专利名称：一种茶叶杀青机的自动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明属于茶叶加工领域，具体涉及一种茶叶杀青机的自动控制装置。
背景技术：
茶叶杀青机是茶叶初加工过程中用于鲜叶杀青工序的机械。鲜叶杀青是采取高温措施，钝化鲜叶中各种内源酶的活性，抑制鲜叶中的茶多酚等物质的酶促氧化，保持茶叶的绿色，蒸发鲜叶部分水分，使茶叶变软，便于揉捻成形，同时散发青臭味，促进良好香气形成的工序，是影响茶叶品质至关重要的环节。现有的用于绿茶杀青的滚筒杀青机的杀青工艺参数完全依赖于人工调整，需要人工估算杀青叶水分，控制鲜叶的投放量，或调整滚筒的温度等。往往存在工作效率低、估算误差大以及人工劳动强度高等缺陷，同时茶叶品质也难以保证，极大的影响了茶叶的杀青效果。针对上述情况，目前多开发出了通过测温控制系统来实现茶叶杀青机温度控制的装置，具体内容在中国农业科学院茶叶研究所于2009年3月30日申请的一种红外测温的自动杀青机(申请号200920116490. 6)以及余姚市姚江源茶叶茶机有限公司于2010年4 月13日申请的名称为一种茶叶加工中加热及测温的方法(申请号201010145798.0)中均有记载，其具体实施方式
均为通过红外测温单元来实现对滚筒筒壁的适时测量，并将其反馈至处理端后，通过控制滚筒内的发热量来调节茶叶的杀青质量。上述方案存在的缺陷主要表现在首先，当内部滚筒筒壁温度过高或过低时，红外测温单元接收信息并将其传输给处理单元实现滚筒内的发热量的调节，由于温度的改变是逐次增加或递减的，存在明显的时滞特性，当滚筒筒壁温度达到要求且传感器再次发出指令时，其滚筒内温度实际上仍然在递增或递减，从而导致实际工作温度与理想工作温度间存在极大误差，致使滚筒温度难以精确控制，最终仍难以保证茶叶的品质；其次，由于鲜叶的含水率各异，所需杀青温度也必然存在差别，上述方案仍然需要人工估算杀青叶水分，控制鲜叶的投放量以及滚筒的实际杀青温度，其红外测温单元也仅仅是以上述人工所给出的估算杀青温度为基准，在鲜叶的投放量固定的基础上进行温度调节，因此极易受人工判断误差影响，最终仍不可避免导致茶叶品质的不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单且运行稳定的茶叶杀青机的自动控制装置，可有效确保茶叶品质免受温度的时滞特性带来的不利影响，实现茶叶杀青过程的精确自动控制。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种茶叶杀青机的自动控制装置， 包括处理模块以及分别与之连接的输入模块和输出执行模块，所述自动控制装置还包括给予其动力的电源模块，所述输入模块包括用于对杀青叶含水率进行在线实时检测的监测单元，所述处理模块接收监测单元测得的信息，对其信息进行处理校对后发出执行指令至输出执行模块，输出执行模块接收指令以控制杀青机进料端的鲜叶进料速度。
本发明的主要优点在于当采用上述结构之后，避免了老式控制机构直接强制调节杀青机的内部杀青温度这一弊病，而是通过控制杀青机的进料速度来达到间接控制茶叶杀青温度的目的。当杀青机温度过高时，输出执行模块控制加大杀青机的鲜叶进料量，反之则减少其进料量，利用鲜叶本身的水分和温度来达到调控滚筒内部温度的目的，不需直接刻意调节滚筒内温度，也就有效确保了杀青效果免受温度的时滞特性影响，继而实现茶叶杀青过程的精确自动控制，可有效保证茶叶加工过程中的杀青质量。
图1是本发明结构原理的框架示意图；图2是本发明的应用示例图。
具体实施例方式一种茶叶杀青机的自动控制装置，包括处理模块10以及分别与之连接的输入模块20和输出执行模块30，所述自动控制装置还包括给予其动力的电源模块，所述输入模块 20包括用于对杀青叶含水率进行在线实时检测的监测单元，所述处理模块10接收监测单元测得的信息，对其信息进行处理校对后发出执行指令至输出执行模块30，输出执行模块 30接收指令以控制杀青机进料端的鲜叶进料速度，如图1所示。作为本发明的进一步优选方案，此处对监测单元作如下限定所述监测单元包括水分测量单元21和温度测量单元22，所述水分测量单元21设置于茶叶杀青机的出料口处， 所述温度测量单元22布置于杀青机的滚筒筒壁处。为保证本发明的测得数据的精确性，可将温度测量单元22设置为多个并布置于杀青机的滚筒筒壁的各采集测量点处。进一步的，所述输出执行模块30包括变频单元和加热单元，所述变频单元接收处理模块10信号控制杀青机鲜叶输送带的输料速度，所述加热单元接收处理模块10信号控制滚筒内杀青温度。本发明实际应用时，主要依靠变频单元来控制杀青机鲜叶输送带的输料速度以达到调控滚筒内部温度的目的，而加热单元的存在更多的是在初始工作阶段用于预热滚筒以及初始加温作用，也就是说，利用加热单元在本发明工作前预先设定一个初始工作温度，当本发明工作时，再依靠位于其上的各输入模块20实现在线监控，并通过监控所得数据利用处理模块10处理校对后，最终通过输出执行模块30的变频单元改变杀青机鲜叶输送带的输料速度，以达到微调滚筒内温度的作用。