一种食用菌产后分级干制输送方法及系统与流程

本发明涉及食用菌产后加工与干燥输送控制领域，尤其涉及一种食用菌产后分级干制输送方法及系统。

背景技术：

1、食用菌采收后通常需要经过规格分选、干制和输送出料等处理。不同几何尺寸、初始含水状态和装载密度的食用菌，其脱水负荷、适宜驻留时间及对温湿度和风量的需求存在差异。现有生产线中的分类设备多以尺寸或外观为依据完成分流，分级信息往往未与后续干燥区路径、送风条件和网带速度持续关联，容易使不同规格物料沿用同一控制节拍，造成局部过干、终点含水不均或离开干燥区后回潮。

2、在连续加工过程中，载具单元跨越多个干燥和输送区段，若参数切换时刻未与载具前、后边界对应，前后相邻单元可能受到彼此设定的干扰；出口水分检测结果若不能准确归属于来源单元，还可能错误校正其他规格等级的干燥参数。此外，干制引起的质量缩水会改变实际出料质量流量，若仅按固定时间或固定速度释放，容易引起下游缓冲积压或断料，并在转接、落料和计量过程中产生挤压、碰撞及出料波动。

3、因此，需要一种能够解决上述现有技术不足的食用菌产后分级干制输送方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种食用菌产后分级干制输送方法及系统，以解决现有分级结果不能持续联动干制和输送节拍的问题。该方案采集食用菌的几何特征、初始水分表征量和质量，形成分级向量并与具有可检测前、后边界的载具单元及唯一编号绑定；根据分级向量确定待脱水负荷、初始驻留时间、干燥路径和控制设定，在同一控制对象所在执行区间内为依序到达的载具单元建立互不重叠的执行窗口，并在相邻窗口交界时切换设定；根据干燥区段检测量估计剩余含水状态，结合目标终点水分和下游缓冲占用进行调节，将出口水分检测结果按唯一编号和运输延迟归属于来源载具单元，仅校正其所属规格等级的干燥系数；最后根据干制质量变化形成缩水修正量，结合预计完成时刻、目标质量流量及缓冲占用生成释放时间窗，在载具边界到达释放执行位置时控制连续出料机构。

2、本发明提供了一种食用菌产后分级干制输送方法，包括：s1、采集待处理食用菌的几何特征、初始水分表征量和质量，形成包含规格等级、初始水分区间、批次质量和单位面积装载量的分级向量；s2、将同一规格等级的食用菌装入具有可检测前边界和后边界的载具单元，建立包含唯一编号、所述分级向量和边界位置的单元跟踪记录并随所述载具单元移动更新；s3、根据所述分级向量确定待脱水负荷和初始驻留时间，生成对应载具单元的干燥路径以及干燥和输送控制设定，在载具单元占据干燥或输送执行区间期间保持对应控制设定，仅在前一载具单元的后边界已离开且后一载具单元的前边界到达所述执行区间时切换为后一载具单元的控制设定；s4、根据干燥区段检测量估计对应载具单元的剩余含水状态，并在目标终点水分约束下调整所述干燥和输送控制设定，将出口水分检测结果按所述唯一编号归属于来源载具单元，仅校正所述来源载具单元所属规格等级的干燥系数；s5、根据对应载具单元的干制质量变化确定缩水修正量，结合预计完成时刻、所述缩水修正量、目标质量流量和下游缓冲占用量生成释放时间窗，并在对应载具单元的边界到达释放执行位置时控制连续出料。

3、可选的，s1包括：由图像采集结果确定待处理食用菌的最大投影尺寸、厚度和表面缺损面积占比，由近红外反射值、介电响应值或取样失重率中的至少一项确定所述初始水分表征量；

4、将所述最大投影尺寸和厚度与预设几何边界比较以确定几何规格类别，将所述表面缺损面积占比与经完好样本和缺损样本标定的缺损边界比较以确定表面质量类别，将所述几何规格类别和表面质量类别输入预设规格映射表以确定所述规格等级，并在所述表面缺损面积占比超出所述规格映射表的允许值时生成缺损分流标志；

5、将所述初始水分表征量与经标定样本建立的水分区间边界比较以确定所述初始水分区间，将同一采集批次的称量结果作为所述批次质量，并以所述批次质量与载具单元有效承载面积之比作为所述单位面积装载量。

