一种可监测药温及水分含量的搅拌桨及滚筒炒药机

1.本实用新型涉及一种可监测药温及水分含量的搅拌桨及滚筒炒药机，属于中药炮制技术领域。


背景技术：

2.炒药机是为促进中药炮制发展需求而研制的一种炒药设备，具有炒制效率高、操作简单、节省人工等优点。目前，炒药机已广泛应用于不同种类中药材的炒制加工，其中滚筒炒药机借助滚筒翻炒，具有药物受热均匀的优点。
3.炒制温度影响中药饮片质量，虽部分炒药机逐渐增加了锅温检测功能，但忽视了药物在炒制中的实际受热温度（即药温），药温才是影响饮片质量的关键；此外，水分是中药饮片质量评价的重要指标，而中药饮片的水分测定均在饮片炮制完成后进行，不仅检测流程繁琐且对炮制环节控制水分含量无指导意义。基于此，本实用新型公开了一种可监测药温及水分含量的搅拌桨及滚筒炒药机，用于在线监测炮制过程中药温及水分含量。


技术实现要素：

4.为了解决传统方案存在的技术问题，本实用新型提供了一种可监测药温及水分含量的搅拌桨，该搅拌桨可在线实时监测炮制过程中药温及水分含量，弥补了传统滚筒炒药机无法监测药温及药物水分含量的缺陷。
5.同时，本实用新型提供一种滚筒炒药机，该滚筒炒药机能够实现准确控制药温。
6.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
7.一种可监测药温及水分含量的搅拌桨，包括驱动电机；
8.所述驱动电机与中空搅拌轴转动连接；
9.所述中空搅拌轴上设置有若干搅拌座；
10.所述搅拌座上连有第一中空搅拌叶和第二中空搅拌叶；
11.一个所述第一中空搅拌叶上设置有药温监测探头；
12.一个所述第二中空搅拌叶上设置有药物水分监测探头；
13.所述药温监测探头的输出端与第一信号变送器的输入端相连，所述第一信号变送器的输出端与第一单片机的输入端相连，所述第一单片机的输出端与显示屏相连；
14.所述药物水分监测探头的输出端与第二信号变送器的输入端相连，所述第二信号变送器的输出端与a/d转换芯片的输入端相连，所述a/d转换芯片的输出端与第二单片机的输入端相连，所述第二单片机的输出端与显示屏连接。
15.优选地，所述药温监测探头连接第一传感线、所述药物水分监测探头连接第二传感线；所述第一传感线和所述第二传感线均由所述中空搅拌轴中穿过，所述第一传感线和所述第二传感线上设置有滑环电刷，所述滑环电刷位于所述中空搅拌轴的末端。
16.优选地，所述滑环电刷包括转动连接的电刷及导电环，所述电刷固定于中空搅拌轴上。
17.优选地，所述第一中空搅拌叶和所述第二中空搅拌叶的中末段均为弧形，所述弧形的外弧面的起点处留有用于嵌装药温监测探头或药物水分监测探头的方孔，所述外弧面在所述方孔的下方延伸有凸起的加固层。
18.优选地，所述药温监测探头包括感温探头；所述药物水分监测探头包括采样电阻。
19.优选地，所述滚筒炒药机包括炒药机固定架，所述炒药机固定架内部设置有炒药筒，所述中空搅拌轴贯穿所述炒药筒的中部，所述中空搅拌轴的首端穿过所述炒药筒和所述炒药机固定架后与驱动电机相连，所述中空搅拌轴的末端穿过所述炒药筒后与所述电刷固定连接，所述电刷的外壁通过轴承转动连接于所述炒药机固定架的内壁上，所述炒药机固定架在与所述电刷相对的位置处设置有通孔，所述通孔内设置有所述导电环。
20.包含上述可监测药温及水分含量的搅拌桨的滚筒炒药机，所述炒药筒的内壁设置有加热板，所述第一信号变送器的输出端还与plc控制器的输入端相连，所述plc控制器的输出端与变压装置的输入端相连，所述变压装置的输出端与所述加热板相连。
21.优选地，所述变压装置的输出端与所述加热板的负极相连，所述加热板的正极与电源的正极相连，所述电源的负极与所述显示屏的输入端相连，所述显示屏的输出端与电源开关的输入端相连，所述电源开关的输出端与所述第一信号变送器的输入端相连。
22.优选地，所述第一中空搅拌叶和所述第二中空搅拌叶的末端均与所述炒药筒的内壁之间留有空隙。
23.优选地，所述变压装置为可控硅触发变压器。
24.本实用新型所达到的有益效果：
25.本搅拌桨采用中空搅拌轴及中空搅拌叶，并在搅拌叶外壁嵌装有温度及水分测定装置，该装置与显示屏连接可实时监测滚筒炒药机内药物的温度及水分。另外，温度测定装置可指示滚筒炒药机中加热模块的启动及关闭，准确控制药温，水分测定装置可在药物炒制过程中准确控制药物所含的水分。
26.本实用新型还公开了一种滚筒炒药机，将感温探头及采样电阻嵌在中空搅拌叶外壁上，可实时监测滚筒炒药机内药物的药温及水分含量，且该实用新型设计结构简单，不占用空间。
附图说明
27.图1为本实用新型的搅拌桨的结构示意图；
28.图2为本实用新型的滚筒炒药机的使用状态的示意图；
29.图3为本实用新型的滑环电刷的结构示意图；
30.图4为本实用新型的药温监测探头和药物水分监测探头的模块示意图；
31.图5为本实用新型的滚筒炒药机的温度调控系统电路图。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
33.实施例1
34.如图1所示，一种可监测药温及水分含量的搅拌桨，包括驱动电机1、中空搅拌轴2、
