本发明涉及一种基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,属于干燥设备。
背景技术:
1、采用热风与微波耦合技术的干燥工艺参数调控方法,是一种创新的干燥解决方案,融合了热风和微波两种干燥技术的优势。该方法通过高精度的实时监控系统,自动调节关键干燥参数,包括温度、风速和微波功率,以确保干燥过程的高效和优化。
2、目前,尽管干燥技术持续发展,但许多传统干燥设备在实现精确测量和物料精细控制方面仍依赖于人工操作。这些设备通常需要操作者凭借经验来调整干燥过程,以适应不同物料的特性和干燥需求。此外,传统干燥设备往往采用固定的干燥模式,这限制了它们的灵活性和适应性,导致效率不高,因此,如何得到精准物料及提高干燥设备效率,是急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其主要目的在于得到精准物料及提高干燥设备效率,减少时间和人力资源的过度消耗。
2、为实现上述目的,本发明提供的一种基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,包括:
3、接收预构建的计算机控制系统发出的放置物料指令,将所述放置物料指令发送给预构建的机械臂,解析放置物料指令,得到物料位置,利用物料位置及机械臂获取待干燥物料,将待干燥物料导入至预构建的精密天平单元中;
4、基于接收待干燥物料后的精密天平单元发出请求重量指令,解析请求重量指令,得到精密天平单元中的待干燥物料的加热前重量数据;
5、将所述加热前重量数据发送至计算机控制系统,其中,计算机控制系统包括:内部配置模块、轴流风机、温度控制仪、耐高温管、微波装置、ccd相机、内置图像分析软件、智能预警系统、风速控制仪及微波计时器,其中,微波计时器设于微波装置上,温度控制仪包括温度控制单元及加热器,精密天平单元中还包括精密天平,所述待干燥物料设于精密天平上,且精密天平设于微波装置中;
6、利用接收加热前重量数据后的计算机控制系统设置待干燥物料干燥后的重量,得到干燥后重量;
7、基于微波计时器获取检测时段序列,其中,检测时段序列中包括多个检测时段,对多个检测时段中的每一个检测时段均执行如下操作:
8、根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机,并根据轴流风机与温度控制仪获取初始加热气流,利用耐高温管,将所述初始加热气流导入至微波装置中,得到加热气流,利用加热气流对精密天平单元中待干燥物料进行预加热,得到预加热物料;
9、利用预设的微波功率及微波计时器启动微波装置,利用启动后的微波装置加热预加热物料,得到加热物料;
10、基于精密天平计算出加热物料的质量,得到加热后重量数据,将加热后重量数据传送给计算机控制系统,得到加热后重量值;
11、基于加热后重量值确认加热后重量值等于干燥后重量后,得到加热干燥物料重量值,将加热干燥物料重量值记录在预构建的物料数据库中,利用物料数据库分析所记录的加热干燥物料重量值,得到结果报告,其中,结果报告包括:物料重量数据及干燥效果,基于结果报告完成检测时段的干燥操作;
12、汇总多个结果报告,得到检测时段序列对应的干燥报告,基于干燥报告完成热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控。
13、可选地,所述基于接收待干燥物料后的精密天平单元发出请求重量指令,解析请求重量指令,得到精密天平单元中的待干燥物料的加热前重量数据,包括:
14、获取计算机控制系统的数据通信接口,根据数据通信接口接收来自精密天平单元的请求重量指令,其中,所述请求重量指令以数字信号形式传输,且请求重量指令包括:待干燥物料的唯一标识符、待干燥物料时间、待干燥物料测量精度要求参数、待干燥物料重量请求类型;
15、从请求重量指令中提取待干燥物料的唯一标识符,基于唯一标识符从物料数据库中检索待干燥物料的唯一标识符信息;
16、从请求重量指令中提取待干燥物料时间,基于待干燥物料时间从物料数据库中检索待干燥物料的物料时间信息;
17、从请求重量指令中提取待干燥物料测量精度要求参数,基于待干燥物料测量精度要求参数从物料数据库中检索待干燥物料的测量精度信息,其中,测量精度信息为重量误差小于等于0.1毫克;
18、从请求重量指令中提取待干燥物料重量请求类型,基于待干燥物料重量请求类型从物料数据库中检索待干燥物料的重量类型信息,其中,待干燥物料重量请求类型包括:固定重量请求、动态重量请求、最大重量请求及最小重量请求;
19、根据待干燥物料的唯一标识符信息、物料时间信息、测量精度信息及待干燥物料的重量类型信息获取待干燥物料的加热前重量数据。
20、可选地,所述利用接收加热前重量数据后的计算机控制系统设置待干燥物料干燥后的重量,得到干燥后重量,包括:
