CN101019682B - 一种智能气调保鲜箱 - Google Patents

Abstract

一种智能气调保鲜箱，包括箱体、空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器以及电源系统，箱体带有供物品进出的门，箱体的内壁设有保温层，空调系统的出口、加湿器的出口与箱体的内腔连通，所述制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器的进口、出口分别与箱体的内腔连通，智能气调保鲜箱还包括用于精确控制箱体内气体状态和参数的智能控制器、安装在箱体的内壁上的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器。本发明提供一种精确控制箱体内部的气体状态和参数、对箱体内食品保鲜具有良好效果的智能气调保鲜箱。

Description

一种智能气调保鲜箱

技术领域

本发明涉及食品保鲜成套电子机械设备，属于食品保鲜运输机械技术领域，尤其一种气调保鲜箱。

背景技术

为延长食品安全食用时间而对食品或农产品进行的储藏，传统方式基本依靠真空包装或者冷藏储存，依靠控制食品或农产品的呼吸的温度条件来延缓食品或农产品的衰败。

如专利号为CN200420062144.1，专利名称为一种气调保鲜箱的中国实用新型专利，公开了一种保鲜箱，包括箱体和箱盖，箱盖密封连接于箱体，其特征在于：所述箱体的壁面上设置有充气口和抽气口。本实用新型充保鲜气体方便、快捷，适用范围更广，不仅适用于一般食品，还适用于果蔬等需新陈代谢的食品，适合与气调比例混合装置配合使用。存在的缺点是：只能粗略的进行气体控制，不能达到良好的保鲜效果。

气调保鲜技术是一种控制食品或农产品的呼吸速度的全新技术，其基本方式是控制食品或农产品的呼吸环境的气体成分、温度、甚至是气压，以减少食品或农产品的新陈代谢速度，从根本上解决食品或农产品衰败时间不足的问题，可比传统储藏方式延长10～50倍以上的储存时间，并且由于采用的是纯物理方式，具有最优越的食品安全特性。

如专利号为CN02215940.1，专利名称为：气调保鲜冷藏箱的中国实用新型专利，公开了一种冷藏箱，包括箱体、制冷系统、气调系统和加湿器，其特点是：气调系统是在箱体的非冷藏室之外适当处，设置一密封空间，该密封空间内设置有中空纤维制氮器、活性碳二气氧化碳洗涤器组成的气体处理机，用管道与冷藏室连通，气体处理机的气泵压缩空气进入制氮器的分离芯中空纤维管内，分离出氧气透过管壁从制氮器中排出，氮气则经回气管进入冷藏室内；气体处理机的气泵使箱体冷藏室内的空气与密封空间内的制氮器分离出的氮气进行循环，同时，密封空间内的活性碳洗涤器也参与冷藏室内的空气一起循环，这样，冷藏室内的氧气含量下降，二氧化碳含量也下降，而氮气含量上升，从而降低冷藏室内的新陈代谢所需氧的供应，达到保鲜目的，二氧化碳洗涤器又起到抑制细菌生长目的。存在的缺点是：仅仅提出了利用控制温度、湿度、二氧化碳、氮气来达到保鲜的目的，但是，并没有公开如何精确控制以上四种参数的方案，并不具备精确的控制精度，不能达到良好的保鲜效果。

明内容

为了克服已有气调保鲜箱的不能精确控制气调参数、不能得到良好的保鲜效果的不足，本发明提供一种精确控制箱体内部的气体状态和参数、对箱体内食品保鲜具有良好效果的智能气调保鲜箱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能气调保鲜箱，包括箱体、空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器以及电源系统，所述的箱体带有供物品进出的门，所述箱体的内壁设有保温层，所述空调系统的出口、加湿器的出口与箱体的内腔连通，所述制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器的进口、出口分别与箱体的内腔连通，所述的智能气调保鲜箱还包括用于精确控制箱体内气体状态和参数的智能控制器、安装在箱体的内壁上的温度传感器、湿度传感器、氮气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器，所述的智能控制器包括：参数设置模块，用于依据待保存的物品需求的气体状态和参数，设定保鲜储藏的温度值、湿度值、氮气浓度值、二氧化碳浓度值；启动模块，用于参数设置完成后，启动空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器；参数精确控制模块，用于采集温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器的数据，如温度传感器的温度比设定的温度值低，控制空调系统运行，如温度传感器的温度达到设定的温度值，停止空调系统运行；如湿度传感器的温度比设定的湿度值低，控制加湿器运行，如湿度传感器的温度达到设定的湿度值，停止加湿器运行；如氮气浓度传感器的浓度比设定的浓度值低，控制制氮机组和空压机运行，如氮气浓度传感器的浓度达到设定的浓度值，停止制氮机组和空压机运行；如二氧化碳浓度传感器的浓度比设定的浓度值高，控制二氧化碳洗涤器运行，如二氧化碳浓度传感器的浓度达到设定的浓度值，停止二氧化碳洗涤器运行。

