專利名稱：傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種烤房溫濕度自動(dòng)控制裝置，通過(guò)人工智能溫濕度測(cè)量與自動(dòng)控制裝置，實(shí)現(xiàn)普通烤房的自動(dòng)、半自動(dòng)化烘烤，屬于烤房溫濕度檢測(cè)與控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煙葉烘烤是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程。目前煙葉烘烤中大量使用的是由煙農(nóng)自建的普通烤房(俗稱土烤房)，烘烤過(guò)程中通過(guò)人工對(duì)烤爐加煤調(diào)節(jié)溫度，通風(fēng)排濕調(diào)節(jié)則由人工攀登4～5米高的烤房頂開(kāi)天窗或關(guān)地洞來(lái)進(jìn)行，烤房的溫濕度既不方便調(diào)節(jié)，又難以控制，直接影響烤煙質(zhì)量。在5～7天的烘烤周期內(nèi)都需要人工值守，頻繁值夜班，工人易疲勞睡覺(jué)，造成烤房溫濕度失控，影響到煙葉烘烤質(zhì)量，甚至引起火災(zāi)。此外，頻繁地開(kāi)烤房門帶來(lái)的內(nèi)外氣流交換帶來(lái)的熱量損失，增加了能耗；由于開(kāi)門冷空氣進(jìn)入烤房，還會(huì)造成煙葉表面掛灰，發(fā)黑等弊端。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服目前傳統(tǒng)烤房溫濕度控制技術(shù)的不足，提供一種利用人工智能測(cè)量烤房?jī)?nèi)的溫濕度，并根據(jù)烘烤工藝要求自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)——火門開(kāi)啟程度自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、加煤蓋火機(jī)構(gòu)及熱風(fēng)循環(huán)機(jī)構(gòu)的工作狀況，從而控制烤房?jī)?nèi)的溫濕度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化烘烤的烤房溫濕度自動(dòng)控制裝置。
本實(shí)用新型由智能溫濕度檢測(cè)控制電路、以及包括火門控制裝置，自動(dòng)加煤機(jī)和熱風(fēng)循環(huán)控制裝置的烤房溫濕度調(diào)節(jié)執(zhí)行裝置組成。
智能溫濕度檢測(cè)控制電路是能夠設(shè)置烘烤工藝參數(shù)、并根據(jù)烤房?jī)?nèi)溫濕度偏離設(shè)定參數(shù)的程度自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的電路，它由數(shù)字式溫濕度傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)化IC芯片、CPU微處理器、LCD顯示器、按鍵及存儲(chǔ)芯片、數(shù)模傳換、電源電路組成，信號(hào)轉(zhuǎn)化芯片入端與溫濕度傳感器的輸出端相連、出端與微處理機(jī)入端相連，存儲(chǔ)芯片與微處理機(jī)入端相連。該控制電路微處理機(jī)出端與顯示屏及溫濕度調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)相連，通過(guò)CPU微處理器，根據(jù)檢測(cè)到的溫濕度與設(shè)定的烘烤工藝參數(shù)進(jìn)行比較，輸出控制信號(hào)給火門控制裝置及熱風(fēng)循環(huán)控制裝置的電機(jī)，自動(dòng)控制烤房溫濕度。
火門控制機(jī)構(gòu)由爐門底板、蓋于爐門底板上并帶有絲桿結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)蓋板、連于電機(jī)軸上的提升絲桿、以及固于爐門底板上的電機(jī)組成，爐門底板上開(kāi)有多個(gè)并聯(lián)式通風(fēng)進(jìn)氣和觀察孔(數(shù)量及大小根據(jù)烤爐及爐底板的實(shí)際大小確定)，電機(jī)通過(guò)提升絲桿帶動(dòng)蓋板在導(dǎo)軌上移動(dòng)，調(diào)節(jié)烤爐的進(jìn)風(fēng)量，對(duì)爐膛進(jìn)風(fēng)量和爐膛燃燒進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)烤房溫濕度的調(diào)節(jié)與控制。熱風(fēng)循環(huán)控制裝置由帶電機(jī)的主控閥門及排氣(濕)閥門和風(fēng)機(jī)組成，裝在烤房循環(huán)風(fēng)管上，主控閥門與排氣閥門的閥體為筒狀、其內(nèi)腔設(shè)有調(diào)節(jié)進(jìn)出風(fēng)量的旋轉(zhuǎn)式閥片，并通過(guò)連桿連接兩閥體的閥片形成聯(lián)動(dòng)，由風(fēng)機(jī)給風(fēng)，通過(guò)電機(jī)控制主控閥門的閥片旋轉(zhuǎn)角度，并聯(lián)動(dòng)排氣(濕)閥門開(kāi)閉，調(diào)節(jié)進(jìn)出風(fēng)量的大小，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)的內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)和內(nèi)外循環(huán)。