一种基于重量监测装置的烤房烟叶重量监测系统的制作方法

本发明涉及烟叶加工领域，更具体地，涉及一种基于重量监测装置的烤房烟叶重量监测系统。

背景技术：

在烟草加工领域，摘取新鲜烟叶之后，一般将烟叶放置在烤房内进行脱水处理。脱水处理这一步骤的好坏将直接影响到制造的烟草的质量。为了能够对这一步骤实行精确的控制，在进行脱水处理时必须对烤房内的温度情况、湿度情况和烟叶自身的情况进行严密的监控，并根据监控的情况对与脱水处理过程关系严密的烤房内的温度、湿度进行调整。而在判断脱水处理是否完成的时候，工作人员一般根据烟叶的颜色及重量进行判断。现有技术中，工作人员可以通过在烤房内安装摄像头并利用摄像头拍摄烟叶图像来实时获知烟叶的颜色情况，而对于烟叶重量信息的获知，则依赖人工巡逻的方式，即安排工作人员定时采集烤房内烟叶的重量信息。这种方式的监测效率低下且浪费了人力资源，因此还有待改进。

技术实现要素：

本发明为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种基于重量监测装置的烤房烟叶重量监测系统，该系统能够自动实现烟叶重量信息的采集，并将其通过通信模块传输至远程终端，将监测装置安放在烤房现场，再匹配现有的通信技术，就能够达到远程监测烟叶重量的目的，因而能达到节约人力资源、提高监测效率的效果。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种基于重量监测装置的烤房烟叶重量监测系统，包括终端和与终端连接的重量监测装置，所述重量监测装置包括探头电路、探头选择电路、重量采集电路、控制电路、电源、电源电路、显示模块和通信模块，其中探头电路的输出端与探头选择电路的输入端连接，探头选择电路的输出端与重量采集电路的输入端连接，重量采集电路的输出端与控制电路连接，控制电路的输出端分别与显示模块、通信模块的输入端连接，通信模块的输出端与终端连接；所述电源经过电源电路后分为两路，一路向重量采集电路供电，另一路向探头电路供电；所述探头电路用于采集烟叶的重量信息，所述探头电路的数量为多路。

上述方案中，探头电路用于采集烟叶的重量信息，而探头选择电路有选择地将各个探头电路采集的重量信息依次传输至重量采集电路，重量采集电路获得探头电路采集的重量信息后将之传输至控制电路，控制电路将接收到的数据通过显示模块进行显示，并将接收的数据通过通信模块传输至远程终端，用户根据远程终端或显示模块即可获知烤房内的重量情况，因而，本发明提供的系统与现有技术相比，提高了重量监测的效率，节约了用户所需投入的劳动量。

优选地，所述监测装置还包括有光电隔离电路，所述光电隔离电路包括光电耦合器D6、D7，其中光电耦合器D6连接在控制电路输出端与重量采集电路输入端之间，光电耦合器D7连接在所述控制电路输入端与重量采集电路输出端之间。探头电路采集的重量数据通过光电隔离电路传输至控制电路。

优选地，所述探头电路包括保护电路和重力传感器，重力传感器通过保护电路与探头选择电路连接；电源通过电源电路向保护电路供电。重力传感器采集的重力数据通过保护电路传输至探头选择电路.保护电路用于保护元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

优选地，所述保护电路包括双向TVS管F1、单向TVS管F2、单向TVS管F3、电阻R1、电阻R2，其中重力传感器X1与双向TVS管F1并联，双向TVS管F1的两端分别与单向TVS管F2、单向TVS管F3的阴极连接，单向TVS管F2、单向TVS管F3的阳极接地，单向TVS管F3的阳极通过电阻R2与阴极连接，单向TVS管F3的阴极与探头选择电路连接，单向TVS管F2的阴极与双向TVS管F1的连接处通过电阻R1与电源电路连接。

由于TVS管是一种新型高效的电路保护器件，它具有极快的响应时间和相当高的浪涌吸收能力，当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS管能够以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它两端电压钳制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

优选地，所述电源电路由两组低压差线性稳压器组成，电源通过两组低压差线性稳压器分别与电阻R1、重量采集电路连接。

优选地，所述重量采集电路、控制电路为单片机。

优选地，重量采集电路采用基于ARMCortex-M0架构的LPC1111。

优选地，所述监测装置还包括有存储器，存储器与重量采集电路连接。存储器用于存储重量采集电路接收的重量数据。

优选地，所述存储器为芯片25VF020。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的监测系统能够自动实现烟叶重量信息的采集，并将其通过通信模块传输至远程终端，将监测装置安放在烤房现场，再匹配现有的通信技术，就能够达到远程监测烟叶重量的目的，因而能达到节约人力资源、提高监测效率的效果。