作为优选的一种方案：所述的制氮机组和空压机的出口通过气管与箱体内腔连通，所述的箱体内腔经制氮机吸气平衡箱与所述制氮机组和空压机的进口连通，所述的箱体内腔与制氮机吸气平衡箱之间设有箱内回气电磁阀，所述的制氮机吸气平衡箱设有空气补气阀门，所述的箱体内腔设有气压传感器，所述的箱内回气电磁阀、空气补气阀门、气压传感器连接智能控制器，所述的智能控制器还包括：

优化气体循环使用模块，用于采集气压传感器的气压值，当气压传感器的气压比预设的气压值小，关闭箱内回气电磁阀，打开空气补气阀门；当气压传感器的气压达到预设的气压值，关闭空气补气阀门，打开箱内回气电磁阀。

作为优选的再一种方案：所述的智能控制器还包括：故障检测模块，用于采集电源系统、空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器的运行参数，如发生故障，发出报警信号。

作为优选的再一种方案：所述的智能控制器还包括：GPRS模块，用于存储该箱体的电子标识号，将箱体的电子标识号、保鲜参数远程传输给服务器，并接收服务器的远程控制指令。

进一步，所述的空调系统包括内部空调组件、空调机组及动力组件、空调风机组件，所述的内部空调组件安装在箱体的内腔，所述的空调机组及动力组件、空调风机组件安装在箱体的外侧，所述的空调风机组件连接散热风机组件。

再进一步，所述的制氮机组和空压机安装在箱体的外侧，所述制氮机组和空压机连接散热风机、散热排风管组件。

更进一步，所述的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器通过十位模数转换器连接智能控制器。

本发明的技术构思为：采用气体成分控制技术即气调保鲜技术，控制食品储存环境的气体的成分、湿度、温度等。根据食品的呼吸特点，有选择的控制各成分比例、湿度和温度，使食品细胞处于近休眠的低代谢状态，既保持了细胞活的特征，又抑制细胞因呼吸带来的变化，同时，又因为控制呼吸，对其他微生物、细菌、病毒细胞的新陈代谢也一样起到抑制作用，减少了微生物等的滋生，对食品安全有更好的效果。

本发明的有益效果主要表现在：1、精确控制箱体内部的气体状态和参数，能够为箱体内部提供食品保鲜的最佳条件，对箱体内食品保鲜具有良好效果；2、采用嵌入式技术，能够在食品的运输或储藏过程中被良好的监控，智能化；3、在运输中，通过GPRS能够有效的定位，并远程控制参数的校正；4、通过优化的气体循环使用方式，有效的控制食品的呼吸速度，提高了食品细胞进入休眠的速度。