蓋火加煤機(jī)構(gòu)由移動(dòng)式蓋火板、與蓋火板鉸鏈的蓋火板拖動(dòng)機(jī)構(gòu)、移動(dòng)式推煤板、煤斗、和曲柄連桿機(jī)構(gòu)、電機(jī)及支架組成，支架及煤斗固于爐膛外烤爐外殼上，曲柄連桿機(jī)構(gòu)固于支架上；該機(jī)構(gòu)安裝在烤房雙爐門立式熱風(fēng)爐的上爐門口內(nèi)。蓋火板的作用有二，其一是控制爐膛燃料狀況，調(diào)節(jié)火勢(shì)，其二是加煤機(jī)的加煤入口，當(dāng)加煤機(jī)推煤時(shí)，蓋火板即完全打開(kāi)，當(dāng)加煤結(jié)束時(shí)，蓋火板將根據(jù)烤房溫度情況，由控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)其開(kāi)啟程度。
本實(shí)用新型采用自動(dòng)檢測(cè)與控制電路，并通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)拷房溫濕度的調(diào)節(jié)與控制，使用方便、成本低、實(shí)用、性價(jià)比高、適用于改選傳統(tǒng)烤房和新建烤房，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)1.普通烤房使用該裝置后，可以低改造成本實(shí)現(xiàn)普通烤房的自動(dòng)化烘烤作業(yè)。其性能優(yōu)于國(guó)外的密集烘烤技術(shù)，適用于廣大煙農(nóng)小規(guī)模烘烤的需要。
2.可執(zhí)行統(tǒng)一的烘烤工藝，有利于煙葉烘烤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，滿足交售和卷煙工業(yè)對(duì)煙葉的要求。同時(shí)，由于可采用科學(xué)的烘烤工藝，能大幅度地提高干煙葉的交售等級(jí)，提質(zhì)增效明顯。
3.可減輕煙農(nóng)煙葉烘烤過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，煙農(nóng)無(wú)需登高到烤房頂部開(kāi)天窗，無(wú)需頻繁添加煤。
4.節(jié)能效果明顯。由于采用熱風(fēng)循環(huán)，熱量可以科學(xué)地充分利用，溫度測(cè)量裝置放在室外，煙農(nóng)無(wú)須進(jìn)入烤房?jī)?nèi)觀測(cè)溫濕度，減少頻繁地開(kāi)烤房門帶來(lái)的內(nèi)外氣流交換帶來(lái)的熱量損失，和由于開(kāi)門冷空氣進(jìn)入烤房，造成的煙葉表面掛灰，發(fā)黑等弊端。
以下結(jié)合附圖和本系統(tǒng)用于煙葉烘烤對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本實(shí)用新型剖視示意圖，圖2為本實(shí)用新型主視示意圖，圖3為本實(shí)用新型俯視示意圖，圖4為本實(shí)用新型原理框圖，圖5為本實(shí)用新型火門進(jìn)風(fēng)控制機(jī)構(gòu)側(cè)視示意圖，圖6為本實(shí)用新型火門進(jìn)風(fēng)控制機(jī)構(gòu)主視示意圖，圖7為本實(shí)用新型加煤蓋火機(jī)構(gòu)主視示意圖，圖8為本實(shí)用新型加煤蓋火機(jī)構(gòu)俯視示意圖，圖9為本實(shí)用新型熱風(fēng)循環(huán)控制裝置示意圖，圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型保護(hù)范圍不限于實(shí)施例。
如圖1～10所示，該烤房溫濕度自動(dòng)控制裝置由智能溫濕度檢測(cè)控制電路、以及包括火門控制裝置、蓋火加煤機(jī)和熱風(fēng)循環(huán)控制裝置的烤房溫濕度調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成?；痖T控制裝置由爐門底板7、蓋于爐門底板上并帶有絲桿結(jié)構(gòu)的蓋板4連于電機(jī)軸上的提升絲桿5、固于烤房烤爐上的電機(jī)6組成，爐門底板7上開(kāi)有6組并聯(lián)式進(jìn)風(fēng)孔和觀察孔。熱風(fēng)循環(huán)控制裝置由循環(huán)管及裝于其上主控閥閥門16、排風(fēng)閥門15和風(fēng)機(jī)14組成，裝在烤房循環(huán)風(fēng)管17上，主控閥門與排氣閥門的閥體為筒狀、其內(nèi)腔設(shè)有調(diào)節(jié)進(jìn)出風(fēng)量的旋轉(zhuǎn)式閥片，并通過(guò)連桿連13接兩閥體的閥片形成聯(lián)結(jié)構(gòu)。蓋火加煤機(jī)構(gòu)由移動(dòng)式蓋火板7、蓋火板拖動(dòng)機(jī)構(gòu)11、移動(dòng)式推煤板8、煤斗9、和曲柄連桿機(jī)構(gòu)10、電機(jī)及支架12組成，支架及煤斗固于爐膛外烤爐外殼上，曲柄連桿機(jī)構(gòu)固于支架上(蓋火板、移推煤機(jī)構(gòu)安裝在烤房雙爐門立式熱風(fēng)爐的上爐門口內(nèi))。
