一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统的制作方法

1.本发明涉及中药清洗技术领域，具体为一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统。


背景技术：

2.清洗，是中药饮片加工的首个环节，也是影响后续加工质量的重要环节，特别是根茎类中草药，其药用部位与土壤直接接触，表面相对粗糙，枝杈间藏有泥土病菌等，因此对根茎类中草药的清洗要求更加严格，清洗效果对后续的中药饮片的制造影响很大。超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用，对浸没在清洗液中的清洗物产生直接、间接的冲击，使污染物被分离、乳化、剥离而达到清洗目的。将超声波清洗技术应用到中药饮片清洗中，具有省时、省力，清洁度高，中药材有效成分损失量少的优点，是理想的中药饮片清洗方法。
3.经检索，如公开号为cn110275502b的中国专利公开了一种中药饮片清洗过程质量控制系统，包括参数设置单元、智能加热单元、实时检测单元和智能监控中心，所述参数设置单元用于设置超声波参数、清洗阈值和预定温度值，所述智能加热单元用于对超声波清洗机内的清洗液进行加热，所述实时检测单元用于检测超声波清洗机排出的清洗液的浑浊度，并将检测得到的浑浊度传输至智能监控中心，智能监控中心根据检测到的清洗液的浑浊度控制超声波清洗机中清洗液的添加流量和排出流量，当检测到排出的清洗液的浑浊度值达到设置的清洗阈值时，即停止清洗。本发明有益效果为：实时检测排出的清洗液的浑浊度，在检测到的浑浊度达到预先设定的清洗阈值时自动停止清洗，实现了清洗过程质量的自动控制。
4.但是：
5.该现有技术仅仅只是通过监测污水的浑浊度进行质量的分析，效果单一。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统。
8.(二)技术方案
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，包括超声波清洗机，还包括，智能温控系统、智能监控系统和智能烘干系统；
10.智能温控系统，用于对清洗中药饮片的液体进行温度控制；
11.智能识别系统，用于对待清洗的中药饮片进行分析并选择合适的清洗方式；
12.智能监控系统，用于对中药饮片在清洗中排出液体的浑浊度进行监控；
13.智能烘干系统，用于对清洗干净的中药饮片进行烘干操作。
14.优选的，所述智能温控系统包括：设置在超声波清洗机上的热水进水口以及冷水
进水口，还包括：
15.水温测量调节控制模块，用于调节水温直到温度到预设水温范围之内；
16.出水口，用于输出水温在所述水温测量调节控制模块预设水温范围内的水；
17.其中，水温测量调节控制模块还包括手动控制面板，所述手动控制面板包含：
18.温度显示屏，用于向用户提示当前水温温度；
19.温度调节按键，用于手动调整升高或降低所述出水口处的水温；
20.电源开关，用于启闭所述智能温控系统的电源；
21.智能移动终端，用于预设水温，其与所述水温测量调节控制模块通信连接。
22.优选的，所述水温测量调节控制模块还包括：
23.第一电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块与热水进水口之间，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号调整热水进水口的进水量；
24.第二电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块与冷水进水口之间，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号调整冷水进水口的进水量；
25.第三电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块后，且位于出水口与泄水口之间且与泄水口连通，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号将不符合温度设定要求的水导流到泄水口，符合温度设定要求的水导流到出水口。
26.优选的，所述智能识别系统包括以下步骤：
27.s1、在常见的图像搜索引擎中，获取常见的中药饮片图像数据，按照形态分类保存，同时，获取与中药饮片无关的负样本图像数据；
28.s2、对中药饮片数据进行筛选，删去不符合要求的图片，并统一图像的大小，并根据不同的中药饮片图片搜寻并选择不同的清洗方法；
29.s3、构建图像训练集：对采集的原始图像进行筛选去重和图像预处理，然后挑选高质量图像构建中药饮片图像训练集；
30.s4、构建验证集：随机抽取原始图像中的一部分构建验证集；
31.s5、构建中药饮片图像卷积神经网络识别模型：使用卷积神经网络算法构建中药饮片图像卷积神经网络识别模型；
32.s6、模型训练：将图像训练集输入中药饮片图像卷积神经网络识别模型中进行训练，每张图像至少训练20000次，得到训练模型；
33.s7、进行中药饮片图像识别：使用训练模型对输入系统的中药饮片图像进行识别，并返回识别结果；
34.s8、依据s7中识别所得的中药饮片种类匹配合适的清洗方式。
35.优选的，所述智能监控系统包括：圆环体，所述圆环体的圆周平面上安装有红外线发光二极管、透射光光敏接收管，所述圆环体的圆周平面上还安装有散射光光敏接收管；所述散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90
°