21、通过接收加热前重量数据后的计算机控制系统获取用户接口,基于用户接口接收干燥参数,其中,用户接口包括:图形用户界面、触摸屏,干燥参数包括:物料信息、干燥目标重量及干燥条件,其中,干燥条件包括:温度控制单元的温度、风速控制仪的风速及微波计时器的干燥时间;
22、利用计算机控制系统对干燥参数进行实时校验,确认温度控制单元的温度在预设的温度区间,且风速控制仪的风速在预设的风速区间后,将干燥参数传输到所述内部配置模块,其中,实时校验预设了校验频率;
23、利用内部配置模块将所接收的干燥参数转化为控制指令,其中,控制指令包括:温度控制单元的温度、风速控制仪的风速、微波计时器的干燥时间、微波装置功率及干燥设备的干燥模型函数,其中,干燥模型函数为:
24、w(t)=w0*e-kt
25、k=k0*f(t,m,v)
26、kadjusted=k*(1+α*p)
27、其中,w(t)表示时间t时待干燥物料的重量,w0表示检测时段待干燥物料的初始重量,e表示自然对数的底数,k表示温度干燥速率常数,t表示干燥时间,k0表示基准干燥速率常数,f(t,m,v)表示加热器温度、待干燥物料重量及风速控制仪的风速所构成的函数,其中,t表示加热器温度,m表示待干燥物料重量,v表示风速控制仪的风速,kadjusted是微波干燥速率常数,α表示微波效应增强系数,p表示微波功率;
28、基于控制指令获取待干燥物料的干燥后重量。
29、可选地,所述根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机,并根据轴流风机与温度控制仪获取初始加热气流,利用耐高温管,将所述初始加热气流导入至微波装置中,得到加热气流,包括:
30、根据检测时段,利用计算机控制系统获取风速参数,利用风速参数设置风速控制仪,根据设置后的风速控制仪启动轴流风机,利用计算机控制系统获取预热温度,利用预热温度设置温度控制仪,根据设置后的温度控制仪启动加热器,利用启动后的轴流风机获取初始气流,将所述初始气流输送至启动后的加热器后,得到待加热气流,利用启动后的加热器对待加热气流执行加热操作,得到初始加热气流,利用耐高温管将所述初始加热气流导入至微波装置中,得到加热气流。
31、可选地,所述基于微波计时器获取检测时段序列,之后还包括:
32、在检测时段序列中的每个检测时段中,利用监测单元判断温度控制单元的温度是否在温度区间及风速控制仪的风速是否在风速区间,其中,预设了监测单元的监测频率;
33、若温度控制单元的温度在所述温度区间,则判断风速控制仪的风速是否在预设的风速区间;
34、若风速控制仪的风速不在所述风速区间,则利用计算机控制系统预构建的内置智能预警系统发出风速警告指令并解析风速警告指令,根据解析后的风速警告指令调整风速控制仪的风速,直至风速控制仪的风速在所述风速区间;
35、若温度控制单元的温度不在温度区间,则利用内置智能预警系统发出温度警告指令并解析温度警告指令,直至温度控制单元的温度在所述温度区间。
36、可选地,所述基于精密天平计算出加热物料的质量,得到加热后重量数据,包括:
37、根据ccd相机拍摄预构建的精密天平托盘,得到精密天平托盘图像,并利用预构建的ccd相机内部图像处理电路将精密天平托盘图像发送给计算机控制系统,得到待分析图像,根据待分析图像,利用所述内置图像分析软件对待分析图像进行分析,得到精密天平托盘特征,其中精密天平托盘特征包括:精密天平托盘清洁度及精密天平托盘平稳度;
38、若精密天平托盘特征与内置图像分析软件中预设的托盘特征相同,则得到平整并清洁精密天平托盘;
39、若精密天平托盘特征与内置图像分析软件中预设的托盘特征不相同,基于计算机控制系统生成校准天平指令,并将校准天平指令发送给机械臂,根据接收校准天平指令后的机械臂解析校准天平指令,并根据解析后的校准天平指令获取平整并清洁精密天平托盘;
40、基于平整并清洁精密天平托盘计算出加热物料的质量,得到加热后重量数据。
41、可选地,所述基于加热后重量值确认加热后重量值等于干燥后重量后,包括:
42、比较干燥后重量与加热后重量值:
43、若干燥后重量大于加热后重量值,基于计算机控制系统获取与所述检测时段相邻的下一检测时段,得到相邻检测时段,缩短所述相邻检测时段,以缩短后的相邻检测时段为检测时段,返回所述根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机的步骤,直至确认加热后重量值等于干燥后重量;
44、若干燥后重量小于加热后重量值,基于计算机控制系统获取与所述检测时段相邻的下一检测时段,得到相邻检测时段,延长相邻检测时段,以延长后的邻检测时段为检测时段,返回所述根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机的步骤,直至确认加热后重量值等于干燥后重量;
45、若干燥后重量等于加热后重量值,则确认加热后重量值等于干燥后重量。
46、可选地,所述并根据解析后的校准天平指令获取平整并清洁精密天平托盘,包括:
47、其中,校准天平指令包括:精密天平托盘坐标;
48、根据计算机控制系统,利用解析后的校准天平指令启动机械臂,利用启动后的机械臂将精密天平托盘放置于微波装置中后,得到待校准精密天平托盘,利用ccd相机拍摄待校准精密天平托盘,得到初步精密天平托盘坐标,基于初步精密天平托盘坐标计算精密天平托盘平稳指标,其中,根据下式计算得到精密天平托盘平稳指标:
49、
50、其中,θx表示天平托盘相对于水平面在x轴方向的倾斜角度,θy表示天平托盘相对于水平面在y轴方向的倾斜角度,l表示天平托盘的长度,w表示天平托盘的宽度,s表示精密天平托盘平稳指标,mx表示天平托盘在x轴方向上的力矩,my表示天平托盘在y轴方向上的力矩;
51、若精密天平托盘平稳指标等于0,则确认精密天平托盘的天平托盘完全平稳,得到平稳天平;
52、若精密天平托盘平稳指标不等于0,则确认精密天平托盘的天平托盘不平稳,得到不平稳天平,校准所述不平稳天平,得到平稳天平;
53、根据平稳天平获取平整并清洁精密天平托盘。
54、可选地,所述根据平稳天平获取平整并清洁精密天平托盘,包括:
55、计算平稳天平的清洁度数指标,其中,清洁度数指标的计算公式如下所示:
56、t=|w-w0 |
57、其中,t表示清洁度数指标,且0.2mg<t<0.6mg,w表示平稳天平在干净状态下的标准重量,w0表示平稳天平测量的重量;
58、若清洁度数指标大于预设的允许最大重量变化值,则平稳天平不清洁;
59、否则,平稳天平清洁,并将平稳天平确认为平整并清洁精密天平托盘。
60、为实现上述目的,本发明还提供一种基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控系统,包括:
61、物料重量数据获取模块,用于接收预构建的计算机控制系统发出的放置物料指令,将所述放置物料指令发送给预构建的机械臂,解析放置物料指令,得到物料位置,利用物料位置及机械臂获取待干燥物料,将待干燥物料导入至预构建的精密天平单元中,基于接收待干燥物料后的精密天平单元发出请求重量指令,解析请求重量指令,得到精密天平单元中的待干燥物料的加热前重量数据;
62、初始加热模块,用于将所述加热前重量数据发送至计算机控制系统,其中,计算机控制系统包括:内部配置模块、轴流风机、温度控制仪、耐高温管、微波装置、ccd相机、内置图像分析软件、智能预警系统、风速控制仪及微波计时器,其中,微波计时器设于微波装置上,温度控制仪包括温度控制单元及加热器,精密天平单元中还包括精密天平,所述待干燥物料设于精密天平上,且精密天平设于微波装置中,利用接收加热前重量数据后的计算机控制系统设置待干燥物料干燥后的重量,得到干燥后重量,基于微波计时器获取检测时段序列,其中,检测时段序列中包括多个检测时段,对多个检测时段中的每一个检测时段均执行如下操作:根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机,并根据轴流风机与温度控制仪获取初始加热气流,利用耐高温管,将所述初始加热气流导入至微波装置中,得到加热气流,利用加热气流对精密天平单元中待干燥物料进行预加热,得到预加热物料;
63、微波加热模块,用于利用预设的微波功率及微波计时器启动微波装置,利用启动后的微波装置加热预加热物料,得到加热物料,基于精密天平计算出加热物料的质量,得到加热后重量数据,将加热后重量数据传送给计算机控制系统,得到加热后重量值;
64、干燥效果评估模块,用于基于加热后重量值确认加热后重量值等于干燥后重量后,得到加热干燥物料重量值,将加热干燥物料重量值记录在预构建的物料数据库中,利用物料数据库分析所记录的加热干燥物料重量值,得到结果报告,其中,结果报告包括:物料重量数据及干燥效果,基于结果报告完成检测时段的干燥操作,汇总多个结果报告,得到检测时段序列对应的干燥报告,基于干燥报告完成热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控。
65、为了解决上述问题,本发明还提供一种电子设备,所述电子设备包括:
66、存储器,存储至少一个指令;及
67、处理器,执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法。
68、为了解决上述问题,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令,所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法。