附图说明

图1是智能气调保鲜箱的结构示意图。

图2是智能气调保鲜箱的控制流程图。

图3是优化气体循环使用的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图3，一种智能气调保鲜箱，包括箱体1、空调系统、加湿器2、制氮机组和空压机3、二氧化碳洗涤器4以及电源系统，所述的箱体1带有供物品进出的门5，所述箱体的内壁设有保温层6，所述空调系统的出口、加湿器2的出口与箱体1的内腔连通，所述制氮机组和空压机3、二氧化碳洗涤器4的进口、出口分别与箱体1的内腔连通，所述的智能气调保鲜箱还包括用于精确控制箱体内气体状态和参数的智能控制器7、安装在箱体的内壁上的温度传感器、湿度传感器、氮气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器，所述的智能控制器7包括：参数设置模块，用于依据待保存的物品需求的气体状态和参数，设定保鲜储藏的温度值、湿度值、氮气浓度值、二氧化碳浓度值；启动模块，用于参数设置完成后，启动空调系统、加湿器2、制氮机组和空压机3、二氧化碳洗涤器4；参数精确控制模块，用于采集温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器的数据，如温度传感器的温度比设定的温度值低，控制空调系统运行，如温度传感器的温度达到设定的温度值，停止空调系统运行；如湿度传感器的温度比设定的湿度值低，控制加湿器2运行，如湿度传感器的温度达到设定的湿度值，停止加湿器2运行；如氮气浓度传感器的浓度比设定的浓度值低，控制制氮机组和空压机3运行，如氮气浓度传感器的浓度达到设定的浓度值，停止制氮机组和空压机3运行；如二氧化碳浓度传感器的浓度比设定的浓度值高，控制二氧化碳洗涤器4运行，如二氧化碳浓度传感器的浓度达到设定的浓度值，停止二氧化碳洗涤器4运行。

所述的制氮机组和空压机3的出口通过气管与箱体1内腔连通，所述的箱体1内腔经制氮机吸气平衡箱8与所述制氮机组和空压机3的进口连通，所述的箱体1内腔与制氮机吸气平衡箱8之间设有箱内回气电磁阀9，所述的制氮机吸气平衡箱8设有空气补气阀门10，所述的箱体1内腔设有气压传感器，所述的箱内回气电磁阀9、空气补气阀门10、气压传感器连接智能控制器7，所述的智能控制器7还包括：优化气体循环使用模块，用于采集气压传感器的气压值，当气压传感器的气压比预设的气压值小，关闭箱内回气电磁阀9，打开空气补气阀门10；当气压传感器的气压达到预设的气压值，关闭空气补气阀门10，打开箱内回气电磁阀9。

所述的智能控制器7还包括：故障检测模块，用于采集电源系统、空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器的运行参数，如发生故障，发出报警信号。所述的智能控制器7还包括：GPRS模块，用于存储该箱体的电子标识号，将箱体的电子标识号、保鲜参数远程传输给服务器，并接收服务器的远程控制指令。

所述的空调系统包括内部空调组件11、空调机组及动力组件12、空调风机组件13，所述的内部空调组件11安装在箱体1的内腔，所述的空调机组及动力组件12、空调风机组件13安装在箱体1的外侧，所述的空调风机组件13连接散热风机组件14。所述的制氮机组和空压机3安装在箱体1的外侧，所述制氮机组和空压机3连接散热风机15、散热排风管组件16。

本实施例的智能控制器包括气体成分浓度采集部分，操作键盘，液晶显示器，电源供给，中央控制器，输出执行机构以及系统自检测保护七个部分组成。

气体成分浓度采集部分：根据要求，气体成分浓度采集部分有4个参数需要检测，温度、湿度、氮气浓度、CO2浓度。对采集的数据进行AD转换，将模拟信号进行十位模数转换提高数据采集精度，根据测得的氮气，二氧化碳的浓度还有温、湿度的数据，对箱内的氧气，乙烯，和温、湿度进行自动控制。按照编好的控制参数可以对在运行过程发生变化参数进行校正和处理。

电源供给：正常情况下，由自备的发电机提供电源。主要使用发电机DC24V输出，采用DC/DC器件转换成我们需要的各种DC电压。如果自备发电机上升发生故障，供电电源自动转接后备蓄电池供电，同时自动发出报警信号。声光报警以及通过通讯形式向总部报告。

中央控制器：作为本系统的心脏部分，采用单片机系列控制器。单片机控制器具有可靠性好，技术成熟的优势。这部分负责，气体参数2次采样计算、控制信号输出、控制数据的键盘输入、测试数据的显示等等。考虑到集装箱的空间形状、气体的扩散等因数，数据采集1次仪表有可能不止一套。故在数据采集1次仪表与数据AD转换器之间采用多路的电子开关。也就是说，本系统最多可以连接16个数据采集1次仪表作为信号采集源。AD转换部分采用模数AD转换器，以保证采样计算精度，声光报警以及通过通讯形式向总部报告。设置参数的最佳值储存在内部内存。此数据可以通过键盘输入，也可以通过通讯形式由总部控制。

