CN117806250B - 一种莲子振动去芯率的智能检测及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，属于莲子加工技术领域；本发明智能检测及控制方法包括布置称重传感器、开始工作、获取参数、获得重量变化速率、计算莲子去芯率k和动态调整控制的步骤；在检测开始时计算待去芯莲子的初始重量变化率，明确莲子初始含芯率，通过振动去芯智能检测及控制***对待去芯莲子的开边、振动阶段的去芯量或去芯效率进行监测，对振动筛的振频进行联调联控，以智能调控莲子的去芯率，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及莲子深加工技术领域，尤其涉及一种莲子振动去芯率的智能检测及控制方法。
背景技术
因莲芯味苦，莲蓉月饼馅料中的莲蓉通常需要通过莲子开边去芯后加工制得，去芯加工过程中莲子的去芯率多少会直接影响着莲蓉馅料的口感，通常情况下制作莲蓉的莲子去芯率应控制在70-85％；但目前市场上开发的莲子开边、去芯等设备，针对莲子去芯率大多依赖操作人员的操作经验，去芯率经常达不到生产要求，后续就还需二次去芯，不仅增加了工人的劳动强度，也难以保障莲蓉月饼馅料批量生产的口感稳定性。
为了相对准确的控制莲子去芯率，提供一套自动化、标准化的检测控制的科学方法，保障莲蓉月饼馅料批量生产的口感稳定性，具有紧迫且现实的意义。
发明内容
本发明目的为提供一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，以解决以上问题。
为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：一种莲子振动去芯率智能检测方法，包括以下步骤：
S101：待去芯莲子进入振动去芯智能检测装置前，明确待去芯莲子进料口的进料重量投放速率w0和莲子含芯率经验值j；
所述振动去芯智能检测***包括振动去芯装置和检测装置，所述振动去芯装置包括振动筛，所述振动筛连接有开边去芯机；所述开边去芯机外壳上方设有进料口，所述开边去芯机内布置有送料蜗杆和开边齿轮，所述送料蜗杆和开边齿轮同轴布置，所述开边齿轮的另一侧同轴设有转轴，所述转轴上设有若干去芯送料拨片，所述开边去芯机的下方设有第一出芯口，所述开边去芯机的下方一侧设有与传送带对接的第一出莲口，所述开边去芯机通过第一出莲口将开边莲子由传送带输送至所述振动筛内，所述振动筛设有第二出芯口和第二出莲口；
所述检测装置包括第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器和控制***，所述第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器均与控制***连接，所述振动去芯装置通过所述控制***进行自动控制；
S102，布置称重传感器；
所述布置称重传感器，包括布置所述第一称重传感器于与所述第一出芯口的对接的第一收集箱上，布置所述第二称重传感器于与所述第二出芯口对接的第二收集箱上，布置所述第三称重传感器于与所述第二出莲口的第三收集箱上；
S103，开始工作；
所述开始工作，包括开启所述莲子振动去芯装置，将所述待去芯莲子于进料口以固定速率置入所述开边去芯机；
S104，获取参数；
所述获取参数，包括获取所述开边去芯机转速N，获取所述振动筛的直径D、振动幅值A和振动频率f；
S105，获得重量变化速率；
所述获得重量变化速率，包括根据所述第一称重传感器、所述第二称重传感器和所述第三称重传感器，获得重量变化速率w1、w2和w3；即：w0＝w1+w2+w3；
S106，计算莲子去芯率k；k＝(w1+w2)/(w0*j)；
通常情况下按照相同品控标准采购的莲子含芯率经验值相近，通常j＝10％；
检测莲子去芯率，通过以下公式计算莲子去芯率k，即：k＝k1+k2；
式中，k1为第一出芯口去芯率，k2为第二出芯口去芯率；
即：k1＝w1/(w0*j)；k2＝w2/(w0*j)；
通常情况下，k1主要与所述开边去芯机转速N相关；且长期生产实践总结得知，k1受N的变化干扰影响不敏感，故通常设计好一套机械设备后，N会长期选用一个与生产加工效率匹配的常数，故k1通常相对恒定。
通常情况下，k2主要与所述振动筛的直径D、振动幅值A和振动频率f相关；且实际生产管理中，某个加工厂成套机械设备一旦根据产能规划需求设计好，振动筛设备的直径D、振动幅值A通常也成为恒定参数；故k2主要与振动频率f直接关联；
经过长期大量生产记录数据的回归分析发现，k与f存有明显的关联规律：即在振动筛设备经常选用的16-24Hz的频率范围内，去芯率k随着振动频率在该范围内的增大变化而呈现明显的指数级规律增加；去芯率k随着振动频率在21-24Hz范围内的增大变化而增加的效果趋于平缓到达最大。