角；透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线。
36.优选的，浑浊度的检测方法包括：
37.k1、采用散射光光敏接收管和透射光光敏接收管分别接收红外线发光二极管发出的散射光和透射光；并且散射光光敏接收管、透射光光敏接收管、红外线发光二极管三者安装在同一圆周平面上，散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线
成90
°
角，透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上；
38.k2、通过第一电阻将散射光转换成第一电压，通过第二电阻将透射光转换成第二电压；
39.k3、计算出第一电压与第二电压的比值或者第二电压与第一电压的比值，采用第一电压与第二电压的比值来表示浑浊度；
40.k4、依照当前浑浊度与预设阈值相比来判定是否清洗完成。
41.优选的，所述预设阈值包括人为积累的经验、以往清洗数据的比对所总结出来的值。
42.优选的，所述智能烘干系统包括：
43.q1、获取具体中药饮片的基本信息，该基本信息至少包括药材类型；
44.q2、依据药材类型，确定该具体中药材的拟定浸泡时长区间、拟定烘干时长区间和拟定烘干温度区间；
45.q3、集合药材基本信息，以及拟定浸泡时长区间、拟定烘干时长区间和拟定烘干温度区间。
46.(三)有益效果
47.与现有技术相比，本发明提供了一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，具备以下有益效果：
48.1、该一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，通过采用散射光与透射光的比值来表示液体浑浊度，污染物对散射光和透射光的削减程度是相同的，所以两电压值的比值不会改变，能够准确、可靠地反映出液体的浑浊度状况。
49.2、该一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，识别方法简便快捷，实现途径相对简单，可有效提高调剂工作中中药饮片的识别效率，实现了中药饮片图像识别的智能化，不易造成遗漏，识别准确性得到了大幅提升。
附图说明
50.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
51.图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
53.如图1所示，本发明提供了一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，包括超声波清洗机，还包括，智能温控系统、智能监控系统和智能烘干系统；
54.智能温控系统，用于对清洗中药饮片的液体进行温度控制；
55.智能识别系统，用于对待清洗的中药饮片进行分析并选择合适的清洗方式；
56.智能监控系统，用于对中药饮片在清洗中排出液体的浑浊度进行监控；
57.智能烘干系统，用于对清洗干净的中药饮片进行烘干操作。
58.在本发明实施例中，智能温控系统包括：设置在超声波清洗机上的热水进水口以
及冷水进水口，还包括：
59.水温测量调节控制模块，用于调节水温直到温度到预设水温范围之内；
60.出水口，用于输出水温在水温测量调节控制模块预设水温范围内的水；
61.其中，水温测量调节控制模块还包括手动控制面板，手动控制面板包含：
62.温度显示屏，用于向用户提示当前水温温度；
63.温度调节按键，用于手动调整升高或降低出水口处的水温；
64.电源开关，用于启闭智能温控系统的电源；
65.智能移动终端，用于预设水温，其与水温测量调节控制模块通信连接。
66.在本发明实施例中，水温测量调节控制模块还包括：
67.第一电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块与热水进水口之间，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号调整热水进水口的进水量；
68.第二电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块与冷水进水口之间，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号调整冷水进水口的进水量；
69.第三电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块后，且位于出水口与泄水口之间且与泄水口连通，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号将不符合温度设定要求的水导流到泄水口，符合温度设定要求的水导流到出水口。
70.进一步的，水温测量调节控制模块还包括用于获取实时水温的温度传感器，无线传输控制模块，中央处理电路，用于控制第一电磁阀门、第二电磁阀门、第三电磁阀门开关的阀门控制电路，判断电路，温度传感器的输出端连接到中央处理电路的输入端，中央处理电路的输出端连接到判断电路的输入端，无线传输控制模块与中央处理电路相连，判断电路的输出端与阀门控制电路的输入端相连接，上述连接均为电性通信连接。
71.在本发明实施例中，智能识别系统包括以下步骤：
72.s1、在常见的图像搜索引擎中，获取常见的中药饮片图像数据，按照形态分类保存，同时，获取与中药饮片无关的负样本图像数据；
73.s2、对中药饮片数据进行筛选，删去不符合要求的图片，并统一图像的大小，并根据不同的中药饮片图片搜寻并选择不同的清洗方法；
