茶叶揉捻压力监控方法、自动揉捻流程、设备及

本发明属于茶叶加工器械领域，具体涉及一种茶叶揉捻压力监控方法、自动揉捻流程、设备及存储介质。背景技术：1、揉捻是最常见的制茶工艺，在我国普遍用盘式揉捻机代替人工，揉捻时揉桶与揉盘通过水平相向回转运动，使鲜叶在揉桶侧壁及压盖压力、揉盘反作用力和棱骨摩擦力的共同作用下被反复揉搓、卷压，最终紧卷成条、茶汁溢出。一个揉捻流程一般包含多个压力阶段，也即空压阶段-轻压阶段-中压阶段-重压阶段等等。2、近年来杀青、理条、烘干等主要制茶工艺均普及了单机自动化和连续化，只有揉捻机因现有自动揉捻装置价格昂贵且效果一般，仅在大型茶厂连续生产线有少量应用，至今绝大多数中小茶厂仍全程依靠工人手动调整压力。自动揉捻的关键在于如何检测判断揉捻压力；传统自动揉捻装置常规采用压力传感器来实现检测目的，但业内普遍反映不起作用，究其根源除结构复杂且成本较高外，更主要的原因在于现有揉捻机为便于揉捻叶翻滚成团，其加压机构均为压盖提供了一定的独立浮动空间，使压盖可跟随揉桶内的叶团翻滚旋转以及上下浮动；但也正因如此，揉捻全程揉桶内原本松散的茶叶随时可能翻滚成团变高，撞击压盖致使揉捻压力剧增，松散时压力又会剧减；且轻压、空压阶段因鲜叶由松散至成团高度变化最大，实测轻压瞬间峰值揉捻压力反而经常比重压时大，这导致压力传感器获取的实际数据全程都是落差极大且随机性强的剧烈波动，就算用算法滤波后也难以用于判断压力，导致测算结果不尽如人意。3、因业内长期无法在揉捻压力检测方面取得突破，故国内各大揉捻机大厂至今仍以生产手动调压的揉捻单机为主，而大多自动连续揉捻设备则选择放弃揉捻压力检测，机械化的按既定程序定时定次转动加压手轮，但制茶工艺的难点在于鲜叶作为典型的非标农产品，每天的老嫩、含水量都不同，所需压力也不同，机械化的定时定次加压显然难以满足要求。4、此外，现有揉捻机主体均为铸铁故极耐用，平均寿命超过15年，即业内现存大量不同厂家、类型的手动调压揉捻机，单纯的使用全新的揉捻机来替换目前厂家手上已有的设备，显然困难重重。那么，是否能够在克服揉捻时因叶团翻滚致使压盖旋转和上下浮动干扰问题的同时，提供一种可作为外置挂件而附着于传统揉捻机上的揉捻压力监控方法，从而在确保检测效率和数据准确度的同时，减少更新换代成本，促进其普及应用，已成为本领域技术人员当前所亟待解决的技术问题。技术实现思路1、本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种茶叶揉捻压力监控方法，其可以在揉捻过程中实时准确的检测判断当前揉捻压力阶段，能很方便的加装于现有各类揉捻机中，具备更新换代成本低和检测效率高的优点。2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：3、茶叶揉捻压力监控方法，其特征在于包括以下步骤：4、通过布置用于监控压盖状态的浮动传感器，获得指定时间段内的压盖上浮高度数据，通过基于压盖上浮高度数据的上浮高度平均方差值法，从而判断当前揉捻机的揉捻压力阶段；5、所述上浮高度平均方差值法包括以下子步骤：6、在指定时间段内采集揉捻过程中压盖上浮的高度并存为数组，然后分别计算数组的平均值和方差值；设定揉捻压力阶段数据，以上浮高度的平均值与揉捻压力阶段数据比对，用以判断空压和重压；通过表示压盖波动的大小的方差值与揉捻压力阶段数据比对，用以区分轻压和中压；7、当采用上浮高度平均方差值法时，设定的揉捻压力阶段数据为：8、当对象为带有缓冲弹簧的单臂丝杆式揉捻机时，空压阶段平均值区域为(0,8]，重压阶段平均值区域为(40,55]，过重阶段平均值区域为(55,60]，以上阶段均无需比较方差值；而当平均值落入(8，40]内时，此时计算方差值，该方差值落入(0，50]区域内的为轻压阶段，