基于圖像處理的自動化超聲清洗機及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲清洗機，尤其涉及一種基于圖像處理的自動化超聲清洗機及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)藥能對防治病蟲害起到重要作用，對農(nóng)作物的生產(chǎn)有一定幫助，同時，農(nóng)藥往往殘留在農(nóng)作物表面，這些農(nóng)藥殘留對人的健康造成威脅。但根據(jù)現(xiàn)狀，農(nóng)藥的使用還會持續(xù)很長一段時間。近年來隨著人們生活水平的提高，人們對環(huán)境、健康的要求越來越高。所以需要一方面研究新型對環(huán)境和人體無害的農(nóng)藥，另一方面，對蔬果表面的農(nóng)藥殘留進行清洗。去除農(nóng)藥殘留的方法主要有:
[0003]1、微生物和酶法。利用細菌、真菌等對殘留農(nóng)藥進行分解。無毒、無二次污染，是很有潛力的方法，但是目前沒有重大突破，僅僅停留在研究階段。
[0004]2、化學方法。例如光化學降解、化學氧化法等。較成功的是氧化處理，市面上已經(jīng)有臭氧蔬果清洗機，但是臭氧的氣味難聞，且過多的臭氧對人體有害。另外，化學方法容易造成二次污染。
[0005]3、物理方法。存儲、洗滌法、超聲波法等都對農(nóng)藥殘留的去除有一定效果。其中，存儲會影響蔬果的新鮮程度，導致部分蔬果質(zhì)量下降。單獨水洗也能一定程度的去除農(nóng)藥殘留，但去除程度是不夠的。若用洗滌劑進行清洗能達到較好的效果，但是洗滌劑本身是化學物質(zhì)，殘留的洗滌劑對人體有害，且含有洗滌劑的污水污染環(huán)境。超聲法是物理方法，清洗效果較好，且不會造成二次污染。
[0006]因此，研制出一套高效、節(jié)能、節(jié)水的蔬果農(nóng)藥殘留清洗機對于保護人體健康、節(jié)約利用水資源、節(jié)約能量具有重要的現(xiàn)實意義。雖然已有利用超聲對蔬果的農(nóng)藥殘留進行降解的清洗機問世。但大都只是簡單的用超聲波對水中的蔬果進行作用，清洗參數(shù)固定、使用者決定機器工作時間。而農(nóng)藥殘留是無色無味的，清洗機使用者也無法識別農(nóng)藥殘留清洗的程度，所以往往使用過多的水和電資源來進行農(nóng)藥殘留的清洗，清洗效果也不是最理想的。存在著不能對蔬果進行具有針對性的超聲清洗而造成的農(nóng)藥殘留清洗效果不夠好、資源浪費的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種基于圖像處理的自動化超聲清洗機及其工作方法，本發(fā)明根據(jù)自動檢測獲得的蔬果種類和重量信息，實現(xiàn)了對果蔬有針對性的清洗。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種自動化超聲清洗機，包括:圖像采集單元，用于采集果蔬圖像數(shù)據(jù)；稱重傳感單元，用于獲取放入清洗槽中的果蔬的重量數(shù)據(jù)；以及與所述圖像采集單元、稱重傳感單元相連的控制單元，所述控制單元適于根據(jù)果蔬圖像數(shù)據(jù)識別果蔬種類，并結(jié)合果蔬的重量數(shù)據(jù)對果蔬進行清洗。
[0009]進一步，所述自動化超聲清洗機還包括:超聲波清洗單元；所述超聲波清洗單元包括:由所述控制單元控制的多路信號發(fā)生器，位于清洗槽內(nèi)的若干換能器；所述多路信號發(fā)生器的多路輸出端分別與相應(yīng)驅(qū)動隔離電路、超聲功率放大電路以及匹配電路相連，所述匹配電路的輸出端與相應(yīng)換能器的輸入端相連；各匹配電路的控制端分別與控制單元相連，以分別調(diào)節(jié)各換能器的輸出功率。