74.s3、构建图像训练集：对采集的原始图像进行筛选去重和图像预处理，然后挑选高质量图像构建中药饮片图像训练集；
75.s4、构建验证集：随机抽取原始图像中的一部分构建验证集；
76.s5、构建中药饮片图像卷积神经网络识别模型：使用卷积神经网络算法构建中药饮片图像卷积神经网络识别模型；
77.s6、模型训练：将图像训练集输入中药饮片图像卷积神经网络识别模型中进行训练，每张图像至少训练20000次，得到训练模型；
78.s7、进行中药饮片图像识别：使用训练模型对输入系统的中药饮片图像进行识别，并返回识别结果；
79.s8、依据s7中识别所得的中药饮片种类匹配合适的清洗方式。
80.进一步的，中药饮片图像包括中药饮片生品图像和中药饮片炮制品图像；采集图像时要求背景为白色，每种中药饮片至少拍摄100张不同的图像，图像大小为800*600，每拍摄一张图像则任意改变中药饮片堆叠的状态或拍摄的角度或拍摄的高度，中药饮片图像卷
积神经网络识别模型由卷积层、池化层、全连接层、损失层组成，其中：卷积层由滤波器组成，用于从整幅图像中捕捉局部信息；池化层通过减少参数来减少计算量，用于图像采样；全连接层将卷积层捕捉到的局部信息统一，以得到全局的图像语义信息；损失层是整个模型的目标函数，用于指导卷积神经网络的学习。
81.具体的，卷积神经网络算法包括：
82.(1)卷积层：图像卷积运算过程为卷积核中的每一个权值分别与原始图像中其所覆盖区域的像素相乘，然后再求和；卷积核以预设的间隔滑动，并对所覆盖的区域进行卷积运算，直至遍历完整幅图像；其中，卷积层的大小范围为2≤c≤5，本算法共使用3层；
83.(2)池化层：本算法池化大小为pi*pi，步长为spi*spi，其中，1≤pi≤10，1≤spi≤5，1≤i≤c，本算法采用的池化层规模为2*2，对输入的每个深度切片进行池化；
84.(3)全连接层：先采用矩阵乘法，然后加入偏差计算logits值，最后将logits值输入到softmax分类器中，得到中药饮片图像的概率值，即为识别率；其中，每一个全连接层中含有的神经元个数为fj，1≤fj≤768，1≤j≤f。
85.在本发明实施例中，智能监控系统包括：圆环体，圆环体的圆周平面上安装有红外线发光二极管、透射光光敏接收管，圆环体的圆周平面上还安装有散射光光敏接收管；散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90
°
角；透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线。
86.在本发明实施例中，浑浊度的检测方法包括：
87.k1、采用散射光光敏接收管和透射光光敏接收管分别接收红外线发光二极管发出的散射光和透射光；并且散射光光敏接收管、透射光光敏接收管、红外线发光二极管三者安装在同一圆周平面上，散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90
°
角，透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上；
88.k2、通过第一电阻将散射光转换成第一电压，通过第二电阻将透射光转换成第二电压；
89.k3、计算出第一电压与第二电压的比值或者第二电压与第一电压的比值，采用第一电压与第二电压的比值来表示浑浊度；
90.k4、依照当前浑浊度与预设阈值相比来判定是否清洗完成。
91.其中，红外线发光二极管发出红外线光束，光束在水中遇到悬浮颗粒发生散射，散射强度与水的浑浊度成比例；在与光束成90
°
的地方，放置散射光光敏接收管，在与光束同一直线上的地方，放置透射光光敏接收管。红外线发光二极管、散射光光敏接收管和透射光光敏接收管的这种位置排布方式能最大限度的接受到散射光和透射光，能更准确真实的反映出液体的浑浊度状况红外线发光二极管发出红外线光束，光束在水中遇到悬浮颗粒发生散射，散射强度与水的浑浊度成比例；在与光束成90
°
的地方，放置散射光光敏接收管，在与光束同一直线上的地方，放置透射光光敏接收管。红外线发光二极管、散射光光敏接收管和透射光光敏接收管的这种位置排布方式能最大限度的接受到散射光和透射光，能更准确真实的反映出液体的浑浊度状况。
92.在本发明实施例中，预设阈值包括人为积累的经验、以往清洗数据的比对所总结出来的值。
93.在本发明实施例中，智能烘干系统包括：
94.q1、获取具体中药饮片的基本信息，该基本信息至少包括药材类型；
95.q2、依据药材类型，确定该具体中药材的拟定浸泡时长区间、拟定烘干时长区间和拟定烘干温度区间；
96.q3、集合药材基本信息，以及拟定浸泡时长区间、拟定烘干时长区间和拟定烘干温度区间。
97.进一步的，药材基本信息还包括药材种类、药材厚度、药材纹理、药材尺寸、药材产地、药材层级、药材数量、药材干燥程度、浸润方法、浸润压力、液体温度、环境温度、拟切片方式、拟切片厚度中的一种或者多种。

技术特征：
