一种热泵式试验烤房的制作方法

本实用新型涉及一种热泵式试验烤房，属于烟叶烘烤试验烤房技术领域。

背景技术：

烟叶的质量和风格特征是在烟叶生长发育过程中逐步形成的，通过调制技术体现出来，烟叶烘烤的根本目的就是要最大限度地显露和发挥烟叶在农艺过程中形成和积累起来的质量优势。在烟草烘烤过程中，对烘烤室内烟草烘烤状态的实时跟踪监测对于烟叶的烘烤效果有重要的影响，通过监测可以对烤房内环境做出及时的调整，以改善和提高烤烟品质。

目前，对于烟叶的烘烤试验主要是在现有烤房中完成的，在采收好烟叶后，试验人员需要将烟叶编杆，再将挂烟杆挂放在装烟室中，最后起火烘烤烟叶，并在烘烤过程中采集烟叶的外观图像、重量等参数，最后据此实现对烟草烘烤工艺的调控。然而，由于烤房装烟室较大，采用现有烤房来进行试验会存在以下问题，一是装烟室空间较大，若装烟较少，则不能真实模拟烘烤环境，若装烟较多，则又会存在烟叶浪费的情况；二是每次试验人员都需要到固定烤房处进行试验操作，存在费时费力的问题。

另外，目前针对烟叶的烘烤图像采集，常采用在烤房装烟室内安装摄像头，通过摄像头采集烘烤烟叶的外观图像。经过申请人大量生产实际，发现安装于装烟室内的摄像头常不能清晰的采集烘烤烟叶的图片，主要原因是在烟叶烘烤过程中，由于装烟室内的温度随着烘烤工艺在实时变化，并且装烟室内的湿度较高，因此摄像头常因有雾化湿气粘附在镜头上而导致不能清晰拍摄，目前尚无有效手段解决上述问题。

而对于烘烤烟叶的测量，主要采用将两个吊环和拉力传感器组合构成吊环式称重电子秤，称重时上方吊环悬挂在挂烟杆上，下方吊环用于悬挂烟叶，通过拉力传感器读取烘烤烟叶重量。该种方式的缺点在于，在烘烤称重时称重烟叶常会与其它烟叶刮擦，从而影响称量准确性的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种热泵式试验烤房，以解决现有烟叶烘烤试验时存在的模拟真实烘烤环境与节约资源不可兼顾，以及费时费力的问题。

本实用新型的技术方案是：一种热泵式试验烤房，包括装烟室，所述装烟室由板材构成箱体结构，在所述装烟室内设有支撑梁，所述支撑梁适于挂置烟叶，在所述装烟室的侧面设有可活动打开的装烟门，所述装烟室内壁面设有保温层；

在所述装烟室内设有两端开口的竖向风道，在所述竖向风道内设有热泵机组的换热器，在所述装烟室外设有热泵机组的压缩机，所述压缩机与所述换热器通过冷媒管相连；

在所述竖向风道内设有循环风机，所述循环风机适于将所述换热器加热的空气从所述竖向风道的第一端导送至所述装烟室内，在所述装烟室内加热烟叶后从所述竖向风道的第二端再次进入到所述竖向风道内循环；