[0010]進一步，所述清洗槽呈圓筒形，該清洗槽的底部設(shè)有至少三個呈環(huán)形分布均勻的出水口，且各出水口按順時針或逆時針方向出水，即各出水口在出水時，在所述清洗槽內(nèi)形成一漩渦；所述清洗槽上還設(shè)有防溢孔，該防溢孔通過回流管路將清洗槽內(nèi)溢出的水引入至蓄水倉，各出水口的供水管路連接該蓄水倉內(nèi)，各供水管路上分別設(shè)有電磁閥，且各電磁閥均由控制單元控制；所述蓄水倉還設(shè)有由控制單元控制的電動壓縮栗，且該電動壓縮栗適于提高出水口噴水壓力；以及所述自動化超聲清洗機還包括:水位傳感器，該水位傳感器的輸出端與控制單元相連。
[0011]進一步，所述清洗槽底部中心位置還設(shè)有抽水口，所述抽水口內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)；當清洗槽內(nèi)形成漩渦時，所述抽水口通過抽水栗從漩渦中心底部抽水，且將抽取的水回流至蓄水倉。
[0012]進一步，所述控制單元包括存儲模塊，所述存儲模塊適于預存果蔬清洗數(shù)據(jù)庫，所述果蔬清洗數(shù)據(jù)庫包括:各類水果在相應(yīng)重量下的清洗參數(shù)，所述清洗參數(shù)即為調(diào)節(jié)超聲波清洗單元的清洗強度、清洗槽內(nèi)水量、清洗時間、漩渦轉(zhuǎn)速。
[0013]又一方面，本發(fā)明還提供了一種自動化超聲清洗機的工作方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0014]步驟S1，識別果蔬種類；步驟S2，獲取果蔬的重量數(shù)據(jù)；以及步驟S3，根據(jù)果蔬種類和重量，對果蔬進行清洗。
[0015]進一步，所述自動化超聲清洗機包括:圖像采集單元，用于采集果蔬圖像數(shù)據(jù)；稱重傳感單元，用于獲取放入清洗槽中的果蔬的重量數(shù)據(jù)；以及與所述圖像采集單元、稱重傳感單元相連的控制單元；所述控制單元適于根據(jù)果蔬圖像數(shù)據(jù)識別果蔬種類，并結(jié)合果蔬的重量數(shù)據(jù)對果蔬進行清洗。
[0016]進一步，所述自動化超聲清洗機還包括:超聲波清洗單元，所述超聲波清洗單元包括:由所述控制單元控制的多路信號發(fā)生器，位于清洗槽內(nèi)的若干換能器；所述多路信號發(fā)生器的多路輸出端分別與相應(yīng)驅(qū)動隔離電路、超聲功率放大電路以及匹配電路相連，所述匹配電路的輸出端與相應(yīng)換能器的輸入端相連；各匹配電路的控制端分別與控制單元相連，以分別調(diào)節(jié)各換能器的輸出功率。
[0017]進一步，所述清洗槽呈圓筒形，該清洗槽的底部設(shè)有至少三個呈環(huán)形分布均勻的出水口，且各出水口按順時針或逆時針方向出水，即各出水口在出水時，在所述清洗槽內(nèi)形成一漩渦；所述清洗槽上還設(shè)有防溢孔，該防溢孔通過回流管路將清洗槽內(nèi)溢出的水引入至蓄水倉，各出水口的供水管路連接該蓄水倉內(nèi)，各供水管路上分別設(shè)有電磁閥，且各電磁閥均由控制單元控制；所述蓄水倉還設(shè)有由控制單元控制的電動壓縮栗，且該電動壓縮栗適于提高出水口噴水壓力；以及所述自動化超聲清洗機還包括:水位傳感器，該水位傳感器的輸出端與控制單元相連。
[0018]進一步，所述控制單元包括存儲模塊，所述存儲模塊適于預存果蔬清洗數(shù)據(jù)庫，所述果蔬清洗數(shù)據(jù)庫包括:各類水果在相應(yīng)重量下的清洗參數(shù)，所述清洗參數(shù)即為調(diào)節(jié)超聲波清洗單元的清洗強度、清洗槽內(nèi)水量、清洗時間、漩渦轉(zhuǎn)速。
[0019]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的自動化超聲清洗機及其工作方法實現(xiàn)了針對蔬菜水果種類、重量自動進行清洗，能夠在有效清除位于果蔬上農(nóng)藥、贓物，并且通過一套水循環(huán)系統(tǒng)，能在節(jié)水的前提下，提高清洗效果，同時能夠使用戶操作簡便，改善用戶體驗。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0021]圖1示出了本發(fā)明的自動化超聲清洗機的控制框圖；
[0022]圖2示出了本自動化超聲清洗機中超聲波清洗單元的原理框圖；
