一种智能烘干控制方法、系统以及装置与流程

本发明涉及物料烘干领域，尤其涉及一种智能烘干控制方法、系统以及装置。

背景技术：

在我国民间很早就采用烘、烤、焙等加热干制方法来干制食品、药材等。适宜大批量生产的干制方法1875年才出现，最早是将片状蔬菜堆放在室内用40℃左右的热空气进行干燥，这就是早期的热空气干燥方法。食品的脱水干制要求将食品的水分降低至耐藏的水分极限，同时保持食品中的营养成分在于制过程中不被破坏、不发生不良变化、不产生有毒有害的化学成分以保证食品的质量。

目前常用的烘干方法是人为控制烘干设备以控制烘干的温度和湿度，来进行对物料烘干过程的控制，这不仅需要操作人员具有丰富的烘干经验，还很难对烘干过程达到精确地控制，生产出来的干物料的质量难以控制，因此现有技术存在智能化较低、控制难度较高、生产质量较低的缺点。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种智能烘干控制方法、系统以及装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能烘干控制方法，包括以下步骤：

获取物料类型，根据物料类型，获得与所述物料类型相对应的烘干参数，所述烘干参数包含不同烘干阶段所对应的烘干温度、烘干湿度和烘干时间；

获取当前室内温度和当前室内湿度，将当前室内温度与烘干温度进行比较后，得到温度比较结果，将当前室内湿度与烘干湿度进行比较后，得到湿度比较结果；

根据温度比较结果、湿度比较结果和烘干时间，控制烘干机工作。

进一步，所述根据物料类型，获得与所述物料类型相对应的烘干参数这一步骤，其具体包括：

根据物料类型，判断是否存在与所述物料类型相对应的历史烘干参数，若是，则将与所述物料类型相对应的历史烘干参数作为所需获取的烘干参数；反之，则根据输入的烘干时间，计算出与所述物料类型相对应的烘干温度，和/或，根据物料标准含水率或当前室内湿度，计算获得与所述物料类型相对应的烘干湿度。

进一步，所述烘干温度的计算步骤具体包括：

获取当前室外温度；

根据空气密度、烘干房体积、空气比热容、当前室内温度、物料重量、物料比热容、热传导效率、物料当前含水率、烘干机额定制热能力以及总烘干时间，确定第一函数，所述第一函数为最高烘干温度关于制热能力修正系数和汽化潜热系数的函数；

根据当前室外温度，从烘干机制热能力修正系数图中获取得到若干个与所述当前室外温度对应的最高烘干温度以及与最高烘干温度相对应的制热能力修正系数；

根据确定出的若干个最高烘干温度，从汽化潜热系数表中获取得到若干个与最高烘干温度相对应的汽化潜热系数；

利用获取得到的若干个制热能力修正系数、若干个汽化潜热系数以及第一函数，从若干个最高烘干温度中确定出所需的最高烘干温度；

根据确定出所需的最高烘干温度，从而确定出不同烘干阶段所对应的烘干温度。

进一步，所述烘干阶段包括：软化阶段、渗水汽化阶段、除湿阶段和干燥定型阶段。

进一步，所述根据确定出所需的最高烘干温度，从而确定出不同烘干阶段所对应的烘干温度这一步骤，其具体包括：

根据确定出所需的最高烘干温度，获得干燥定型阶段的烘干温度；

根据干燥定型阶段的烘干温度，计算获得渗水汽化阶段的烘干温度和除湿阶段的烘干温度；

根据渗水汽化阶段的烘干温度，计算获得软化阶段的烘干温度。

进一步，所述根据物料标准含水率或当前室内湿度，计算获得与所述物料类型相对应的烘干湿度这一步骤，其具体包括：

当进行除湿阶段时，获取除湿阶段的当前室内湿度，根据除湿阶段的当前室内湿度，计算获得除湿阶段的烘干湿度；

或，当进行干燥定型阶段时，根据物料标准含水率，计算获得干燥定型阶段的烘干湿度。

进一步，还包括：

将各个烘干阶段对应的输入的烘干时间以及根据计算获得的烘干温度和/或烘干湿度保存下来。

第二方面，本发明实施例提供了一种智能烘干控制系统，包括：

参数获取模块，用于获取物料类型，根据物料类型，获得与所述物料类型相对应的烘干参数，所述烘干参数包含不同烘干阶段所对应的烘干温度、烘干湿度和烘干时间；

对比模块，用于获取当前室内温度和当前室内湿度，将当前室内温度与烘干温度进行比较后，得到温度比较结果，将当前室内湿度与烘干湿度进行比较后，得到湿度比较结果；

烘干控制模块，用于根据温度比较结果、湿度比较结果和烘干时间，控制烘干机工作。

第三方面，本发明实施例提供了一种智能烘干控制装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述一种智能烘干控制方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种智能烘干控制系统，包括烘干机、主控制器、湿度传感器和温度传感器，所述主控制器分别与烘干机、湿度传感器和温度传感器相连；

所述温度传感器，用于采集当前室内温度；

所述湿度传感器，用于采集当前室内湿度；

所述主控制器包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述一种智能烘干控制方法。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例根据物料类型来获取对应的烘干参数，再根据烘干参数来获取所需要的烘干温度、烘干湿度和烘干时间，最后根据烘干温度、烘干湿度和烘干时间来控制烘干机工作；能够智能化地获取烘干参数，并智能化控制烘干机工作，节省人力，合理的烘干参数使得物料的烘干质量得到保证，并且智能化地烘干过程可以使得烘干质量得到很好的控制，因此本发明实施例具有高智能化、易控制、生产质量高的优点。

附图说明

图1是本发明实施例一种智能烘干控制方法的第一具体实施例的步骤流程图；

图2是本发明实施例一种智能烘干控制方法的烘干机制热能力修正系数图的范例图；

图3是本发明实施例一种智能烘干控制方法的汽化潜热系数表的范例图；

图4是本发明实施例一种智能烘干控制系统的第一具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本发明实施例提供了一种智能烘干控制方法，该方法包括以下步骤：

s101、获取物料类型，根据物料类型，获得与所述物料类型相对应的烘干参数，所述烘干参数包含不同烘干阶段所对应的烘干温度、烘干湿度和烘干时间；

具体地，所述物料类型为物料的品种，物料的品种不同，所需要进行烘干的参数也是不同的，所述烘干温度为烘干机将室内温度加热至的温度，所述烘干湿度为烘干机将室内湿度调控至的湿度，烘干时间为烘干机在不同阶段工作的时间。

s102、获取当前室内温度和当前室内湿度，将当前室内温度与烘干温度进行比较后，得到温度比较结果，将当前室内湿度与烘干湿度进行比较后，得到湿度比较结果；

具体地，通过温度传感器和湿度传感器分别获得当前室内温度和当前室内湿度，根据烘干参数中的烘干温度和烘干湿度，来进行数值对比，根据对比差来进行烘干机控制。

s103、根据温度比较结果、湿度比较结果和烘干时间，控制烘干机工作；

具体地，根据温度对比差和湿度对比差来控制烘干机加热和除湿的工作，工作的时间为烘干时间。

由上述可得，通过使用本发明实施例的方法，可以通过获取烘干参数，来实现智能化地对烘干机的控制，并且根据烘干参数可精确地对不同阶段烘干的控制，因此使得烘干过程具有高精确度和高智能化的优点。

进一步作为本方法的优选实施例，所述根据物料类型，获得与所述物料类型相对应的烘干参数这一步骤s101，其具体包括：

s1021、根据物料类型，判断是否存在与所述物料类型相对应的历史烘干参数，若是，则将与所述物料类型相对应的历史烘干参数作为所需获取的烘干参数；反之，则根据输入的烘干时间，计算出与所述物料类型相对应的烘干温度，和/或，根据物料标准含水率或当前室内湿度，计算获得与所述物料类型相对应的烘干湿度；

具体地，先判断待烘干的物料类型是否有历史烘干记录和历史烘干参数，若有的话直接获取历史烘干参数作为本次烘干的参数，若没有的话则通过管理人员的烘干经验输入预设烘干时间，所述输入的烘干时间包括：总烘干时间和各个阶段对应的烘干时间，根据预设的总烘干时间，通过计算可获得各阶段的烘干温度和部分阶段的烘干湿度(软化阶段和渗水汽化阶段是不需要对湿度进行控制的)，可见，通过合适的历史烘干参数可使得烘干过程简单易控制，不需要管理人员具有多少烘干经验亦可轻松进行物料烘干，而通过计算获得的烘干参数更具有科学依据，并且更加精确，使得物料烘干质量得到保证。

进一步作为本方法的优选实施例，步骤s1021中所述烘干温度的计算步骤具体包括：

s10211、获取当前室外温度；

具体地，所述当前室外温度为烘干房外的环境温度，所述当前室外温度用于在烘干机制热能力修正系数图中查询烘干机制热能力修正系数。

s10212、根据空气密度、烘干房体积、空气比热容、当前室内温度、物料重量、物料比热容、热传导效率、物料当前含水率、烘干机额定制热能力以及总烘干时间，确定第一函数，所述第一函数为最高烘干温度关于制热能力修正系数和汽化潜热系数的函数；

具体地，所述物料重量为物料开始烘干前的重量，所述的空气密度、烘干房体积、空气比热容、物料重量、物料比热容、热传导效率、物料当前含水率、烘干机额定制热能力和总烘干时间均为预设值，所述空气密度为预设的当地空气密度，所述物料当前含水率为物料烘干开始前的含水率，可通过专业的仪器来测量得出，将烘干机额定制热能力和总烘干时间根据公式：qa＝q×k1×t，可得到烘干总热量和制热能力修正系数的函数关系，将空气密度、烘干房体积和空气比热容根据公式：q1＝ρ×v×c1×δt，可得到烘干房加热空气所需热量和加热温度差的函数关系，将物料重量和物料比热容根据公式q2＝g×c2×δt，可得到烘干房内鲜湿物料从环境温度加至干燥温度所需的热量和加热温度差的函数关系，将物料重量、物料当前含水率和热传导效率根据公式：q3＝g×θ×β×k2，可得到物料水分的汽化潜热和汽化潜热系数的函数关系，将当前室内温度根据公式δt＝h-t，可得到加热温度差和最高烘干温度的函数关系；将上述所得的函数关系根据公式qa＝q1+q2+q3，可推导出公式：将空气密度、烘干房体积、空气比热容、当前室内温度、物料重量、物料比热容、热传导效率、物料当前含水率、烘干机额定制热能力以及总烘干时间，根据公式可确定h关于k1和β的函数，上述公式中参数的含义为：qa为烘干总热量，q为烘干机额定制热能力，k1为制热能力修正系数，t为总烘干时间，q1为烘干房加热空气所需热量，ρ为空气密度，v为烘干房体积，c1为空气比热容，δt为加热温度差，q2为烘干房内鲜湿物料从环境温度加至干燥温度所需的热量，g为物料重量，c2为物料比热容，q3为物料水分的汽化潜热，θ为物料当前含水率，β为汽化潜热系数，k2为热传导效率，h为最高烘干温度，t为当前室内温度。

s10213、根据当前室外温度，从烘干机制热能力修正系数图中获取得到若干个与所述当前室外温度对应的最高烘干温度以及与最高烘干温度相对应的制热能力修正系数；

具体地，如图2所示，可根据当前室外温度从烘干机制热能力修正系数图中获取若干个最高烘干温度和与最高烘干温度对应的制热能力修正系数(此图仅供参考，实际值会有所区别),例如：当前室外温度为10℃，通过查找烘干机制热能力修正系数图可以得出一组9个最高烘干温度(单位：℃)：35、40、45、50、55、60、65、70、75，再获得一组最高烘干温度对应的制热能力修正系数：0.68、0.73、0.80、0.86、0.91、0.95、1.05、1.14、1.23。

s10214、根据确定出的若干个最高烘干温度，从汽化潜热系数表中获取得到若干个与最高烘干温度相对应的汽化潜热系数；

具体地，如图3所示，根据上一步骤s10213获取到的若干个最高烘干温度，对照汽化潜热系数表，可获得相对应的若干个汽化潜热系数，例如:根据上一步骤s10213得到一组最高烘干温度(单位：℃)：35、40、45、50、55、60、65、70、75，将最高烘干温度按照汽化潜热系数表可以得到一组最高烘干温度对应的汽化潜热系数(此处取近似值)：2416、2403、2392、2380、2369、2357、2345、2336、2318。

s10215、利用获取得到的若干个制热能力修正系数、若干个汽化潜热系数以及第一函数，从若干个最高烘干温度中确定出所需的最高烘干温度；

具体地，将若干个最高烘干温度、制热能力修正系数和汽化潜热系数，根据对应关系，一一输入至步骤s10212中的函数中去，可根据最接近的那组值得到最合适的最高烘干温度。

s10216、根据确定出所需的最高烘干温度，从而确定出不同烘干阶段所对应的烘干温度。

可见，通过上述步骤，可以科学合理地计算出物料的烘干温度，从而能够保证物料的烘干质量。

进一步作为本方法的优选实施例，所述烘干阶段包括：软化阶段、渗水汽化阶段、除湿阶段和干燥定型阶段；

具体地，烘干具有四个烘干阶段：软化阶段、渗水汽化阶段、除湿阶段和干燥定型阶段，但是烘干类型不同，烘干过程中的阶段有所不同，如物料厚度较厚，外围层较容易干燥，而内层由于受热慢，需要更长时间受热，渗水汽化及排湿或除湿，所以在渗水汽化及排湿除湿阶段则需要反复加热，可见，不同阶段对应不同的烘干参数能够更加精确的控制物料烘干的质量。

