[发明专利]检测与脱水一体化的闭环干燥系统及方法

权利要求书

1.一种检测与脱水一体化的闭环干燥系统，其特征在于：该系统包括箱体、电热风干燥系统、多光谱检测系统和主控计算机(1)；

所述箱体由不透光箱壁(2)组成，箱体上设置上出风口(3)和下进风口(4)；

所述电热风干燥系统置于箱体内，包括从上至下设置的网状圆形托盘(9)、电热层(7)和吹风平台(5)；所述电热层(7)设有若干竖向挡风隔板(6)，竖向挡风隔板(6)将网状圆形托盘(9)和吹风平台(5)之间的空间分为若干独立的通风空间；所述电热层(7)包含电加热元件和温度传感器(8)；所述吹风平台(5)包含若干可独立调节风力的吹风机，每一吹风机对应一独立的通风空间；

所述多光谱检测系统包括光源(10)、滤光片轮(11)、镜头(12)、成像探测单元(13)；所述光源(10)、镜头(12)、滤光片轮(11)置于箱体内部上方，所述成像探测单元(13)与主控计算机(1)连接；所述滤光片轮(11)包含能透过所需特征波长的光谱波段的多个滤光片；

所述多光谱检测系统采集所有待精加工产品的整体光谱图像信息，经过主控计算机(1)处理得到产品的水分含量分布图像，根据水分含量的高低划分成若干个区域，转动网状圆形托盘(9)使不同水分含量的区域对应不同的吹风机，并根据各个区域的水分含量设定各个吹风机风力，再根据产品的整体水分含量设定电热层(7)的温度进行干燥，多光谱检测系统在干燥过程中每隔一段时间检测一次网状圆形托盘(9)上的产品水分含量，并根据结果不断重新划分区域，重新转动网状圆形托盘(9)及调节吹风机的风力以达到均匀干燥的效果，最后使绝大部分产品达到目标水分含量范围。

2.一种利用权利要求1所述系统进行闭环干燥的方法，其特征在于：该方法包括正向控制步骤和反馈调控步骤，其中正向控制步骤包含如下子步骤：

(1)初始化检测：通过多光谱检测系统对放入托盘中的待加工产品的水分含量及分布进行多光谱可视化检测；

(2)改变托盘位置：根据待加工产品的水分含量分布的可视化检测结果，将托盘划分为若干个区域，区域数量与吹风机数量一致，转动托盘，使划分区域对应每个吹风机干燥区域；

(3)设置各个吹风机风力：根据每个吹风机对应的托盘区域的水分含量设置每个吹风机的风力；

(4)设置电热层温度：在不超过温度上限的调节范围内，根据待加工产品的整体水分含量，设置电热层温度；

反馈调控步骤包含如下子步骤：

(1)间隔性检测：每隔一段时间对加工产品的水分含量及分布进行一次多光谱可视化检测；

(2)预测判断：根据检测结果与上一次检测的整体水分含量的差值，预测下一次检测时的整体水分含量，若预测结果显示下一次检测的整体水分含量接近目标范围上限，关闭电热层，缩短之后检测间隔的时间；

(3)调整干燥参数：根据加工产品的水分含量分布的检测结果，调整托盘位置，调整各吹风机风力，保持电热层温度恒定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述正向控制的步骤(4)中所述的温度上限为能保持被检对象的正常光学特性的最大温度，由温度传感器控制。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述反馈调控的步骤(2)中所述的预测判断方法中，由于在干燥后期相同时间间隔的水分含量变化越来越小，所以用上一个间隔的水分含量变化值作为下一个间隔的变化预测值能保留有裕量，可以防止过度干燥；具体为：本次加工目标水分含量范围上限为H，在第k次检测得到的整体水分含量值为T(k)时，预测第k+1次检测的水分含量T’(k+1)＝T(k)-[T(k-1)-T(k)]，当预测值T’(k+1)接近H时,关闭电热层，并将每次检测时间间隔缩短。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述正向控制的步骤(1)与反馈调控的步骤(1)中的检测方法为多光谱可视化检测，该方法需要的前期准备如下：光谱图像获取、光谱图像处理、特征数据提取、数学模型建立。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述光谱图像获取方法是面扫描法，所建立的数学模型为多元线性回归模型。