附图说明

图1为实施例1、实施例2的监测装置的结构示意图。

图2为实施例3的监测装置的结构示意图。

图3为烤房的结构图。

图4为挂烟架的结构示意图。

图5为第一竖杆的轴向剖面图。

图6为第二竖杆的轴向剖面图。

图7为探头电路的安装示意图。

图8为采集的烟叶重量数据的变化过程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

如图1所示，基于重量监测装置的烤房烟叶重量监测系统，包括终端和与终端连接的重量监测装置，所述重量监测装置包括探头电路3、探头选择电路、重量采集电路、控制电路、电源、电源电路、显示模块和通信模块，其中探头电路3的输出端与探头选择电路的输入端连接，探头选择电路的输出端与重量采集电路的输入端连接，重量采集电路的输出端与控制电路连接，控制电路的输出端分别与显示模块、通信模块的输入端连接，通信模块的输出端与终端连接；所述电源经过电源电路后分为两路，一路向重量采集电路供电，另一路向探头电路3供电；所述探头电路3用于采集烟叶的重量信息，所述探头电路3的数量为多路。

上述方案中，探头电路3用于采集烟叶的重量信息，而探头选择电路有选择地将各个探头电路3采集的重量信息依次传输至重量采集电路，重量采集电路获得探头电路3采集的重量信息后将之传输至控制电路，控制电路将接收到的数据通过显示模块进行显示，并将接收的数据通过通信模块传输至远程终端，用户根据远程终端或显示模块即可获知烤房内的重量情况，因而，本发明提供的系统与现有技术相比，提高了重量监测的效率，节约了用户所需投入的劳动量。

本实施例中，重量采集电路、控制电路为单片机，其中重量采集电路采用基于ARMCortex-M0架构的LPC1111。

本实施例中，监测装置还包括有存储器，存储器与重量采集电路连接。本实施例中，存储器为芯片25VF020。

监测装置的使用示意图如图3~7所示。

图3为烤房的侧面示意图。烤房包括烤房本体1和安装在烤房本体1内的若干组挂烟架2，所述挂烟架2包括竖向设置的第一竖杆21、第二竖杆22和横向设置的横杆23，所述第一竖杆21、第二竖杆22上设有多个卡接横杆23的卡接部201。探头电路3安放在卡接部201上，其与横杆23的底面接触，当横杆23上挂满烟叶时，通过采集横杆施加在其上的重量，即可反映烟叶的重量，实现烟叶重量的探测。

实施例2

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，增设了光电隔离电路；其中重量采集电路的输出端通过光电隔离电路与控制电路连接。

实施例3

本实施例在实施例1、2的基础上，对探头电路3、探头选择电路、光电隔离电路、电源电路的结构做进一步的细化，其具体如下：

如图2所示，探头电路3包括重力传感器X1、双向TVS管F1、单向TVS管F2、单向TVS管F3、电阻R1、电阻R2，其中重力传感器X1与双向TVS管F1并联，双向TVS管F1的两端分别与单向TVS管F2、单向TVS管F3的阴极连接，单向TVS管F2、单向TVS管F3的阳极接地，单向TVS管F3的阳极通过电阻R2与阴极连接，单向TVS管F3的阴极与探头选择电路连接，单向TVS管F2的阴极与双向TVS管F1的连接处通过电阻R1与电源电路连接。

本实施例中，探头电路3的路数为3路。

如图2所示，探头选择电路为八通道模拟多路选择器74HC4051。

如图2所示，电源电路由两组低压差线性稳压器W组成，型号为SPX1121。两组低压差线性稳压器将电源分为两路。

如图2所示，光电隔离电路包括两个光电耦合器D6、D7，其中光电耦合器D6连接在控制电路输出端与重量采集电路输入端之间，光电耦合器D7连接在所述控制电路输入端与重量采集电路输出端之间，用于隔离控制电路和重量采集电路的MCU 。

实施例4

为了对本发明提供的监测系统性能的优越性进行突显，本实施例进行了实验并采集了具体的实验数据，具体如图8所示，所述数据采集自烟叶三段式烘烤工艺的实施过程中，所述烟叶三段式烘烤工艺包括三个阶段，分别为依次执行的变黄阶段、定色阶段和干筋阶段。烟叶的初始重量为15kg，烘烤开始后，由于变黄阶段烤房内的温度较低，约为25℃~38℃，因此在变黄阶段烟叶的脱水情况并不严重，其脱水速度较为平缓。随着烘烤进入定色阶段，烤房内的温度逐渐升高，由38℃升至54℃，此时烟叶的脱水速度得到了加快，且由于烟叶的含水量较大，所以定色阶段的脱水量是三个阶段中最大的。当烘烤进入干筋阶段时，此时烟叶中残存的水份已经很少，因此即使烤房内的温度从54℃升至并稳定在68℃，烟叶的脱水速度也较慢，脱水量也不大。完成脱水处理这一步骤后，烟叶的重量为初始重量的10%~20%，如图3所示，脱水处理后的烟叶重量约为2kg。

上述采集的数据与实施过程中技术人员使用人工方式监测的数据是相符合的，由此可知，本发明提供的装置能够以较高的精确度自动采集烤房内烟叶的重量，实现自动监测，且由于该装置内的探头电路是多路的，所以能够对多个挂烟架进行监测，使得供技术人员参考的数据更为丰富，有利于技术人员对烘烤的程度做出准确的判断。这些优点是现有技术所无法提供的。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。