69、相比于背景技术所述问题,本发明先接收预构建的计算机控制系统发出的放置物料指令,将所述放置物料指令发送给预构建的机械臂,解析放置物料指令,得到物料位置,利用物料位置及机械臂获取的待干燥物料,将待干燥物料导入至预构建的精密天平单元中,可见,本发明在接收到放置物料指令后,机械臂的柔性机械臂单元和平台机械臂单元按照预设的计算机控制系统程序和放置物料指令执行放置物料任务,保证待干燥物料在整个搬运过程中的安全和完整,然后,基于接收待干燥物料后的精密天平单元发出请求重量指令,解析请求重量指令,得到精密天平单元中的待干燥物料的加热前重量数据,根据ccd相机拍摄精密天平托盘图片,再根据机械臂校准精密天平,得到平稳并清洁的精密天平托盘,将所述加热前重量数据发送至计算机控制系统,其中,计算机控制系统包括:内部配置模块、轴流风机、温度控制仪、耐高温管、微波装置、ccd相机、内置图像分析软件、智能预警系统、风速控制仪及微波计时器,其中,微波计时器设于微波装置上,温度控制仪包括温度控制单元及加热器,精密天平单元中还包括精密天平,所述待干燥物料设于精密天平上,且精密天平设于微波装置中,利用接收加热前重量数据后的计算机控制系统设置待干燥物料干燥后的重量,得到干燥后重量,根据干燥模型函数获取待干燥物料的干燥后重量,基于微波计时器获取检测时段序列,其中,检测时段序列中包括多个检测时段,对多个检测时段中的每一个检测时段均执行如下操作,本发明在检测过程中,根据计算机控制系统的监测单元对检测时段序列的温度及风速实时监控,同时利用智能预警系统将风速控制仪的风速及温度控制仪的温度调整至检测时段序列预设的风速区间和温度区间,根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机,并根据轴流风机与温度控制仪获取初始加热气流,利用耐高温管,将所述初始加热气流导入至微波装置中,得到加热气流,利用加热气流对精密天平单元中待干燥物料进行预加热,得到预加热物料,本发明所述轴流风机主要特点风的流向与风机的轴平行及加热器是电加热器,用于提供热量以加热待干燥物料,以便得到预加热物料,利用预设的微波功率及微波计时器启动微波装置,利用启动后的微波装置加热预加热物料,得到加热物料,本发明所述微波计时器用于控制微波加热的时间,通过精确控制加热时间,可以确保物料在适当的时间内达到所需的干燥程度,避免过度干燥或干燥不足,基于精密天平计算出加热物料的质量,得到加热后重量数据,将加热后重量数据传送给计算机控制系统,得到加热后重量值,基于加热后重量值确认加热后重量值等于干燥后重量后,得到加热干燥物料重量值,将加热干燥物料重量值记录在预构建的物料数据库中,利用物料数据库分析所记录的加热干燥物料重量值,得到结果报告,其中,结果报告包括:物料重量数据及干燥效果,基于结果报告完成检测时段的干燥操作,通过计算机控制系统实时监控检测时段,比较干燥后重量与加热后重量值,最终得到加热后重量值等于干燥后重量,汇总多个结果报告,得到检测时段序列对应的干燥报告,基于干燥报告完成热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控。因此,本发明可得到精准物料及提高干燥设备效率,减少时间和人力资源的过度消耗。
1.一种基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述基于接收待干燥物料后的精密天平单元发出请求重量指令,解析请求重量指令,得到精密天平单元中的待干燥物料的加热前重量数据,包括:
3.如权利要求2所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述利用接收加热前重量数据后的计算机控制系统设置待干燥物料干燥后的重量,得到干燥后重量,包括:
4.如权利要求3所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述根据检测时段,利用风速控制仪预设的风速参数启动轴流风机,并根据轴流风机与温度控制仪获取初始加热气流,利用耐高温管,将所述初始加热气流导入至微波装置中,得到加热气流,包括:
5.如权利要求4所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述基于微波计时器获取检测时段序列,之后还包括:
6.如权利要求5所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述基于精密天平计算出加热物料的质量,得到加热后重量数据,包括:
7.如权利要求6所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述基于加热后重量值确认加热后重量值等于干燥后重量后,包括:
8.如权利要求7所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述并根据解析后的校准天平指令获取平整并清洁精密天平托盘,包括:
9.如权利要求8所述的基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控方法,其特征在于,所述根据平稳天平获取平整并清洁精密天平托盘,包括:
10.一种基于热风微波耦合的干燥设备干燥工艺参数调控系统,其特征在于,所述系统包括: