一种自动装甑的智能探汽方法技术

本申请公开了一种自动装甑的智能探汽方法，目的在于，提高装甑过程中探汽的准确性，准确评价酒蒸汽前锋的运动状态，从而实现探汽的目的，所采用的技术方案为：利用热成像仪测量酒醅上表面温度，将酒醅表面划分为若干个测温区；利用温度传感器测量甑桶壁周围酒醅温度，测距仪测量上甑过程甑桶中酒醅高度，根据酒醅高度将酒醅划分为若干层，每层包括若干个温度区块，通过甑桶酒醅立体温度场，建立酒醅中蒸汽‑冷凝‑汽化的流体模型，从而得到蒸汽前锋在温度区块中的分布，达到探汽的目的。

A method of intelligent gas detection for automatic retort

The application of this application is to open a method of intelligent gas detection for automatic steamer. The purpose is to improve the accuracy of steam exploration in the process of steamer, to accurately evaluate the movement state of the wine steam forward, and to realize the purpose of steam exploration. The technical scheme adopted is to measure the surface temperature of the fermented grains by using a thermal imager and divide the surface of the fermented grains into the case. A temperature sensor is used to measure the temperature of the fermented grains around the wall of the steamer. The height of the fermented grains in the steamer is measured by the range finder. The fermented grains are divided into several layers according to the height of the fermented grains, and each layer includes several temperature blocks. The fluid model of vaporization of steam condensate in the fermented grains is established through the three-dimensional temperature field of the fermented grains. Thus, the distribution of the steam front in the temperature block can be obtained to achieve the purpose of steam detection.