1.一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，包括超声波清洗机，其特征在于，还包括，智能温控系统、智能监控系统和智能烘干系统；智能温控系统，用于对清洗中药饮片的液体进行温度控制；智能识别系统，用于对待清洗的中药饮片进行分析并选择合适的清洗方式；智能监控系统，用于对中药饮片在清洗中排出液体的浑浊度进行监控；智能烘干系统，用于对清洗干净的中药饮片进行烘干操作。2.根据权利要求1所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于：所述智能温控系统包括：设置在超声波清洗机上的热水进水口以及冷水进水口，还包括：水温测量调节控制模块，用于调节水温直到温度到预设水温范围之内；出水口，用于输出水温在所述水温测量调节控制模块预设水温范围内的水；其中，水温测量调节控制模块还包括手动控制面板，所述手动控制面板包含：温度显示屏，用于向用户提示当前水温温度；温度调节按键，用于手动调整升高或降低所述出水口处的水温；电源开关，用于启闭所述智能温控系统的电源；智能移动终端，用于预设水温，其与所述水温测量调节控制模块通信连接。3.根据权利要求2所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于：所述水温测量调节控制模块还包括：第一电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块与热水进水口之间，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号调整热水进水口的进水量；第二电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块与冷水进水口之间，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号调整冷水进水口的进水量；第三电磁阀门，其设于水温测量调节控制模块后，且位于出水口与泄水口之间且与泄水口连通，用于按照水温测量调节控制模块给出的信号将不符合温度设定要求的水导流到泄水口，符合温度设定要求的水导流到出水口。4.根据权利要求1所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于：所述智能识别系统包括以下步骤：s1、在常见的图像搜索引擎中，获取常见的中药饮片图像数据，按照形态分类保存，同时，获取与中药饮片无关的负样本图像数据；s2、对中药饮片数据进行筛选，删去不符合要求的图片，并统一图像的大小，并根据不同的中药饮片图片搜寻并选择不同的清洗方法；s3、构建图像训练集：对采集的原始图像进行筛选去重和图像预处理，然后挑选高质量图像构建中药饮片图像训练集；s4、构建验证集：随机抽取原始图像中的一部分构建验证集；s5、构建中药饮片图像卷积神经网络识别模型：使用卷积神经网络算法构建中药饮片图像卷积神经网络识别模型；s6、模型训练：将图像训练集输入中药饮片图像卷积神经网络识别模型中进行训练，每张图像至少训练20000次，得到训练模型；s7、进行中药饮片图像识别：使用训练模型对输入系统的中药饮片图像进行识别，并返回识别结果；
s8、依据s7中识别所得的中药饮片种类匹配合适的清洗方式。5.根据权利要求1所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于：所述智能监控系统包括：圆环体，所述圆环体的圆周平面上安装有红外线发光二极管、透射光光敏接收管，所述圆环体的圆周平面上还安装有散射光光敏接收管；所述散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90
°
角；透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线。6.根据权利要求5所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于，浑浊度的检测方法包括：k1、采用散射光光敏接收管和透射光光敏接收管分别接收红外线发光二极管发出的散射光和透射光；并且散射光光敏接收管、透射光光敏接收管、红外线发光二极管三者安装在同一圆周平面上，散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90
°
角，透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上；k2、通过第一电阻将散射光转换成第一电压，通过第二电阻将透射光转换成第二电压；k3、计算出第一电压与第二电压的比值或者第二电压与第一电压的比值，采用第一电压与第二电压的比值来表示浑浊度；k4、依照当前浑浊度与预设阈值相比来判定是否清洗完成。7.根据权利要求6所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于：所述预设阈值包括人为积累的经验、以往清洗数据的比对所总结出来的值。8.根据权利要求1所述的一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，其特征在于：所述智能烘干系统包括：q1、获取具体中药饮片的基本信息，该基本信息至少包括药材类型；q2、依据药材类型，确定该具体中药材的拟定浸泡时长区间、拟定烘干时长区间和拟定烘干温度区间；q3、集合药材基本信息，以及拟定浸泡时长区间、拟定烘干时长区间和拟定烘干温度区间。

技术总结
本发明涉及中药清洗技术领域，且公开了一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，包括超声波清洗机，还包括，智能温控系统、智能监控系统和智能烘干系统。该一种用于中药饮片清洗过程的质量控制系统，通过采用散射光与透射光的比值来表示液体浑浊度，污染物对散射光和透射光的削减程度是相同的，所以两电压值的比值不会改变，能够准确、可靠地反映出液体的浑浊度状况。度状况。度状况。


技术研发人员：陈应新
受保护的技术使用者：安顺市长寿欣新中药发展有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/23