6、可选的，s2包括：以隔板、承载网面以及位于承载网面移动方向两端的边界标记限定所述载具单元，通过入口边界检测信号确定载具单元的前边界和后边界进入输送路径的基准位置，并将编码器累计位移叠加至所述基准位置以更新所述边界位置；

7、将所述唯一编号写入与载具单元固定连接的电子标识或位置队列，将载具单元的入口时刻写入所述单元跟踪记录并用于校验由编码器累计位移和网带速度历史确定的运输延迟，在所述单元跟踪记录中设置编号唯一性状态字段、边界连续性状态字段、入口时刻校验状态字段和检测数据有效性状态字段。

8、可选的，s3包括：根据所述批次质量、所述初始水分区间的代表水分值和预设目标终点水分确定所述待脱水负荷，根据所述待脱水负荷、所述规格等级对应的干燥系数和所述单位面积装载量确定所述初始驻留时间；

9、根据所述初始驻留时间选择干燥区段的组合以形成所述干燥路径，并确定各干燥区段的送风温度、送风湿度、风量和网带速度作为所述干燥和输送控制设定；

10、控制器为依次进入所述执行区间的载具单元建立互不重叠的执行窗口，首个执行窗口在对应载具单元的前边界到达所述执行区间时开启，依据载具单元的前边界到达事件和前一载具单元的后边界离开事件共同开启后续执行窗口，依据当前载具单元的后边界离开事件结束当前执行窗口，并在当前执行窗口结束的同一时刻开启已满足开始条件的后一执行窗口和加载后一载具单元的干燥和输送控制设定。

11、可选的，s4包括：采集干燥区段温度、干燥区段湿度、食用菌表面温度、排风含湿量和载具单元质量变化量中的至少一项，基于水分质量平衡或含水状态观测器，由所采集的检测量和所述待脱水负荷确定已排水量及剩余含水量，以获得所述剩余含水状态；

12、根据对应规格等级食用菌的热损伤标定结果确定表面温度限值，当预测终点水分偏离所述目标终点水分时调整尚未经过的干燥区段的送风温度、送风湿度、风量或网带速度，并在预测表面温度达到所述表面温度限值或预测驻留时间达到由下游缓冲区允许占用量确定的驻留时间上限时，优先限制送风温度或提高网带速度，再执行目标终点水分跟踪调整；

13、进一步的，根据出口水分检测时刻和所述位置队列生成候选唯一编号，根据入口检测位置至出口水分检测位置的固定路径长度、编码器累计位移和网带速度历史确定运输延迟，并结合所述运输延迟、所述入口时刻校验状态字段和所述边界连续性状态字段从所述候选唯一编号中确认来源载具单元；

14、当所述来源载具单元具有单一匹配结果且出口水分检测数据通过传感器有效性检查时，将所述出口水分检测结果写入来源载具单元的单元跟踪记录，根据所述出口水分检测结果与所述目标终点水分的偏差、预设学习增益和干燥系数更新上下限生成来源载具单元所属规格等级的候选干燥系数版本；

15、当具有单一匹配结果但出口水分检测数据未通过传感器有效性检查时，冻结对应规格等级的干燥系数更新，在已确认来源载具单元的单元跟踪记录中写入隔离状态和异常原因标志，并将已确认来源载具单元分流至复检路径；

16、当不具有单一匹配结果时，建立以本次出口水分检测事件为标识的候选关联异常记录，将全部候选唯一编号和异常原因写入所述候选关联异常记录，冻结全部候选唯一编号所对应规格等级的干燥系数更新，在全部候选载具单元的单元跟踪记录中写入隔离状态，并将全部候选载具单元分流至复检路径；

17、进一步的，异常恢复处理包括：对分流至所述复检路径的载具单元保留所述唯一编号、隔离状态和异常原因标志，将离线水分检测结果及出口复称结果写入对应单元跟踪记录；

18、在所述唯一编号恢复单一匹配、编码器对一个完整载具单元的前边界至后边界保持连续定位且出口水分传感器自检合格后解除所述干燥系数更新的冻结状态；

19、当复检结果满足目标终点水分时清除所述隔离状态并使载具单元进入正常释放路径，当复检结果不满足目标终点水分时保持所述隔离状态并使载具单元进入再次干制路径或人工处置路径；

20、将所述候选干燥系数版本用于后续同规格等级验证载具单元，在验证载具单元的出口水分检测结果满足预设验证偏差范围时启用所述候选干燥系数版本，在不满足所述预设验证偏差范围时回退至上一有效干燥系数版本并恢复所述冻结状态。