【技术实现步骤摘要】
一种自动装甑的智能探汽方法
本申请涉及酿酒蒸馏
，具体涉及一种自动装甑的智能探汽方法。
技术介绍
装甑是指在酿酒蒸馏过程中，将酒醅装入甑桶的过程。传统上甑方法采用“探汽上甑”，即在蒸馏过程中，当酿酒师看到甑桶顶层酒醅中有酒蒸汽(白雾)即将冒出，则用撮箕在冒气处撒上一层酒醅，酒醅的铺撒要同时满足“轻、松、薄、准、匀、平”的工艺要求。通过该工艺操作，层层将甑桶铺满。随着机械自动化在白酒酿造的方面的发展应用，利用红外探温的间接“探汽”方法取代了人工探汽，并用铺料机器人取代了人工铺料。在装甑之前，人工设定一个温度阈值，当红外探测到酒醅表面温度等于或大于预设温度阈值，则对该处酒醅执行铺料操作。由于酒醅物料的物性、装甑工艺等存在差异，该温度阈值是动态变化的，固定的温度阈值必然不能准确反应所有上甑过程中酒蒸汽的运动状态，因此，造成了探汽不准确，进而造成跑汽或压汽现象，影响酒的产质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本申请提出了一种自动装甑的智能探汽方法，能够提高探汽的准确性，准确评价酒蒸汽的运动状态，从而实现探汽的目的。为了实现以上目的，本申请所采用的技术方案为：包括以下步骤：1)在甑桶内侧壁沿竖直向设置若干列温度传感器，在甑桶顶部设置热成像仪和测距仪；温度传感器测量酒醅侧面温度，热成像仪测量酒醅上表面温度，测距仪测量上甑过程中甑桶中酒醅高度；2)将酒醅表面划分为若干个表面测温区，再根据甑桶内酒醅高度，将酒醅划分为若干层，每层包括若干个温度区块；3)利用甑桶侧壁的若干列温度传感器监测温度数据，建立酒醅侧面温度数据集；利用热成像仪监测酒醅表面温度，建立酒醅表面测温数据集；利用测距仪监测酒醅高度；并假设甑桶的各个温度区块的温度均匀分布，建立温度区块的温度数据集，根据酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集、酒醅高度和温度区块的温度数据集建立甑桶酒醅立体温度场模型；4)在所述甑桶酒醅立体温度场模型中，以酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集和酒醅高度为输入变量集，温度区块的温度数据集为输出变量集；5)建立酒醅中蒸汽-冷凝-汽化的流体模型，模拟酒醅内蒸汽运动传热过程，在所述流体模型中输入酒醅高度和温度区块的温度数据，即得到蒸汽前锋在温度区块中的分布，确定蒸汽前锋的位置。所述甑桶内侧壁沿竖直向均布有四列温度传感器阵列，每列均布有五个温度传感器，监测温度数据集表示为：T1{t1，t2，…，t5}、T2{t1，t2，…，t5}、T3{t1，t2，…，t5}和T4{t1，t2，…，t5}。所述方法中酒醅表面划分为N×N个测温区，酒醅表面测温数据集表示为T5{t1，t2，…，tN*N}。所述方法中甑桶划分为N×N×i个温度区块，i为甑桶纵向划分的层数，温度区块的温度数据集表示为T6{t1，t2，…，ti*(N*N)}。所述方法中采用机器学习算法，以酒醅侧面测温数据集、酒醅表面测温数据集和酒醅高度为输入量，以温度区块的温度数据集为输出量，建立甑桶立体温度场模型。所述方法中采用FLUENT建立酒醅中蒸汽-冷凝-汽化的流体模型。所述方法中流体模型以酒醅高度和温度区块的温度数据集为输入量，以蒸汽前锋在温度区块中的分布Y{xi1，xi2,……，xij}为输出量，xij为蒸汽前锋所在温度区块中的坐标位置，i反映的是温度区块的所在层，j反映的是所在层的测温区编号，其中，j∈[1，N*N]。所述热成像仪为红外热成像仪。所述测距仪为超声波测距仪。与现有技术相比，本申请在甑桶内侧壁沿竖直向设置若干列温度传感器，在甑桶顶部设置热成像仪和测距仪，温度传感器测量酒醅侧面温度，热成像仪测量酒醅上表面温度，测距仪测量上甑过程中甑桶中酒醅高度，并将酒醅表面划分为若干个测温区，再根据酒醅高度，将甑桶内酒醅划分为若干层，每层包括若干个温度区块，利用若干列温度传感器监测的酒醅侧面测温数据集、热成像仪监测的酒醅表面测温数据集、测距仪监测的酒醅高度和温度区块的温度数据集样本建立甑桶立体温度场模型。利用甑桶立体温度场模型得到温度区块的温度数据集，建立酒醅中蒸汽-冷凝-汽化的流体模型，模拟酒醅内蒸汽运动传热过程，在所述流体模型中输入酒醅高度和温度区块的温度数据，即得到蒸汽前锋在温度区块中的分布，确定蒸汽前锋的位置。本申请对甑桶进行了信息化改造，建立了甑桶立体温度场模型，能够通过酒醅侧面温度和表面温度得到深层次的立体温度场，并通过酒醅中蒸汽-冷凝-汽化的流体模型，根据温度场的变化，预测蒸汽的运动状态，相比于目前采用的表面酒醅温度来探汽，提高了探汽的准确性，准确评价了酒蒸汽的运动状态，从而实现探汽的目的，为装甑机器人提供准确的操作信息，提高了白酒生产的质量。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为甑桶边界酒醅温度测量结构示意图；图2为酒醅表面测温区划分示意图；图3为甑桶温度区块划分示意图；图4为本申请的方法流程图；其中，1-甑桶、2-温度传感器、3-热成像仪、4-测距仪、5-表面测温区、6-温度区块。具体实施方式下面结合具体的实施例和说明书附图对本申请作进一步的解释说明。此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本申请的目的意在提高探汽的准确性，评价酒蒸汽的运动状态，参见图4，包括以下步骤：1)参见图1，在甑桶1内侧壁沿竖直向设置若干列温度传感器2，在甑桶1顶部设置热成像仪3和测距仪4；温度传感器2测量酒醅侧面温度，热成像仪3测量酒醅上表面温度，测距仪4测量上甑过程中甑桶中酒醅高度；2)参见图2，将酒醅表面划分为若干个表面测温区5，参见图3，再根据甑桶内酒醅高度，将甑桶划分为若干层，每层包括若干个温度区块6；3)利用甑桶侧壁的若干列温度传感器2监测酒醅侧面温度，建立酒醅侧面温度数据集；利用热成像仪3监测酒醅表面温度，建立酒醅表面测温数据集；利用测距仪4监测酒醅高度H；并假设甑桶的各个温度区块的温度均匀分布，测量建立温度区块的温度数据集，根据酒醅侧面数据集、酒醅表面测温数据集、酒醅高度和温度区块的温度数据集建立甑桶立体温度场模型；4)在所述甑桶酒醅立体温度场模型中，酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集和酒醅高度为输入变量集，温度区块的温度数据集为输出变量集；5)建立酒醅中蒸汽-冷凝-汽化的流体模型，模拟酒醅内蒸汽运动传热过程，在所述流体模型中输入酒醅高度和温度区块的温度数据，即得到蒸汽前锋在温度区块中的分布，确定蒸汽前锋的位置。所述甑桶内侧壁沿竖直向均布有四列温度传感器阵列，每列均布有五个温度传感器，监测温度数据集表示为：T1{t1，t2，…，t5}、T2{t1，t2，…，t5}、T3{t1，t2，…，t5}和T4{t1，t2，…，t5}。所述方法中酒醅表面划分为N×N个测温区，酒醅表面测温数据集表示为T5{t1，t2，…，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动装甑的智能探汽方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在甑桶内侧壁沿竖直向设置若干列温度传感器，在甑桶顶部设置热成像仪和测距仪；温度传感器测量酒醅侧面温度，热成像仪测量酒醅上表面温度，测距仪测量上甑过程中甑桶中酒醅高度；2)将酒醅表面划分为若干个表面测温区，再根据甑桶内酒醅高度，将酒醅划分为若干层，每层包括若干个温度区块；3)利用甑桶侧壁的若干列温度传感器监测温度数据，建立酒醅侧面温度数据集；利用热成像仪监测酒醅表面温度，建立酒醅表面测温数据集；利用测距仪监测酒醅高度；并假设甑桶的各个温度区块的温度均匀分布，建立温度区块的温度数据集，根据酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集、酒醅高度和温度区块的温度数据集建立甑桶酒醅立体温度场模型；4)在所述甑桶酒醅立体温度场模型中，以酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集和酒醅高度为输入变量集，温度区块的温度数据集为输出变量集；5)建立酒醅中蒸汽‑冷凝‑汽化的流体模型，模拟酒醅内蒸汽运动传热过程，在所述流体模型中输入酒醅高度和温度区块的温度数据，即得到蒸汽前锋在温度区块中的分布，确定蒸汽前锋的位置。

