评价，引入平均绝对百分比误差MAPE与测量不确定度u，其中平均绝对百分比误差MAPE如下式所示：

，

式中，n 为测量次数，X_corr(i)为校正值，X_meas(i)为实测值；测量不确定度u如下式所示：

，

式中，x_i为校正值，x_set为恒载的真实质量值，在实测中，平均绝对百分比误差MAPE与测量不确定度u越小越好。