更进一步的，所述处理模块10包括PLC控制器，所述PLC控制器的相应接口连接输入模块20和输出执行模块30。同时，为便于人工输入初始温度数据，方便工作人员观测其相关数据，所述输入模块20还包括人机交互单元23，所述人机交互单元23为触摸屏。更进一步的，所述水分测量单元21为近红外水分在线测量仪，所述温度测量单元 22为温度传感器。现依据图1的流程框图以及图2的实施例对本发明的工作流程作如下阐述(1)、杀青工作开始前先在人机交互单元23上设定好杀青机滚筒a的加热温度， 一般情况下为300°C，茶叶杀青后的水分含量值，通常为65%，同时设定滚筒a的进料速度即输送带b速度，待加热单元加热滚筒a温度到达设定值时，滚筒a的温度通过温度测量单元22取得，即可以开始杀青工作。
(2)、杀青过程中鲜叶通过输送带b从进料口 c进入杀青机滚筒a，随滚筒a的不断旋转到杀青机的出料口 d，位于出料口 d处的水分测量单元21反馈回当前时刻的杀青机出料口 d的杀青叶水分含量，将其数据送入处理模块10中，处理模块10再进行比较运算， 得到结果，如杀青叶含水率正常，机器继续运作，如其含水率存在浮动，将其浮动结果处理后得到信号并输出给输出执行模块30的变频单元，最终通过变频单元来调整杀青机输送带b的速度，从而保证杀青叶含水率始终处于最佳值。上述中，对杀青叶含水率的控制是把握茶叶杀青程度的关键，由于杀青叶的含水率受杀青机滚筒筒壁温度、鲜叶含水率、投叶量和滚筒转速的综合影响，本发明摒弃了传统的直接强制调节杀青机的内部杀青温度这一做法，而是通过控制杀青机的进料速度来达到间接控制茶叶杀青温度的目的，从而实现茶叶杀青过程的精确自动控制，工作时依靠机器自动实时提取杀青叶的含水率数据，及时反馈给处理模块10，实现了对其杀青温度的实时微调，有效保证了杀青效果。当然，本发明在实际应用中，不仅仅可以应用于杀青工序中，其他茶叶加工工序如茶叶干燥工序等，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进， 或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种茶叶杀青机的自动控制装置，包括处理模块(10)以及分别与之连接的输入模块00)和输出执行模块(30)，所述自动控制装置还包括给予其动力的电源模块，其特征在于所述输入模块00)包括用于对杀青叶含水率进行在线实时检测的监测单元，所述处理模块(10)接收监测单元测得的信息，对其信息进行处理校对后发出执行指令至输出执行模块(30)，输出执行模块(30)接收指令以控制杀青机进料端的鲜叶进料速度。
2.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青机的自动控制装置，其特征在于所述监测单元包括水分测量单元和温度测量单元(22)，所述水分测量单元设置于茶叶杀青机的出料口处，所述温度测量单元0 布置于杀青机的滚筒筒壁处。
3.根据权利要求1或2所述的一种茶叶杀青机的自动控制装置，其特征在于所述输出执行模块(30)包括变频单元和加热单元，所述变频单元接收处理模块(10)信号控制杀青机鲜叶输送带的输料速度，所述加热单元接收处理模块(10)信号控制滚筒内杀青温度。
4.根据权利要求3所述的一种茶叶杀青机的自动控制装置，其特征在于所述处理模块(10)包括PLC控制器，所述PLC控制器的相应接口连接输入模块00)和输出执行模块 (30)。
5.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青机的自动控制装置，其特征在于所述输入模块00)还包括人机交互单元(23)，所述人机交互单元为触摸屏。
6.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青机的自动控制装置，其特征在于所述水分测量单元为近红外水分在线测量仪，所述温度测量单元0 为温度传感器。
全文摘要
本发明属于茶叶加工领域，具体涉及一种茶叶杀青机的自动控制装置。本发明包括处理模块以及分别与之连接的输入模块和输出执行模块，所述自动控制装置还包括给予其动力的电源模块，所述输入模块包括用于对杀青叶含水率进行在线实时检测的监测单元，所述处理模块接收监测单元测得的信息，对其信息进行处理校对后发出执行指令至输出执行模块，输出执行模块接收指令以控制杀青机进料端的鲜叶进料速度。本发明结构简单且运行稳定，可有效确保茶叶杀青质量免受温度的时滞特性带来的不利影响，实现茶叶杀青过程的精确自动控制。
文档编号G05D23/19GK102302063SQ201110234079
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者任广鑫, 吴卫国, 孙磊, 宁井铭, 宛晓春, 张正竹, 谢昌瑜 申请人:安徽农业大学