21、可选的，s5包括：在每一载具单元进入干燥路径时进行入口称量并将入口称量结果与所述唯一编号绑定写入单元跟踪记录，将同一载具单元的入口称量结果与出口称量结果之差作为第一缩水量，并将该载具单元占据干燥或输送执行区间期间的累计排湿量按排风采样覆盖率修正后作为第二缩水量；

22、分别依据入口称量状态、出口称量状态和排湿采样状态确定第一缩水量有效状态和第二缩水量有效状态，选择有效的第一缩水量或第二缩水量作为所述缩水修正量，当所述第一缩水量和第二缩水量均无效时冻结对应载具单元的释放时间窗生成并将其分流至复称路径，将复称结果与所述唯一编号绑定，当所述入口称量结果有效且所述复称结果通过称量有效性检查时，以所述复称结果替代出口称量结果重新确定第一缩水量，当所述入口称量结果无效、与所述唯一编号关联的批次质量通过称量有效性检查且所述复称结果通过称量有效性检查时，以所述批次质量作为替代入口质量并根据所述替代入口质量与所述复称结果之差重新确定第一缩水量；

23、在任一所述重新确定第一缩水量的条件满足时，将重新确定的第一缩水量作为所述缩水修正量，当不满足任一所述重新确定第一缩水量的条件时保持所述释放时间窗生成的冻结状态并将对应载具单元分流至再次复称路径或人工处置路径；

24、根据所述剩余含水状态与单位时间排水量确定所述预计完成时刻，将下游处理设备的额定处理能力或生产计划设定值作为目标质量流量，并由预设流量上下限约束所述目标质量流量，根据所述目标质量流量和所述缩水修正量确定载具单元的目标释放间隔，按照所述下游缓冲占用量与预设占用上下限的比较结果平移所述目标释放间隔，以形成所述释放时间窗，并在重新确定第一缩水量后解除对应载具单元的释放时间窗生成冻结状态且依据重新确定的所述缩水修正量重新生成所述释放时间窗；

25、进一步的，在所述释放时间窗内开启缓冲闸门，并使转接带的承接速度与上游载具单元的输出速度之差不超过由食用菌滚动位移限值确定的允许速度差；

26、使载具单元出口与所述转接带的承接面之间的落料高度不超过由食用菌压痕试验确定的允许落料高度；

27、根据出料质量流量与所述目标质量流量的偏差，调节具有弹性接触面的分料门开度或变节距计量器的节距。

28、另一方面，本发明还提供一种食用菌产后分级干制输送系统，包括：

29、分级向量生成模块，用于采集待处理食用菌的几何特征、初始水分表征量和质量并形成所述分级向量；载具单元跟踪模块，用于将同规格等级的待处理食用菌装入具有可检测前边界和后边界的载具单元，并建立和更新所述单元跟踪记录；干制设定执行模块，用于确定所述待脱水负荷和初始驻留时间，生成所述干燥路径以及干燥和输送控制设定，并按载具单元对所述执行区间的占据状态保持和切换所述干燥和输送控制设定；含水反馈校正模块，用于估计所述剩余含水状态，调整所述干燥和输送控制设定，并将出口水分检测结果归属于来源载具单元以校正对应规格等级的干燥系数；联动出料模块，用于确定所述缩水修正量和释放时间窗，并按载具单元边界控制连续出料机构进行连续出料。

30、本发明的有益效果是：

31、1、分级向量、唯一编号、载具边界和入口时刻随物料同步传递，使规格身份贯穿分级、干制反馈和连续出料过程，能够减少规格混杂以及检测结果错配。

32、2、互不重叠的载具执行窗口使干燥和输送设定仅在确定的边界事件处切换，并结合剩余含水状态、目标终点水分和缓冲容量约束调节后续干燥，有助于降低局部过干、终点含水不均和回潮风险。

33、3、出口水分检测结果经来源归属后仅用于对应规格等级的干燥系数校正，并在编号、边界或检测数据不可信时冻结更新和分流复检，能够抑制异常数据对其他等级参数的串扰。

34、4、利用入口质量、出口质量或累计排湿量形成缩水修正量，并与目标质量流量和缓冲占用共同确定释放时间窗，配合速度匹配、低落差承接和柔性计量，可减小转运挤压、碰撞破损及出料质量流量波动。