【技术特征摘要】
1.一种自动装甑的智能探汽方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在甑桶内侧壁沿竖直向设置若干列温度传感器，在甑桶顶部设置热成像仪和测距仪；温度传感器测量酒醅侧面温度，热成像仪测量酒醅上表面温度，测距仪测量上甑过程中甑桶中酒醅高度；2)将酒醅表面划分为若干个表面测温区，再根据甑桶内酒醅高度，将酒醅划分为若干层，每层包括若干个温度区块；3)利用甑桶侧壁的若干列温度传感器监测温度数据，建立酒醅侧面温度数据集；利用热成像仪监测酒醅表面温度，建立酒醅表面测温数据集；利用测距仪监测酒醅高度；并假设甑桶的各个温度区块的温度均匀分布，建立温度区块的温度数据集，根据酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集、酒醅高度和温度区块的温度数据集建立甑桶酒醅立体温度场模型；4)在所述甑桶酒醅立体温度场模型中，以酒醅侧面温度数据集、酒醅表面测温数据集和酒醅高度为输入变量集，温度区块的温度数据集为输出变量集；5)建立酒醅中蒸汽-冷凝-汽化的流体模型，模拟酒醅内蒸汽运动传热过程，在所述流体模型中输入酒醅高度和温度区块的温度数据，即得到蒸汽前锋在温度区块中的分布，确定蒸汽前锋的位置。2.根据权利要求1所述的一种自动装甑的智能探汽方法，其特征在于，所述甑桶内侧壁沿竖直向均布有四列温度传感器阵列，每列均布有五个温度传感器，监测温度数据集表示为：T1{t1，t2，…，t5}、T2{t1，t2，…，t5}、T3{t1，t2，…，t5}和T4{t1，t2，…...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贵宇，庹先国，陈林，李杉，田万春，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51