[发明专利]一种称重式果蔬含水率在线检测方法及系统

权利要求书

1.一种称重式果蔬含水率在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据各类果蔬的实验测量数据建立各类果蔬的最佳干燥模型；

步骤2，根据对应果蔬的最佳干燥模型对果蔬进行烘干，并在烘干过程中对果蔬进行实时称重，再根据实时称重数据计算果蔬的初始含水率M0；

步骤3，根据果蔬的最佳干燥模型、初始含水率M0以及最终含水率Me计算果蔬的实时含水率。

2.根据权利要求1所述的称重式果蔬含水率在线检测方法，其特征在于，步骤1中建立各类果蔬的最佳干燥模型的具体步骤为：

步骤1.1，获得不同热风温度烘干的条件下各类果蔬样本的含水率随干燥时间变化的数据集；

步骤1.2，选择适合用于果蔬烘干的各种烘干模型，并建立模型集合；

步骤1.3，利用数据集中的数据对模型集合中的干燥模型采用回归分析法进行拟合，确定各个干燥模型中的待定系数，从而获得各类果蔬样本在不同烘干温度下的一系列干燥模型；

步骤1.4，对比获得的这一系列干燥模型，按照相关系数最大以及含水率的均方根误差最小的原则，确定在某个热风温度烘干的条件下各类果蔬的最佳干燥模型。

3.根据权利要求2所述的称重式果蔬含水率在线检测方法，其特征在于，步骤1.2中，建立的模型集合中包括各种薄层干燥模型。

4.根据权利要求3所述的称重式果蔬含水率在线检测方法，其特征在于，步骤1.3中，在利用数据集中的数据对选择的干燥模型采用回归分析法进行拟合时：

首先令：

MR＝(Mt-Me)/(M0-Me)

式中，MR为水分比，Mt为数据集中某一热风温度烘干的条件下t时刻的含水率，M0为初始含水率，Me为最终含水率；

再将获得的水分比MR赋值给对应的薄层干燥模型。

5.根据权利要求1所述的称重式果蔬含水率在线检测方法，其特征在于，步骤2中，计算果蔬的初始含水率M0的具体步骤为：

步骤2.1，先任意设定某种果蔬的初始含水率M0值，并令迭代计算时的含水率误差值为e；

步骤2.2，利用实时称重系统获取果蔬在烘干前的重量G0，再获取果蔬在干燥过程中t1时刻和t2时刻的果蔬重量G1和G2；

步骤2.3，利用该类果蔬的最佳干燥模型计算获得t1时刻和t2时刻果蔬的含水率M1和M2，再计算初始含水率M’0为：

M’0＝1-A/G0[M1/(1-M1)-M2/(1-M2)]

式中，A＝G1-G2；

步骤2.4，若M0-M’0＞e，则令M’0＝M0，并利用该种果蔬的最佳干燥模型重新分别计算t1时刻和t2时刻果蔬的含水率M’1和M’2，再进入步骤2.5，若M0-M’0≤e，则进入步骤2.6；

步骤2.5，再次计算初始含水率M’0为：

M’0＝1-A/G0[M’1/(1-M’1)-M’2/(1-M'2)]

再返回步骤2.4；

步骤2.6，令M’0＝M0，获得该种果蔬真实的初始含水率M0。

6.根据权利要求1所述的称重式果蔬含水率在线检测方法，其特征在于，步骤3中，计算果蔬的实时含水率的具体步骤为：

步骤3.1，先任意设定果蔬产品的初始含水率M0值，再根据果蔬产品烘干要求设定果蔬的最终含水率Me；

步骤3.2，利用对应果蔬的最佳干燥模型计算获得ti时刻的水分比MRi；

步骤3.3，根据最终含水率Me、初始含水率M0以及水分比MRi计算出ti时刻果蔬的含水率Mi为：

Mi＝MRi(M0-Me)+Me。

7.一种称重式果蔬含水率在线检测系统，其特征在于：包括烘干设备、实时称重机构以及执行权利要求1-6任一权利要求所述的称重式果蔬含水率在线检测方法的处理控制模块；

实时称重机构安装在烘干设备的烘干室内；

由处理控制模块对烘干设备进行烘干温度控制，使得烘干设备按照当前果蔬的最佳干燥模型对其进行烘干；

由处理控制模块实时获取实时称重机构的称重结果，并根据称重结果实时计算出当前果蔬的含水率。