在所述装烟室内还安装有图像采集系统、烘烤烟叶称重装置、温湿度检测装置、排湿窗和冷风门。

优选的，在所述竖向风道内设有电热辅助机构，所述电热辅助机构适于在所述热泵供热量不足时加热所述竖向风道内的气体。

优选的，所述图像采集系统包括：

拍摄箱体，包括一安装腔体，在所述拍摄箱体上设有拍摄口、进风口和出风口，所述拍摄口朝向烤房装烟室内的烘烤烟叶，所述进风口和所述出风口与烤房装烟室外的环境相通；

风机，安装在所述进风口处，所述风机适于从所述进风口外抽取空气，并将空气输送至所述安装腔体中；

摄像装置，包括摄像头，所述摄像头对应于所述拍摄口并设置在所述安装腔体内，所述摄像头可从所述拍摄口采集烤房内烘烤烟叶的图像；

屏蔽门，所述屏蔽门可活动安装在所述拍摄箱体上；

驱动源，设置于所述拍摄箱体上，所述驱动源可驱动所述屏蔽门在将所述拍摄口封闭和打开之间动作。

优选的，在所述进风口处安装有第一空气过滤器，在所述出风口处安装有第二空气过滤器，所述风机为高压轴流风机，所述高压轴流风机安装在所述第一空气过滤器的内侧端。

优选的，在所述安装腔体内设置有一对滑轨，所述屏蔽门两端配套安装在所述滑轨上。

优选的，所述驱动装置为气缸，所述气缸的底座固定在所述安装腔体内，所述气缸的伸缩杆的自由端与所述屏蔽门相连，所述气缸驱动所述屏蔽门在所述滑轨上移动。

优选的，所述图像采集系统嵌入在所述装烟室的墙壁上，并且所述进风口和所述出风口位于所述装烟室的墙壁外。

优选的，所述烘烤烟叶称重装置包括：

两称重传感器，分别安装在相邻的两支撑梁上；

承托架，所述承托架两端分别设置在所述两称重传感器上，并且所述承托架适于挂置待称重的烘烤烟叶；

第一隔离网，所述第一隔离网活动挂置在两支撑梁上，以将挂置在所述承托架上的烘烤烟叶与挂置在两支撑梁上的烘烤烟叶隔离开。

优选的，所述第一隔离网为两块，其分别设置在所述承托架的两侧；在所述第一隔离网的两侧上端设有安装座，在所述安装座上设有螺孔，对应的在支撑梁的上端面设有螺孔，通过将固定螺栓旋入两螺孔中以将所述安装座固定在支撑梁上。

优选的，在所述承托架的两端底面均设有第二隔离网，以将待称重的烘烤烟叶限制在两所述第二隔离网之间，在两所述第二隔离网之间设有平放的第三隔离网，所述第三隔离网适于堆放烘烤散烟叶。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过用板材组建成装烟室箱体结构，在装烟室间设有竖向风道，在竖向风道内安装热泵机组的换热器和循环风机，热泵机组的压缩机安装在装烟室外，压缩机与换热器通过冷媒管相连，通过热泵机组向装烟室内供给烘烤烟叶所需的热量。本装置能够真实模拟烤房的烘烤环境，并且便于移动使用，可以有效解决现有烟叶烘烤试验时存在的模拟真实烘烤环境与节约资源不可兼顾，以及费时费力的问题。

另外，本实用新型通过将摄像头安装在拍摄箱体中，并在拍摄箱体上开设拍摄口、进风口和出风口，摄像头对应设置在拍摄口处，在进风口处安装风机，在拍摄箱体上安装可将拍摄口封闭和打开的屏蔽门。拍摄前，先启动风机使外界空气进入到安装腔体中，并从出风口处排出，以除去摄像头上的雾气、湿气，保证摄像的清晰度。拍摄时，保持风机工作状态，并通过驱动源驱动屏蔽门活动使拍摄口打开，此时可控制摄像头快速拍摄采集烘烤烟叶图像，在此过程中从进风口进入的空气分别经出风口和屏蔽门排出，并阻止烤房装烟室内的空气从屏蔽门进入到安装腔体中，如此可以解决烤房装烟室内的高温、高湿空气进入到安装腔体中，遇摄像头冷却雾化，进而影响到摄像头拍摄的清晰度的问题。拍摄后，通过驱动源驱动屏蔽门活动使拍摄口关闭，同时延迟风机的工作状态，以继续对安装腔体中的空气进行流动处理，可以促使安装腔体内的空气环境保持一致，尽量避免摄像头表面因空气问题而雾化现象的发生，以缩短下次采集前的预处理时间。与现有技术相比，本实用新型可以有效解决因装烟室内的温度随着烘烤工艺实时变化，并且装烟室内的湿度较高而导致摄像头粘附有雾化湿气，进而不能清晰采集烘烤烟叶图像的问题。

在称量时，本实用新型先将烟叶编制在挂烟杆和承托架上，再将挂烟杆挂放在支撑梁上，将承托架也挂放在支撑梁上，并在承托架与支撑梁的接触面安装称重传感器；然后在承托架的两侧安装第一隔离网，以避免其他烟叶与承托架上的烟叶接触刮擦造成的称重误差；最后按烘烤工艺烘烤，从显示器处读出承托架的总体重量，去除原承托架本身的重量即为烘烤烟叶的重量。与现有技术相比，本装置可在真实烘烤环境中，将待称重烘烤烟叶与其它烘烤烟叶隔离开来，避免其它烟叶与称重烟叶刮擦，从而影响称量准确性的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例热泵式试验烤房的主视图；

图2为本实用新型实施例热泵式试验烤房的后视图；

图3为本实用新型实施例热泵式试验烤房的左视图；

图4为本实用新型实施例热泵式试验烤房的内部示意图；

图5为图4中a向示意图；

图6为拍摄箱体的主视图；

图7为拍摄箱体的左视图；

图8为拍摄箱体的右视图；

图9为拍摄箱体的后视图；

图10为拍摄箱体的内部示意图；

图11为拍摄箱体进风口处的截面图；

图12为本实用新型实施例烤房内烘烤烟叶称重装置的主视图；

图13为本实用新型实施例烤房内烘烤烟叶称重装置的侧视图；

图14为第一隔离网的示意图；

图15为承托架的主视图；

图16为承托架的侧视图；

图17为承托架编制好烟叶的示意图。

附图标记说明：100装烟室，120竖向风道，130温湿度检测装置，140补光灯，150第一观察窗，160排湿窗，170装烟门，180冷风门；

200框口；

300热泵机组，310冷媒管，320换热器，330循环风机，340电热辅助机构；

400图像采集系统，410拍摄箱体，411拍摄口，412进风口，413出风口，414箱门，415第二观察窗，420摄像头，430屏蔽门，440驱动源，450支架，460滑轨，470第一空气过滤器，480风机；

500烘烤烟叶称重装置，510称重传感器，520承托架，521第二隔离网，522第三隔离网，530第一隔离网，531安装座，532固定螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图17，本实用新型实施例中热泵式试验烤房，包括装烟室100，装烟室100由板材构成箱体结构，在装烟室100内设有若干支撑梁，支撑梁水平布置，其两端连接在装烟室100的壁面上，支撑梁用于挂置烟叶，在装烟室100的侧面设有可活动打开的装烟门170，以便于装烟、卸烟、检修等操作，可以通过打开装烟门170后将烟叶挂置在支撑梁上，或者将烘烤好的烟叶取出。在装烟室100的壁面上设有透明的第一观察窗150，其内壁面设有保温层。

在一个示例中，试验烤房的长宽高分别为3m、1.59m、2.35m。板材采用0.5mm厚双面保温彩钢板，保温板厚度100mm。保温层材料为聚氨酯发泡材料，密度≥38kg/m³，材料导热系数≤0.03w/m.k，使用温度-100℃～+100℃，厚度100mm。

在装烟室100内设有两端开口的竖向风道120，在竖向风道120内安装有热泵机组300的换热器320，在装烟室100外安装有热泵机组300的压缩机，压缩机与换热器320通过冷媒管310相连。热泵机组300是本领域的常规技术手段，其工作原理是：由压缩机排出的高压工质蒸汽，流入换热器320，工质蒸汽冷凝时放出的潜热，将竖向风道120内的空气加热；冷凝后的液态工质返流进入蒸发器，吸收外界环境之中的热量而蒸发，蒸发后的工质蒸汽被压缩机吸入，完成制热循环。通过上述工作过程，热泵机组300将外界环境中的空气热量导入到烤房内。

在一个示例中，在紧邻装烟室100旁设置一框口200，热泵机组300的压缩机等安装在该框口200内，该框口200前后开口，上下其侧面有板材，可以使得热泵机组300可以快速的吸收外界热量，又能够避免雨水等影响热泵机组300的正常工作。

在竖向风道120内安装有循环风机330，以将换热器320加热的空气从竖向风道120的第一端导送至装烟室100内，在装烟室100内加热烟叶后从竖向风道120的第二端再次进入到竖向风道120内循环。优选地，循环风机330为轴流风机480。

在竖向风道120内设有电热辅助机构340，当空气温度不满足要求时，通过电热辅助机构340加热竖向风道120内的气体，从而在热泵的供热量充足时，仅依靠热泵即可对装烟室100进行足量供热，并在热泵供热量不足时利用电热辅助机构340进行辅助供热，以在任何状态下均能满足装烟室100内所需的供热量。具体地，电热辅助机构340的启动方式有两种，一种是当烤房内的烘烤实际温度在热泵机组300启动后设定时间内未达到要求时，电热辅助机构340启动加热；另一种是当烤房内的烘烤实际温度突然掉温设定值时，电热辅助机构340启动与热泵共同加热。

在装烟室100内安装有温湿度检测装置130，具体地，温湿度检测装置130为温湿度传感器，其用于感知装烟室100内的温湿度，其安装方式作用与现有烤烟房中的温湿度传感器相同。

在装烟室100上安装有排湿窗160，其安装方式作用与现有烤烟房中的排湿窗160相同。

在装烟室100上安装有冷风门180，当需要对装烟室100进行排湿时，可控制冷风门180及排湿窗160打开，此时装烟室100外的空气从冷风门180进入，循环后从排湿窗160排出。优选的，冷风门180设置在竖向风道120上方的侧壁面上。

在装烟室100内安装有图像采集系统400，用于采集烤房装烟室100内的烘烤烟叶的图像，以便于工作人员观察烟叶的外观质量，进而调控烟叶的烘烤进程。图像采集系统400包括拍摄箱体410、风机480、摄像装置、屏蔽门430和驱动源440。

拍摄箱体410，包括一安装腔体、拍摄口411、进风口412和出风口413，拍摄箱体410安装时拍摄口411朝向烤房装烟室100内，以便采集烘烤烟叶，而进风口412和出风口413与烤房装烟室100外的环境相通。

在拍摄箱体410上还安装有透明的第二观察窗415口和箱门414，其中设置透明观察窗口可以便于从外观察安装腔体内的情况，而设置箱门414可以方便对拍摄箱体410内的各种零件进行安装和检修。

在一个示例中，拍摄箱体410嵌入在烤房内装烟室100的墙壁上，其拍摄口411朝向装烟室100内，而进风口412和出风口413设置在拍摄箱体410的两侧面，并且进风口412和出风口413的位置裸露在装烟室100的墙壁外，而箱门414设置在拍摄箱体410外立面上，第二观察窗415口设置在箱门414上。

风机480，主要用于将装烟室100外的空气抽送到安装腔体中。具体地，风机480安装在进风口412处，工作时风机480从进风口412外抽取空气，并将空气输送至安装腔体中。风机480可以是高压轴流风机。

摄像装置，主要用于采集烘烤烟叶图像。摄像装置包括摄像头420，摄像头420对应于拍摄口411并设置在安装腔体内，工作时摄像头420可从拍摄口411向外采集烤房内烘烤烟叶的图像。具体地，摄像头420通过支架450安装在安装腔体中，并且摄像头420与的前端面与安装腔体的内壁面之间留有可供屏蔽门430活动的空间。在一个示例中，支架450的一端固定在安装腔体的侧面上，另一端向内横向延伸并与摄像头420连接。摄像装置可以采集下述待称重烘烤烟叶的图像，以便于综合分析。

屏蔽门430，主要用来打开和关闭拍摄口411。屏蔽门430可活动安装在拍摄箱体410上，具体地，屏蔽门430活动安装在安装腔体内与拍摄口411相应的内壁面上。优选的，在安装腔体内设置有一对滑轨460，屏蔽门430两端配套安装在滑轨460上，例如，在拍摄口411所在的安装腔体的内壁面的两端各安装一个长条形凹槽的滑轨460，屏蔽门430的两端配套安装在长条形凹槽内，如此可以限制屏蔽门430在贴靠于安装腔体的内壁面上活动，提高拍摄口411封闭的可靠性。

驱动源440，主要用于驱动屏蔽门430活动。驱动源440安装在拍摄箱体410上，以驱动屏蔽门430在将拍摄口411封闭和打开之间动作。在一个示例中，驱动装置为气缸，气缸的底座固定在安装腔体内，气缸的伸缩杆的自由端与屏蔽门430相连，气缸驱动屏蔽门430在滑轨460上移动。当然，在其它的实施例中，驱动源440还可以是电动或者各种形式的缸体或推动式动力器件。

为了避免外界灰尘进入到安装腔体中影响到摄像头420的拍摄，在进风口412处安装有第一空气过滤器470，在出风口413处安装有第二空气过滤器，通过空气过滤器过滤掉外界空气中的灰尘。第一空气过滤器470安装在风机480的外侧端。