方差值大于50为中压阶段；9、当对象为带有缓冲弹簧的双柱龙门式揉捻机时，空压阶段平均值区域为(0,5]，重压阶段平均值区域为(30,40]，过重阶段平均值区域为(40,45]，以上阶段均无需比较方差值；而当平均值落入(5，30]内时，此时计算方差值，该方差值落入(0，25]区域内的为轻压阶段，方差值大于25为中压阶段；10、当对象为带有浮动式压盖和缓冲弹簧的c类双柱龙门式揉捻机且检测对象为压盖时，空压阶段平均值区域为(0,3]，重压阶段平均值区域为(20,27]，过重阶段平均值区域为(27,30]，以上阶段均无需比较方差值；而当平均值落入(3，20]内时，此时计算方差值，该方差值落入(0，15]区域内的为轻压阶段，方差值大于15为中压阶段；11、以上数值的单位均为mm。12、优选的，将浮动传感器安装至揉捻机上后，在该台揉捻机上手工控压揉捻，将揉捻全程以指定时间段加以分隔，然后在每个指定时间段内采集揉捻过程中的压盖上浮高度数据，再以当前手工控压揉捻的揉捻压力阶段将上述数据分类标记储存；随后，建立卷积神经网络模型，将分类标记储存的数据投入卷积神经网络模型中进行深度学习，获得对应的模型参数，进而得到的带有对应的模型参数的卷积神经网络模型；最后，正常测试压盖上浮高度数据，并将之与带有模型参数的卷积神经网络模型比对，获得结果。13、优选的，基于所述茶叶揉捻压力监控方法的自动揉捻流程，其特征在于包括以下步骤：14、s1、选择揉捻曲线，开始揉捻；15、s2、压盖下降并封闭揉桶入口，待机；16、s3、开始揉捻曲线第n段的揉捻；17、s4、浮动传感器开始持续采集数据；18、s5、当前采集周期结束，通过浮动传感器获取的数据，获得当前揉捻机的揉捻压力阶段，比较当前揉捻压力阶段的当前压力与设定的揉捻压力阶段的设定压力，如当前压力大于设定压力则控制压盖上升从而降低揉捻压力，如当前压力小于设定压力则控制压盖下降从而提升揉捻压力，如当前压力等于设定压力则进入下一步骤；19、s6、判断当前揉捻阶段是否到时，如否，则返回步骤s4；如是，则进入下一步骤；20、s8、判断是否完成所有揉捻阶段，如否，则开始揉捻曲线下一阶段的揉捻；如是，则结束全部揉捻阶段。21、优选的，设备，其特征在于：包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器依次连接，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行所述的方法。22、优选的，存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行所述的方法。23、本发明的有益效果在于：24、1)实际工作时，由于揉捻过程中的揉捻压力需克服加压机构的自重，进而转换成压盖的随机浮动；鉴于此，本发明另辟蹊径的通过采集计算压盖的浮动规律判断揉捻压力阶段，而不是直接的采集压力数值，从而能够明显克服直接采集揉捻压力数值的干扰，最终有效而可靠的判断出揉捻机当前处于何种揉捻阶段。本发明的方案特别能准确实现对揉捻压力波动剧烈的中、轻压阶段的判断，成效显著。25、2)在上述方案的基础上，由于本发明仅采用浮动传感器进行实测即可，工作时只需配合现有软件进行测算获取，因此可以直接应用于目前全部型号的揉捻机中，且优选仅需安装一个电感式接近开关作为浮动传感器即可实现对揉捻压力的检测，更新换代成本极低，利于实现普及化，尤其适合国内绝大多数的各中小茶厂所使用。26、综合上述技术效果，因揉捻机普遍太过耐用，国内绝大多数的茶叶产量至今还是由各中小茶厂的大量旧揉捻单机在承担，而中小茶厂很少舍得为自动化花费高额成本更换新揉捻机，如果提供真正切实可行的旧揉捻机自动化改装方案，将在大幅提升我国制茶业产品外形及品质的同时节省大量人力。