设置在中空搅拌轴2上的搅拌座3、第一中空搅拌叶4、第二中空搅拌叶、及搅拌叶上的药温监测探头5及药物水分监测探头6，药温监测探头5优选为感温探头，药物水分监测探头6优选为采样电阻，整个搅拌桨固定于炒药机固定架14上。驱动电机1与中空搅拌轴2连接，可驱动中空搅拌轴2转动，中空搅拌轴2上设有16个搅拌座3，搅拌座3上连接第一中空搅拌叶4和第二中空搅拌叶，第一中空搅拌叶4和第二中空搅拌叶对称分布于中空搅拌轴2两侧，搅拌叶可随中空搅拌轴2同步转动，使药物在炒制过程中均匀受热。
35.中空搅拌轴2、搅拌座3和中空搅拌叶的内部相连通以方便第一传感线7和第二传感线8贯穿。第一传感线7优选为感温探头传感线，第二传感线8优选为采样电阻传感线。
36.第一中空搅拌叶4和第二中空搅拌叶内部均中空且分别嵌装有感温探头和采样电阻，感温探头传感线7及采样电阻传感线8从中空搅拌轴2中穿过，并与滑环电刷10相连。以防止中空搅拌轴2转动时引起线路缠绕。
37.如图3所示，滑环电刷10由转动连接的电刷10a及导电环10b组成。电刷10a内部含双环同心圆，双环同心圆分别连接感温探头和采样电阻的正负两极，且可随中空搅拌轴2转动；导电环10b由金属黄铜制成，固定于炒药机固定架14上；当电刷10a随中空搅拌轴2转动时可与导电环10b摩擦，将电流通过电刷10a传导至导电环10b而保持连续的信号传输。
38.第一中空搅拌叶4和第二中空搅拌叶的外壁中末段均留有方孔，用于嵌装感温探头和采样电阻；感温探头和采样电阻分别嵌在中空搅拌叶外壁中末段，便于接触药物。
39.第一中空搅拌叶4和第二中空搅拌叶的中末段均随炒药筒转动方向呈弧度弯曲以缓冲受力，减少损坏；另外，第一中空搅拌叶4和第二中空搅拌叶的中末段壁弧度弯曲处装有凸起的加固层12，加固层12是不锈钢材质的一块加固板，加固板微凸起，可防止感温探头及采样电阻直接受力，起一定的保护作用。另加固后也可增加桨叶的受力强度，即，加固层12用以减少药物对感温探头和采样电阻的直接碰撞并增强中空搅拌叶的受力强度。
40.中空搅拌叶与中空搅拌轴2间可拆卸，便于感温探头和采样电阻的维修与更换。
41.如图4所示，感温探头嵌装在第一中空搅拌叶4外壁，可获得炒药机内药物的药温，感温探头的信号输出端与第一信号变送器15的信号输入端相连，第一信号变送器15的信号的输出端与第一单片机18相连，第一单片机18与显示屏9相连，并将药温实时显示于显示屏9。第一单片机18的型号为：80c51。
42.采样电阻为铜材制，采样电阻嵌装在第二中空搅拌叶外壁，可获得炒药机内药物的电阻信号，该电阻信号经采样电阻传感线传输至第二信号变送器19后，信号再经a/d7705/06型a/d转换芯片20传输至第二单片机21，由第二单片机21按照药物水分含量与电阻间的对数关系计算出含水量数据并传输至显示屏9，实现炒制过程中药物水分含量的监测与控制。第二单片机21的型号为：80c51。
43.药物水分含量与其电阻呈对数关系：w = a + b inr
20
；
44.式中，w为药物水分含量，r
20
为20℃室温下的电阻值。a、b为常数，可由20℃室温下w与r
20
的标定数据拟合获得。
45.不同温度下电阻的换算公式：r
20 = r
t / (1 + 0.00393
ꢀ×ꢀ
(t
ꢀ‑ꢀ
20))；
46.式中，r
t
为温度t时测得的电阻值，t为测量时的实际温度，即药温。
47.实施例2
48.如图2所示，包含实施例1的一种可监测药温及水分含量的搅拌桨的滚筒炒药机，
滚筒炒药机包括炒药机固定架14，炒药机固定架14内部设置有炒药筒11，中空搅拌轴2贯穿炒药筒11的中部，中空搅拌轴2的首端穿过炒药筒11和炒药机固定架14后与驱动电机1相连，中空搅拌轴2的末端穿过炒药筒11后与电刷10a固定连接，电刷10a的外壁通过轴承转动连接于炒药机固定架14的内壁上，炒药机固定架14在与电刷10a相对的位置处设置有通孔，通孔内设置有导电环10b。
49.第一中空搅拌叶4、第二中空搅拌叶的远端均与炒药筒11的内壁之间留有空隙。
50.滚筒炒药机上设置有温度调控系统，如图5所示，温度调控系统由加热板13、第一信号变送器15、plc控制器16、变压装置17、电源22、电源开关23及显示屏9组成，一旦温差超过预设温度5℃，将启动plc控制器16控制变压装置17，变压装置17为可控硅触发变压器，其内可控硅可通过发出不同的调节信号，对变压器进行调节进而控制加热板13，以实现准确控制药温。plc控制器16优选为西门子s7-200型号的plc控制器；可控硅触发变压器的型号优选为kcb419/301a。
51.如图4所示，具体的，第一信号变送器15的信号输出端与plc控制器16的信号输入端相连， plc控制器通过比较实测温度及预设温度值，判断温差值是否超过预设偏差值，一旦温差超过预设温度5℃时，kcb419/301a可控硅触发变压器内可控硅将通过发出不同的调节信号，对变压器进行调节，进而控制加热板13，以实现准确控制药温。
52.本实用新型中的电子元件均由电源供电。
53.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。