为了拍摄清楚，可在装烟室100内的隔板上靠近摄像头420的位置处设有补光灯140。优选地，补光灯140为两个，分别安装在摄像头420的上下方位置处。

图像采集系统400的操作方法包括以下步骤：

s1，拍摄前，先启动风机480使外界空气进入到安装腔体中，并从出风口413处排出。该步骤主要是对安装腔体内的环境进行预处理，除去摄像头420上的雾气、湿气，以保证摄像的清晰度。具体时间可以根据拍摄箱体410的实际安装环境而定，例如可以是2分钟、3分钟。

s2，拍摄时，保持风机480工作状态，并通过气缸驱动屏蔽门430活动使拍摄口411打开，此时可控制摄像头420快速拍摄采集烘烤烟叶图像，在此过程中从进风口412进入的空气分别经出风口413和屏蔽门430排出，并阻止烤房装烟室100内的空气从屏蔽门430进入到安装腔体中，如此可以解决烤房装烟室100内的高温、高湿空气进入到安装腔体中，遇摄像头420冷却雾化，进而影响到摄像头420拍摄的清晰度的问题。

s3，拍摄后，通过气缸驱动屏蔽门430活动使拍摄口411关闭，同时延迟风机480的工作状态，延迟结束后关闭风机480。延迟风机480的作用在于，在屏蔽门430关闭后，继续对安装腔体中的空气进行流动处理，可以促使安装腔体内的空气环境保持一致，尽量避免摄像头420表面因空气问题而雾化现象的发生，以缩短下次采集前的预处理时间。该步骤中具体时间可以根据拍摄箱体410的实际安装环境而定，例如可以是1分钟、2分钟。

在装烟室100中安装有烘烤烟叶称重装置500，以测量部分试验的重量，以便于工作人员观察记录烘烤过程中烟叶的重量变化。烘烤烟叶称重装置500包括称重传感器510、承托架520和第一隔离网530。

称重传感器510，主要用于感知承托架520的总重量。在两支撑梁的上端面各安装一个称重传感器510。为了提高稳定效果，可在两支撑梁的上端面开设一个凹槽，称重传感器510的底部安装在该凹槽内。称重传感器510可以是压力称重传感器510。

承托架520，主要用于编烟或堆放烟叶。承托架520两端分别搭靠在两称重传感器510上，并且承托架520适于挂置待称重的烘烤烟叶，也就是说，在烘烤时，可将烟叶编制在承托架520上。优选地，在承托架520的两端底面均设有第二隔离网521，以将待称重的烘烤烟叶限制在两第二隔离网521之间，这样尤其可以避免烟叶与烤房内的壁面接触，进而影响称重的准确性。

优选地，在两第二隔离网521之间设有平放的第三隔离网522，第三隔离网522可以用于堆放称重烘烤的散烟叶。

由于第二隔离网521和第三隔离网522均为网状结构，因此承托架520内的烟叶烘烤环境与烤房内其它的烟叶烘烤环境是一致的，进而可以避免环境不一致导致的称重误差。

第一隔离网530，主要用于将挂置在承托架520上的烘烤烟叶与挂置在两支撑梁上的烘烤烟叶隔离开。第一隔离网530活动挂置在两支撑梁上。优选地，第一隔离网530为两块，其分别设置在承托架520的两侧，以将承托架520两侧的烘烤烟叶与承托架520上的烟叶分隔开来。

优选地，在第一隔离网530的两侧上端设有安装座531，在安装座531上设有螺孔，对应的在支撑梁的上端面设有螺孔，通过将固定螺栓532旋入两螺孔中以将安装座531固定在支撑梁上。

两称重传感器510的信号输出端与烤房控制器的信号输入端口电气连接，烤房控制器的信号输出端口与显示器电气连接，称重传感器510将检测的承托架520的总体总量电信号传输给烤房控制器，显示器用于实时显示承托架520的总体重量值。

试验时，先将烟叶编制在挂烟杆和承托架520上，再将挂烟杆挂放在支撑梁上，将承托架520也挂放在支撑梁上，并在承托架520与支撑梁的接触面安装称重传感器510；然后在承托架520的两侧安装第一隔离网530，以避免其他烟叶与承托架520上的烟叶接触刮擦造成的称重误差；最后按烘烤工艺烘烤，从显示器处读出承托架520的总体重量，去除原承托架520本身的重量即为烘烤烟叶的重量。当然，也可根据需要在第三隔离网522上堆放散烟叶进行烘烤称重试验。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除