进一步作为本方法的优选实施例，所述根据确定出所需的最高烘干温度，从而确定出不同烘干阶段所对应的烘干温度这一步骤s10216，其具体包括：

s102161、根据确定出所需的最高烘干温度，获得干燥定型阶段的烘干温度；

具体地，干燥定型阶段是烘干过程中最后的阶段，因此此时的烘干温度即为最高烘干温度。

s102162、根据干燥定型阶段的烘干温度，计算获得渗水汽化阶段的烘干温度和除湿阶段的烘干温度；

具体地，根据第四阶段干燥定型阶段温度＝第二阶段渗水汽化阶段温度温升δt，δt＝3-5℃，从而将干燥定型阶段的烘干温度减去3-5℃得到除湿阶段的烘干温度(可根据实际情况选择具体值)，而第三阶段除湿阶段温度与第二阶段一致的。

s102163、根据渗水汽化阶段的烘干温度，计算获得软化阶段的烘干温度；

具体地，根据第二阶段渗水汽化阶段温度＝第一阶段软化阶段温升δt，δt＝2-4℃，从而将渗水汽化阶段的烘干温度减去2-4℃即可得到软化阶段的烘干温度。物料不同阶段的烘干温度可根据实际情况进行细微地调整，本实施例只给出一个调整范围，可见通过对最高烘干温度做简单的计算即可获得不同的烘干温度，计算方式是更加实际情况来调整的，具有实际意义。

进一步作为本方法的优选实施例，所述根据物料标准含水率或当前室内湿度，计算获得与所述物料类型相对应的烘干湿度这一步骤s1021，其具体包括：

s10211、当进行除湿阶段时，获取除湿阶段的当前室内湿度，根据除湿阶段的当前室内湿度，计算获得除湿阶段的烘干湿度；

具体地，在软化阶段和渗水汽化阶段不需要进行除湿操作的，而在除湿阶段时，根据湿度＝烘干房内实际湿度－(2-5％)，从而先通过湿度传感器获取当前室内湿度，然后将当前室内湿度减去2％-5％(根据实际情况调整)，即可得到除湿阶段的烘干湿度。

s10212、当进行干燥定型阶段时，根据物料标准含水率，计算获得干燥定型阶段的烘干湿度；

具体地，在进行干燥定型阶段时，根据湿度＝物料最终含水率±2％，将物料标准含水率，加减2％作为干燥定型阶段的烘干湿度(具体可根据实际情况而定)，所述物料标准含水率为将物料烘干后的含水率，是符合管理人员期望的，可见通过实际情况来计算烘干湿度，更具有实际意义。

进一步作为本方法的优选实施例，还包括：

s104、将各个烘干阶段对应的输入的烘干时间以及根据计算获得的烘干温度和/或烘干湿度保存下来；

具体地，将本次烘干的参数保存起来作为下一次同物料类型的物料的参考值，还可根据物料烘干后的结果，来对参数做调整，保存下来作为下一次的烘干参考，可见，通过这种方式可达到物料的智能控制，并且可傻瓜式控制物料烘干。

如图4所示，一种智能烘干控制系统，包括：

①、参数获取模块，用于获取物料类型，根据物料类型，获得与所述物料类型相对应的烘干参数，所述烘干参数包含不同烘干阶段所对应的烘干温度、烘干湿度和烘干时间；

具体地，所述参数获取模块主要用于控制各传感器来获取环境信息，并且根据物料类型去查找保存的历史烘干数据。

②、对比模块，用于获取当前室内温度和当前室内湿度，将当前室内温度与烘干温度进行比较后，得到温度比较结果，将当前室内湿度与烘干湿度进行比较后，得到湿度比较结果；

具体地，所述对比模块主要用于温度对比和湿度对比，从而获得对比结果。

③、烘干控制模块，用于根据温度比较结果、湿度比较结果和烘干时间，控制烘干机工作；

具体地，所述烘干控制模块主要用于根据烘干参数来对烘干机进行控制，使得烘干过程能按照烘干参数进行。

④、数据存储模块，用于将各个烘干阶段对应的输入的烘干时间以及根据计算获得的烘干温度和/或烘干湿度保存下来。

基于上述的智能烘干控制方法，本发明实施例还提供了—种智能烘干控制装置，该装置包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一种智能烘干控制方法。

另外，本发明实施例还提供了一种智能烘干控制系统，其包括烘干机、主控制器、湿度传感器和温度传感器，所述主控制器分别与烘干机、湿度传感器和温度传感器相连；

所述温度传感器，用于采集当前室内温度；

所述湿度传感器，用于采集当前室内湿度；

所述主控制器包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述一种智能烘干控制方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。