本发明专利技术涉及茶叶质量检测领域，具体为一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，包括：一、提供一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测的设备；二、茶叶处理；三、压缩弹性模量检测；四、拉伸弹性模量检测；五、断裂强度检测；六、计算茶叶弹性模量参数，检验茶叶质量是否合格；本申请主要检测的茶叶物理量（力学特征）包括弹性模量和断裂强度，通过测量茶叶的压缩弹性模量、拉伸弹性模量和断裂强度与已确定为合格茶叶的对应力学特征参数对比来判断加工后茶叶质量是否合格，相比于人工检测，专业的机器检测标准更加直观，并且不依赖于工人的经验，可以依据不同的环节、不同的茶叶品种来调节对应的参数，从而极大的降低人力和物力成本，提升对茶叶质量判断的精准度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及茶叶质量检测领域，具体为一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法。
技术介绍
1、目前，茶叶加工生产线要求实现无人化智能化自动生产，建设生产制造智能控制中心平台，集中连接、采集、控制所有工序设备。目前主要的摊青、捻揉、解块、发酵、初烘等加工步骤已经有相应的专业机械设备参与自动化加工，然而相应的两个加工环节之间仍然需要进行茶叶加工情况的质量检测，剔除加工不合格的茶叶，避免进一步加工，造成产能上的浪费。目前市面上大部分加工流水线中，都是依靠经验丰富的加工工人采用手工揉搓茶叶等方式，通过对比手感和经验来判断各个环节中茶叶加工是否合格。其中“经验判断”的量化标准因人而异，需要对不同类型不同环节的合格产品单独进行测试，收集相关合格参数，因此数据统计工作量大；现有技术中多为通过检验茶叶内部的成分来判断茶叶质量知否合格，如此，则需要较高精度的设备，具有较高使用成本和人工成本，因此提出一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法是十分必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，使得通过检测茶叶的物理量来实现茶叶质量的检测，且能够降低人工成本和制造成本提高茶叶加工质量的精准度，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，包括以下步骤：
3、一、提供一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测的设备，包括：
4、架体；
5、夹持架，所述夹持架设置于架体上，且所述夹持架包括固定夹持架和移动夹持架，所述固定夹持架和移动夹持架相对设置，且所述固定夹持和移动夹持架上均设置有夹片，所述夹片通过向茶叶施加可调节压力来夹持茶叶；
6、施压组件，所述施压组件设置于架体上，所述施压组件设置于夹持架的上方，至少包括压力块；
7、断裂组件，所述断裂组件设置于架体上，所述断裂组件设置于支撑架的下方，至少包括断裂件；
8、移动组件，所述移动组件包括第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件，所述第一移动组件设置在移动夹持架和架体之间，用于移动夹持架的位置移动，所述第二移动组件设置在施压组件和架体之间，用于施压组件的位置移动，第三移动组件设置于断列组件和架体之间，用于断裂组件的位置移动；
9、检测组件，所述检测组件包括拉力传感器、工业摄像机和压力传感器，所述拉力传感器一端与移动夹持架连接，另一端与第一移动组件连接，所述压力传感器分别设置于压力块和断裂件上，分别用于检测压力块和断裂件对茶叶的压力值，所述工业摄像机设置于架体上，所述工业摄像机用于获取茶叶形变过程的图像、压力块移动过程的图像和断裂件的移动过程的图像，用于测量茶叶形变量、压力块的位移量和断裂件的抬升量；；
10、驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机，所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机依次与第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件连接，用于驱动第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件；
11、本申请中，驱动电机由电磁控制加载系统控制，控制系统为本领域较为常用的
技术实现思路
，在此便不再赘述，工业摄像机启动后按设定的30帧/秒的频率进行拍摄。
12、二、茶叶处理
13、2.1、茶叶挑选；
14、2.2、将挑选的茶叶横向叠放在夹持架上。
15、三、压缩弹性模量检测
16、3.1、向下给予茶叶压力，记录过程中压力变化和茶叶形变过程的图像；
17、3.2、根据获取的图像信息和压力数据，计算出茶叶的压缩弹性模量参数；
18、四、拉伸弹性模量检测
19、4.1、撤去向下给予茶叶的压力，并给予茶叶一横向的拉力，重新记录茶叶形变过程的图像和拉力数据；
20、4.2、根据获取的图像信息和拉力数据，计算茶叶的拉伸弹性模量参数；
21、五、断裂强度检测
22、5.1、撤去给予茶叶的横向拉力，并向上给予茶叶一压力，使茶叶刚好断裂，记录茶叶形变过程的图像、压力数据和固定夹持架和移动夹持架之间的距离；
23、5.2、根据步骤5.1中获取的数据计算出茶叶的断裂强度r；
24、需要强调的是，本申请中，传感器所测量的数据可以通过现有技术中的方式进行人工读取或者通过其他装置集中显示。
25、六、计算茶叶力学特性参数，检验茶叶质量是否合格