根据上述莲子去芯率k与振动筛振动频率f的数据关系的规律，本发明提出：选用希尔函数模型(Hill)来对本发明中莲子去芯率k与振动筛振动频率f的关系进行回归拟合及控制，即：
式中，k为去芯率，a为拟合计算得出的最大去芯率常数，b为拟合计算得出的半饱和常数，f为振动筛振动频率；n为拟合计算得出的希尔系数；希尔系数的大小决定了函数曲线的陡峭程度，即对应了去芯率k随着振动频率f的增大变化而呈现出的指数级增加的程度。
需要指出的是，针对不同的莲子去芯振动筛成套设备，因其开边去芯机转速N，振动筛的直径D、振动幅值A略有不同，其去芯率k和振动频率f对应的希尔函数各常数项参数会略有不同，但去芯率k和振动频率f的回归关系整体规律是趋同的。
S107，动态调整与控制；
所述动态调整与控制，包括根据实测计算获得的莲子去芯率k是否满足要求，可依据上述希尔函数模型推算获得的振动频率f，来动态调整振动筛的振动频率参数，直到调整后计算莲子去芯率k满足要求后停止调整工作。
作为本发明的优选技术方案：所述去芯率k是否满足要求，可设计分为高阈值、中阈值和低阈值。
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明检测方法在检测开始时计算待去芯莲子的初始重量变化率，通过振动去芯智能检测及控制***对待去芯莲子的开边阶段、振动阶段的去芯量或去芯效率进行监测，对振动筛的振频进行联调联控，动态调整相关参数，以智能调控莲子的去芯率，解决原先主要依赖人工经验调整去芯率的问题，提高去芯率的控制准确性，智能调控去芯率达到生产要求，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明检测及控制方法的流程图；
图2为本发明振动去芯装置的结构示意图；
图3为本发明检测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例使用希尔函数模型进行回归分析示意图；
图中附图标记：1-进料口、2-开边去芯机、20-送料蜗杆、21-开边齿轮、22-转轴、23-去芯送料拨片、24-第一出芯口、25-第一收集箱、26-第一出莲口、3-传送带、4-振动筛、41-第二出芯口、42-第二出莲口、43-第二收集箱、44-第三收集箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1-4所示，一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，包括以下步骤：
S101，待去芯的莲子进入振动去芯智能检测***前，测算待去芯莲子进料口的进料重量投放速率w0和莲子含芯率经验值j；
本实施例中，所述振动去芯智能检测***包括振动去芯装置和检测装置，所述振动去芯装置包括振动筛4，以及连接开边去芯机2，所述开边去芯机2外壳上方设有进料口1，其外壳内进料口1下方布置有送料蜗杆20和开边齿轮21，所述送料蜗杆20和开边齿轮21同轴布置，所述开边齿轮21的另一侧同轴设有转轴22，所述转轴22上设有若干去芯送料拨片23，所述开边去芯机2的下方设有第一出芯口24，所述开边去芯机2的下方一侧设有与传送带3对接的第一出莲口26，所述开边去芯机通过第一出莲口26将开边莲子由传送带3输送至所述振动筛4内，所述振动筛4设有第二出芯口41和第二出莲口42；
所述检测装置包括第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器和控制***，所述第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器均与控制***连接，所述振动去芯装置通过所述控制***进行自动控制；
S102，布置称重传感器；
参见图3，布置称重传感器，包括布置第一称重传感器于与第一出芯口24对接的第一收集箱25上，布置第二称重传感器于与第二出芯口41对接的第二收集箱43上，布置第三称重传感器于与第二出莲口42的第三收集箱44上；
S103，开始工作；
所述开始工作，包括开启所述莲子振动去芯装置，将所述待去芯莲子于进料口1以固定速率置入所述开边去芯机2；
S104，获取参数；
本实施例中，所述获取参数，包括获取所述开边去芯机2转速N＝1200-2000转/分，获取所述振动筛的直径D＝1.5m、振动幅值A＝0.05m和振动频率f；以及莲子含芯率经验值，取j＝10％；
S105，获得重量变化速率；
所述获得重量变化速率，包括根据所述第一称重传感器、所述第二称重传感器和所述第三称重传感器，获得重量变化速率w1、w2和w3；
S106，根据k＝(w1+w2)/(w0*j)，计算整理统计的莲子去芯率k值；并将其与具体振动频率f的对应关系，详细记录见下表1：