[0023]圖3示出了本自動化超聲清洗機的一種優(yōu)選的實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:清洗槽1、換能器2、出水口 3、防溢孔4、回流管路5、蓄水倉6、電磁閥7、電動壓縮栗8、水位傳感器9、抽水口 10、抽水栗11、稱重傳感器12。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0026]實施例1
[0027]圖1示出了本發(fā)明的自動化超聲清洗機的控制框圖。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種自動化超聲清洗機，其特征在于，包括:
[0029]圖像采集單元，用于采集果蔬圖像數(shù)據(jù)；
[0030]稱重傳感單元，用于獲取放入清洗槽1中的果蔬的重量數(shù)據(jù)；以及
[0031]與所述圖像采集單元、稱重傳感單元相連的控制單元，所述控制單元適于根據(jù)果蔬圖像數(shù)據(jù)識別果蔬種類，并結(jié)合果蔬的重量數(shù)據(jù)對果蔬進行清洗。
[0032]其中，所述控制單元對果蔬圖像數(shù)據(jù)進行處理識別例如但不限于采用基于圖像分割技術(shù)實現(xiàn)。
[0033]具體的，本發(fā)明的自動化超聲清洗機通過對果蔬種類及重量進行識別，以自動進行與之相匹配的清洗。例如桃子和蘋果的清洗方式完全不同，桃子的皮比較柔軟，蘋果的皮比較結(jié)實，若采用同樣的清洗方式，則桃子容易破皮或者蘋果的清洗不夠干凈。
[0034]作為所述控制單元中的圖像識別的一種可選的實施方式，所述圖像采集單元適于拍攝二維碼，該二維碼位于果蔬包裝上，通過拍攝二維碼識別果蔬的種類。所述圖像采集單元例如但不限于采用攝像頭。
[0035]圖2示出了本自動化超聲清洗機中超聲波清洗單元的原理框圖。圖2例舉了一個換能器2的電路框圖。
[0036]所述自動化超聲清洗機還包括:超聲波清洗單元；所述超聲波清洗單元包括:由所述控制單元控制的多路信號發(fā)生器，位于清洗槽1內(nèi)的若干換能器2 ;所述多路信號發(fā)生器的多路輸出端分別與相應(yīng)驅(qū)動隔離電路、超聲功率放大電路以及匹配電路相連，所述匹配電路的輸出端與相應(yīng)換能器2的輸入端相連；各匹配電路的控制端分別與控制單元相連，以分別調(diào)節(jié)各換能器2的輸出功率。
[0037]本超聲波清洗單元可以各換能器2采用獨立驅(qū)動方式，提高了整個超聲清洗機的可靠性。
[0038]進一步，為了提高清洗效果，若干換能器2分別位于清洗槽1底部和/或清洗槽1側(cè)面。尤其是同時安裝在底部和側(cè)面，形成正交的超聲波清洗方式，提高清洗效果。
[0039]圖3示出了本自動化超聲清洗機的一種優(yōu)選的實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖3中相同的圖標代表相同的含義，圖中不在重復標注，并且為了清楚起見，換能器2、水位傳感器9與控制單元的連線省略。
[0040]如圖3所示，作為本自動化超聲清洗機的一種優(yōu)選的實施方式，所述清洗槽1呈圓筒形，該清洗槽1的底部設(shè)有至少三個呈環(huán)形分布均勻的出水口 3，且各出水口 3按順時針或逆時針方向出水，即各出水口 3在出水時，在所述清洗槽1內(nèi)形成一漩渦；所述清洗槽1上還設(shè)有防溢孔4，該防溢孔4通過回流管路5將清洗槽1內(nèi)溢出的水引入至蓄水倉6，各出水口 3的供水管路連接該蓄水倉6內(nèi)，各供水管路上分別設(shè)有電磁閥7，且各電磁閥7均由控制單元控制；所述蓄水倉6還設(shè)有由控制單元控制的電動壓縮栗8，且該電動壓縮栗8適于提高出水口 3噴水壓力；以及所述自動化超聲清洗機還包括:水位傳感器9，該水位傳感器9的輸出端與控制單元相連。
[0041]具體的，通過漩渦能夠翻動果蔬，使清洗槽1內(nèi)的果蔬得到充分超聲清洗，而且通過漩渦帶動果蔬旋轉(zhuǎn)，還利于將洗出的雜質(zhì)與果蔬分離，
[0042]可選的，所述防溢孔4內(nèi)設(shè)有