26、6.1、选取合格茶叶，将合格茶叶依次按照步骤一至步骤五进行对应的力学特性检测，获取标准压缩弹性模量参数、标准拉伸弹性模量参数和标准断裂强度；
27、6.2、将待判断茶叶的力学特性检测参数与合格茶叶的力学特性检测参数带入综合评价模型，确定合格范围，并对比综合评价系数v，判定茶叶质量是否合格。
28、优选的，所述步骤2.1中，茶叶挑选的标准为：
29、在加工茶叶的工序完成之后，随机选取一些茶叶，至少取十片形状大小相似，茎叶脉络完整清晰的叶片，以两片为一组，至少检测五组；
30、或者在加工茶叶的工序完成之后，随机选取一些茶叶，选取茶叶以叶片分支脉络数量作为评判标准，选取的茶叶分支脉络数量较少，则选取叶片需确保分支脉络数相等，且叶面积基本相同的茶叶进行检测，若检测的茶叶分支脉络数量大于5，则允许挑选分支脉络数相差1以内的茶叶组进行分组检测以两片为一组，至少检测五组。
31、优选的，所述步骤2.2中，茶叶放到夹持架上的标准为：
32、横向叠放的茶叶的一端用固定夹持架上的夹片固定，另一端用移动夹持架上的夹片固定，固定后通过各夹片向茶叶施加压力，确保茶叶之间没有间隙，并保持叶面平整。
33、优选的，所述步骤3.1中，通过移动压力块向下给予茶叶一定数值的压力，并通过压力传感器记录过程中压力变化，其中，给予茶叶施加的压力范围为5n-20n；
34、所述步骤4.1中，通过拉动拉力传感器移动移动夹持架，给予茶叶一定数值横向拉伸的力，通过拉力传感器记录过程中拉力变化，其中，给予茶叶的拉力范围为5n-20n。
35、优选的，所述图像信息均通过工业摄像机获取，并通过移动断裂件给予茶叶向上的压力；
36、所述步骤3.1中，工业摄像机要记录的图像中要包含的信息有：初始状态下以及压缩过后压力块的运动图像变化和初始状态下以及到压缩过后茶叶的运动图像变化；
37、所述步骤4.1中，工业摄像机要记录的图像中要包含的信息有：初始状态下到压缩状态下茶叶的运动图像变化图，必要时所述步骤4.2中计算茶叶的拉伸弹性模量参数时可以取多组数据进行计算；
38、所述步骤5.1中，工业摄像机要记录的图像中要包含的信息有：断裂件从接触茶叶开始直至茶叶断裂时的位移量和初始状态下到断裂状态下茶叶的运动图像变化图。优选的，所述步骤3.2中，茶叶的压缩弹性模量参数的具本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤2.1中，茶叶挑选的的标准为：
3.根据权利要求2所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤2.2中，茶叶放到夹持架上的标准为：
4.根据权利要求3所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤一中，一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测的设备，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤3.1中，通过移动压力块（5）向下给予茶叶一定数值的压力，并通过压力传感器（12）记录过程中压力变化，其中，给予茶叶施加的压力范围为5N-20N；
6.根据权利要求5所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述图像信息均通过工业摄像机（11）获取，并通过移动断裂件（6）给予茶叶向上的压力；
7.根据权利要求6所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤3.2中，茶叶的压缩弹性模量参数的具体计算方式为：
8.根据权利要求7所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤4.2中，计算茶叶的拉伸弹性模量参数的具体方式为：
9.根据权利要求8所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤5.2中，计算茶叶的断裂强度R的具体方式为：
10.根据权利要求9所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤6.2中，综合评价模型为：
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【技术特征摘要】
1.一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤2.1中，茶叶挑选的的标准为：
3.根据权利要求2所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤2.2中，茶叶放到夹持架上的标准为：
4.根据权利要求3所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤一中，一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测的设备，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于力学特性的茶叶在制品品质检测方法，其特征在于，所述步骤3.1中，通过移动压力块（5）向下给予茶叶一定数值的压力，并通过压力传感器（12）记录过程中压力变化，其中，给予茶叶施加的压力范围为5n-20n；
【专利技术属性】
技术研发人员：彭继宇，谢佳楠，赵章风，钟江，朱逢乐，冯柯楠，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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