該智能溫濕度檢測(cè)控制電路由數(shù)字式溫濕度傳感器、DS18B20信號(hào)轉(zhuǎn)化芯片、ATMEL公司的AT90S8515單片機(jī)、LCD16×2顯示器、電源電路、控制板組成，信號(hào)轉(zhuǎn)化芯片入端與溫濕度傳感器的輸出端相連、出端與微處理機(jī)入端相連，微處理機(jī)出端與顯示屏相連，；控制板由PB2～4鍵盤、AT45DB系列16M存儲(chǔ)器及INP809自動(dòng)復(fù)位芯片組成，存儲(chǔ)器與微處理機(jī)入端相連。電路中還連有可報(bào)告溫度的語(yǔ)音提示電路，由AT45DB161語(yǔ)音芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路及信號(hào)放大電路、揚(yáng)聲器組成，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由R12-R27組成，其入端與單片機(jī)出端相連、出端與放大電路入端相連，揚(yáng)聲器連于放大電路出端，語(yǔ)音芯片(存有溫度過(guò)高、請(qǐng)關(guān)閉火門等語(yǔ)音的AT45DB161存儲(chǔ)器)與單片機(jī)入端相連，單片機(jī)出端與拷房風(fēng)機(jī)相連(見(jiàn)圖10)。
通過(guò)鍵盤輸入選擇烘烤工藝曲線(要求的溫度、升溫時(shí)間、穩(wěn)溫時(shí)間等)，并確認(rèn)啟動(dòng)后，LCD就顯示傳感器檢測(cè)到的干球、濕球溫度值和設(shè)定值及當(dāng)前時(shí)間和總運(yùn)行時(shí)間。傳感器DS18B20感知的溫濕度模擬量通過(guò)IC芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過(guò)電纜傳送到AT90S8515單片機(jī)的16、17腳與理論溫濕度值進(jìn)行比較運(yùn)算，當(dāng)偏差大于0.5℃時(shí)，單片機(jī)從AT45DB161中取出相應(yīng)的語(yǔ)音提示數(shù)字信號(hào)送至由R12-R27組成的D/A轉(zhuǎn)換器，把數(shù)字語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成模擬語(yǔ)音，并輸入由TDA2822組成的語(yǔ)音功率放大器對(duì)模擬提示語(yǔ)音進(jìn)行放大，并推動(dòng)喇叭發(fā)聲，同時(shí)由AT90S8515的10、11腳輸出控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)，讓火門控制裝置及熱風(fēng)循環(huán)控制裝置的電機(jī)電磁開(kāi)關(guān)動(dòng)作，絲桿電機(jī)通過(guò)提升絲桿移動(dòng)蓋板，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)孔的開(kāi)啟程度，對(duì)爐膛進(jìn)風(fēng)量的控制和爐膛燃燒層的控制；此種燃燒控溫模式適用于蜂窩煤烤房?？刂迫剂系牧硪环N模式是針對(duì)雙層立式熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)的蓋火加煤機(jī)。當(dāng)烤房?jī)?nèi)的溫度偏離設(shè)定溫度值時(shí)，此時(shí)第一動(dòng)作是打開(kāi)蓋火板，加煤機(jī)開(kāi)始定量加煤，其次是蓋火板再次打開(kāi)直至溫度達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)烤房?jī)?nèi)的濕度值高于設(shè)定值時(shí)，熱風(fēng)循環(huán)中的主閥及排氣閥的排濕功能閥板便開(kāi)始工作，調(diào)節(jié)烤房?jī)?nèi)的濕度。當(dāng)烤房濕度值與設(shè)定值一致時(shí)，熱風(fēng)循環(huán)裝置處于內(nèi)循環(huán)保溫保濕狀況。
調(diào)節(jié)熱風(fēng)的內(nèi)循環(huán)(保濕)、外循環(huán)(排濕)和內(nèi)外循環(huán)(熱風(fēng)利用)；通過(guò)該過(guò)程實(shí)現(xiàn)拷房溫濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制。單片機(jī)AT90S8515同時(shí)對(duì)檢測(cè)到的溫濕度每小時(shí)進(jìn)行一次保存性存儲(chǔ)，需要時(shí)可通過(guò)按鍵查詢?cè)加涗?其原理過(guò)程見(jiàn)圖2)。
在工作過(guò)程中，控制器可用語(yǔ)音或聲光方式提醒報(bào)警，同時(shí)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，如火門開(kāi)啟，熱風(fēng)循環(huán)工作。
