[发明专利]一种基于多源信息融合的红外热风联合的智能控制干燥系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于多源信息融合的红外热风联合的智能控制干燥系统及其方法，包括红外辐射装置和在线检测控制装置；红外辐射装置包括之间填充有隔热材料的箱体和干燥室、红外板、置物台和无级调节高度装置，箱体顶部中间安装有耐高温钢化玻璃，干燥室顶板预留同样大小的孔，红外板固定在干燥室内顶板除中间开孔的部位，置物台设置在红外板下方；在线检测控制装置，包括置于红外辐射装置上方的工业相机、快速电子鼻、干燥室内的称重传感器、控制模块等；红外板、热风机由晶闸管调节电压/电流控制；根据设定程序，将信号反馈给控制电路后输出控制信号连续调节红外板和热风鼓风机功率，来实现不同干燥方式下对物料温度的精准控制。

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，涉及一种基于多源信息融合的红外热风联合的智能控制干燥系统及其方法。

背景技术

红外辐射是指波长范围介于0.75～1000μm的电磁波辐射。与热风加热方式不同，红外辐射在不需要任何介质的条件下以电磁波形式传递热量，极大的减少了热量损失，有效的提高了辐照效率。当红外作用于物料上，可诱导原子和分子的电场、振动和转动，红外辐射入射到物料表面时，一部分会由表面反射出去，另一部分就进入物体内部。被物料吸收的红外辐射可快速地转化为内热，分子运动加剧，物料温度显著提高。红外辐射和热风具有较好的协同效应，红外辐射提高了水分向表面迁移的速度，热风气流能有效去除表面水分，降低物料表面温度，增加传质速率，具有干燥效率高、传热传质系数高、能耗低等优点。

但目前行业内普遍使用的红外热风联合干燥设备需手动调节红外辐射和热风输出功率，该方法依赖操作者的经验，工业化程度较低，不同批次产品品质差异较大，且无法获取干燥物料的实时变化温度，过高功率易造成物料芳香气味流失和褐变，甚至导致物料碳化，严重影响干燥品质，无法满足实际大规模高品质生产需求。为了解决这一问题，需开发一种智能反馈控制设备，来代替目前现有市场中红外热风联合干燥设备智能化程度不高，干燥效果不佳等缺点。

发明内容

本发明的目的在于改善现有干燥策略单一、过程参数调控依赖操作者的工作经验等不足，提供一种基于多源信息融合的红外热风联合的智能控制干燥系统及其方法，解决现有市场红外热风联合干燥设备智能化程度不高，控制策略单一，干燥效果不佳等缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

本发明的一种基于多源信息融合的红外热风耦合智能控制干燥系统，包括：

红外辐射装置，用于物料干燥，其结构包括箱体和干燥室、红外辐射板、置物台和无级调节高度装置；所述箱体由角钢、薄钢板制成，箱体与干燥室之间填充隔热材料；所述箱体顶部的中间部分安装有耐高温钢化玻璃或石英玻璃，干燥室顶板相同位置处预留同样大小的孔，用于机器视觉采集干燥物料信息；所述红外辐射板固定在干燥室内顶板除中间开孔的部位，置物台设置在红外辐射板下方，用于放置干燥物料；

在线检测控制装置，用于检测加热过程中物料的温度、湿度、质量、形状及其色泽的变化，其包括：置于红外辐射装置上方的工业相机，快速电子鼻、干燥室内的称重传感器、温度传感器、湿度传感器、控制模块、设备开关和计算机；

所述的红外辐射板、热风鼓风机由晶闸管调节电压或电流控制；根据设定的程序，将信号反馈给控制电路，控制电路输出控制信号连续调节红外辐射板以及热风鼓风机功率，从而实现不同干燥方式下对物料温度的精准控制。

具体的，所述的控制模块，包括温度传感器、湿度传感器、NI数据采集卡、晶闸管；所述的温度传感器和湿度传感器包括连接红外辐射板的第一热电偶、连接物料的第二热电偶、连接热风鼓风机的第三热电偶；连接红外辐射板的第一热电偶与晶闸管连接，晶闸管通过NI数据采集卡连接计算机。

优选的，所述的红外辐射装置的内壁和外壁之间的距离为5cm，用隔热材料填装。