表1：不同振动频率f对应的k值表
| f(Hz) | 去芯率k(％) |
| 16 | 71.2 |
| 17 | 72.3 |
| 18 | 75.2 |
| 19 | 78.6 |
| 20 | 80.6 |
| 21 | 82.3 |
| 22 | 82.5 |
| 23 | 81.3 |
| 24 | 81.2 |
结合上述表格数据的对应关系，可结合希尔函数模型得回归控制方程：
式中，k为莲子去芯率，f为所述振动筛的振动频率；
S107，动态调整与控制；
所述动态调整与控制，是根据上述公式计算，不断推算出所要求的莲子去芯率k对应的振动频率f，包括根据计算获得的莲子去芯率k是否满足阈值，来提前动态调整、设计初始输入的振动频率f值，直到调整后莲子去芯率f满足要求。
本实施例的优选实施方式，所述阈值分为高阈值、中阈值和低阈值，其中所述高阈值的范围80～85％，所述中阈值的范围为75～80％，所述低阈值的范围为70～75％；当去芯莲子的去芯率要求较高时，可对应将阈值提高至中阈值或高阈值范围。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，其特征在于包括以下步骤：
S101：待去芯莲子进入振动去芯智能检测***前，明确待去芯莲子进料口的进料重量投放速率w0和莲子含芯率经验值j；
所述振动去芯智能检测***包括振动去芯装置和检测装置，所述振动去芯装置包括振动筛，所述振动筛连接有开边去芯机；所述开边去芯机外壳上方设有进料口，所述开边去芯机内布置有送料蜗杆和开边齿轮，所述送料蜗杆和开边齿轮同轴布置，所述开边齿轮的另一侧同轴设有转轴，所述转轴上设有若干去芯送料拨片，所述开边去芯机的下方设有第一出芯口，所述开边去芯机的下方一侧设有与传送带对接的第一出莲口，所述开边去芯机通过第一出莲口将开边莲子由传送带输送至所述振动筛内，所述振动筛设有第二出芯口和第二出莲口；所述检测装置包括第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器和控制***，所述第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器均与控制***连接，所述振动去芯装置通过所述控制***进行自动控制；
S102，布置称重传感器：所述布置称重传感器，包括布置所述第一称重传感器于与所述第一出芯口的对接的第一收集箱上，布置所述第二称重传感器于与所述第二出芯口对接的第二收集箱上，布置所述第三称重传感器于与所述第二出莲口的第三收集箱上；
S103，开始工作：所述开始工作，包括开启所述莲子振动去芯装置，将所述待去芯莲子于进料口以固定速率置入所述开边去芯机；
S104，获取参数：所述获取参数，包括获取所述开边去芯机转速N，获取所述振动筛的直径D、振动幅值A和振动频率f；
S105，获得重量变化速率：所述获得重量变化速率，包括根据所述第一称重传感器获得重量变化速率w1、所述第二称重传感器获得重量变化速率w2和所述第三称重传感器获得重量变化速率w3；
S106，计算莲子去芯率k；k＝(w1+w2)/(w0*j)；
根据莲子去芯率k与振动筛振动频率f的数据关系的规律，选用希尔函数模型Hill来对莲子去芯率k与振动筛振动频率f的关系进行回归拟合及控制，即：
式中，k为去芯率，a为拟合计算得出的最大去芯率常数，b为拟合计算得出的半饱和常数，f为振动筛振动频率；n为拟合计算得出的希尔系数；
S107，动态调整与控制：所述动态调整与控制，包括根据实测计算获得的莲子去芯率k是否满足要求，可依据上述希尔函数模型推算获得的振动频率f，来动态调整振动筛的振动频率参数，直到调整后计算莲子去芯率k满足要求后停止调整工作。
2.根据权利要求1所述的一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，其特征在于：所述莲子去芯率k，通过以下公式计算获得，即：k＝k1+k2；
式中，k1为第一出芯口去芯率，k2为第二出芯口去芯率；
即：k1＝w1/(w0*j)；k2＝w2/(w0*j)。
3.根据权利要求1所述的一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，其特征在于：所述去芯率k设计分为高阈值、中阈值和低阈值。
4.根据权利要求3所述的一种莲子振动去芯率智能检测及控制方法，其特征在于：所述高阈值、中阈值和低阈值，其中所述高阈值的范围80～85％，所述中阈值的范围为75～80％，所述低阈值的范围为70～75％。
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