權(quán)利要求1.一種傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置，其特征在于它由智能溫濕度檢測(cè)控制電路、烤房溫濕度調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置，其特征在于烤房溫濕度調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由火門控制機(jī)構(gòu)(3)，熱風(fēng)循環(huán)機(jī)構(gòu)(1)和加煤蓋火機(jī)構(gòu)(3)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置，其特征在于智能溫濕度檢測(cè)控制電路是能夠設(shè)置烘烤工藝參數(shù)、并根據(jù)烤房?jī)?nèi)溫濕度偏離設(shè)定參數(shù)的程度自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的電路，它由數(shù)字式溫濕度傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)化芯片、微處理機(jī)、顯示器、按鍵及存儲(chǔ)芯片、數(shù)模傳換、電源電路組成，信號(hào)轉(zhuǎn)化芯片入端與溫濕度傳感器的輸出端相連、出端與微處理機(jī)入端相連，存儲(chǔ)芯片與微處理機(jī)入端相連，微處理機(jī)出端與顯示屏及溫濕度調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置，其特征在于火門控制機(jī)構(gòu)由爐門底板(7)、蓋于爐門底板上并帶有絲桿結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)蓋板(4)、連于電機(jī)軸上的提升絲桿(5)、以及固于爐門底板上的電機(jī)(6)組成，爐門底板(7)上開(kāi)有多個(gè)并聯(lián)式通風(fēng)進(jìn)氣和觀察孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置，其特征在于加煤蓋火機(jī)構(gòu)由蓋于熱風(fēng)爐爐膛上的移動(dòng)式蓋火板(8)，煤斗(9)，位于蓋火板上方與煤斗下的移動(dòng)式推煤板(8)，與推煤板鉸鏈的曲柄連桿機(jī)構(gòu)(10)、與蓋火板鉸鏈的蓋火板拖動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)、支架(12)及驅(qū)動(dòng)蓋火板拖動(dòng)機(jī)構(gòu)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的電機(jī)組成，支架及煤斗固于爐膛外烤爐外殼上，曲柄連桿機(jī)構(gòu)固于支架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳統(tǒng)烤房自動(dòng)控制裝置，其特征在于熱風(fēng)循環(huán)機(jī)構(gòu)由帶電機(jī)的主控閥(16)，排氣閥門(15)和風(fēng)機(jī)(14)組成，裝在烤房循環(huán)風(fēng)管上，主控閥門與排氣閥門的閥體為筒狀、其內(nèi)腔設(shè)有調(diào)節(jié)進(jìn)出風(fēng)量的旋轉(zhuǎn)式閥片，并通過(guò)連桿(13)連接兩閥體的閥片形成聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種傳統(tǒng)烤房溫濕度自動(dòng)控制裝置，它由智能溫濕度檢測(cè)控制電路，火門控制裝置，蓋火加煤裝置，熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制裝置組成，火門控制裝置包括爐門底板、蓋板、調(diào)節(jié)絲桿、電機(jī)，蓋火加煤機(jī)包括移動(dòng)式蓋火板，移動(dòng)式推煤板，曲柄連桿機(jī)構(gòu)電機(jī)組成，熱風(fēng)循環(huán)控制裝置包括循環(huán)管、主控閥門，排風(fēng)閥門和風(fēng)機(jī)。具有節(jié)能、使用方便、成本低、實(shí)用、性價(jià)比高、適合煙農(nóng)使用，有利于煙葉烘烤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，能大幅度地提高煙葉烘烤質(zhì)量，可減輕煙葉烘烤勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛用于煙農(nóng)傳統(tǒng)烤房的改造。
文檔編號(hào)A21B3/04GK2708664SQ20042003410
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者飛鴻, 王毅, 錢生榮, 王興德, 葉繼宗, 江文, 陸永良 申請(qǐng)人:昆明佳葉科技有限公司, 玉溪紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司技術(shù)中心, 云南省煙草華寧縣公司