输出控制部分：对制氮机、制冷机、加湿喷雾器泵、各功能的控制阀进行控制。

操作键盘：按照操作便捷的原则，决定留用9个键位。目前使用8个键。

“↑”、“↓”、“→”、“←”、“确定”、“设置”、“返回”、“开始”。

液晶显示：采用320×240图象方式的液晶显示器。显示界面包括：气体浓度数据显示界面、气体参数设置界面、菜单选择界面等组成。通过操作键盘自由选择显示界面。显示的字符，采用16×16的汉字方式。气体浓度数据采用直方图加数字的方式。

当食品放入箱体1内后，按食品所需要的最佳储藏保鲜的技术参数(温度、湿度、气体成分)，由智能控制器7预先设定，由使用者在关闭了气密门后，根据所装入食品，按控制器屏幕菜单提示输入所储藏的食品的名称和数量，启动设备，本专利所安装的各功能组件及控制及控制系统即可以实现全自动运行，在运输和静止的过程中，均可以按设定的保鲜箱内物品所需要的参数进行自动运行。

运行所需要的动力，可以使用内置动力(动力蓄电池或发电机等)，也可以使用外接电源。运行原理示意图3。

采用本专利产品，可以实现运输途中食品长时间保持新鲜的目的，主要适用于食品保鲜储藏和运输用途，也适用于需要保鲜装备的作业用途，如海上捕捞作业、军队食品后勤保障、极端条件野外作业食品供应等，主要适用范围如下：(1)、适用于任何食品保鲜储藏和运输用途；(2)、适用于各种气候条件下的食品保鲜储藏；(3)、可适用于特殊要求的物品保鲜储藏要求。

Claims (6)

1.一种智能气调保鲜箱，包括箱体、空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器以及电源系统，所述的箱体带有供物品进出的门，所述箱体的内壁设有保温层，所述空调系统的出口、加湿器的出口与箱体的内腔连通，所述制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器的进口、出口分别与箱体的内腔连通，所述的智能气调保鲜箱还包括用于精确控制箱体内气体状态和参数的智能控制器、安装在箱体的内壁上的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器，所述的智能控制器包括：

参数设置模块，用于依据待保存的物品需求的气体状态和参数，设定保鲜储藏的温度值、湿度值、氮气浓度值、二氧化碳浓度值；

启动模块，用于参数设置完成后，启动空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器；

参数精确控制模块，用于采集温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器的数据，如温度传感器的温度比设定的温度值低，控制空调系统运行，如温度传感器的温度达到设定的温度值，停止空调系统运行；如湿度传感器的湿度比设定的湿度值低，控制加湿器运行，如湿度传感器的湿度达到设定的湿度值，停止加湿器运行；如氮气浓度传感器的浓度比设定的浓度值低，控制制氮机组和空压机运行，如氮气浓度传感器的浓度达到设定的浓度值，停止制氮机组和空压机运行；如二氧化碳浓度传感器的浓度比设定的浓度值高，控制二氧化碳洗涤器运行，如二氧化碳浓度传感器的浓度达到设定的浓度值，停止二氧化碳洗涤器运行，其特征在于：

所述制氮机组和空压机的出口通过气管与箱体内腔连通，所述的箱体内腔 经制氮机吸气平衡箱与所述制氮机组和空压机的进口连通，所述的箱体内腔与制氮机吸气平衡箱之间设有箱内回气电磁阀，所述的制氮机吸气平衡箱设有空气补气阀门，所述的箱体内腔设有气压传感器，所述的箱内回气电磁阀、空气补气阀门、气压传感器连接智能控制器，所述的智能控制器还包括：

优化气体循环使用模块，用于采集气压传感器的气压值，当气压传感器的气压比预设的气压值小，关闭箱内回气电磁阀，打开空气补气阀门；当气压传感器的气压达到预设的气压值，关闭空气补气阀门，打开箱内回气电磁阀。

2.如权利要求1所述的一种智能气调保鲜箱，其特征在于：所述的智能控制器还包括：

故障检测模块，用于采集电源系统、空调系统、加湿器、制氮机组和空压机、二氧化碳洗涤器的运行参数，如发生故障，发出报警信号。

3.如权利要求2所述的一种智能气调保鲜箱，其特征在于：所述的智能控制器还包括：

GPRS模块，用于存储该箱体的电子标识号，将箱体的电子标识号、保鲜参数远程传输给服务器，并接收服务器的远程控制指令。

4.如权利要求3所述的一种智能气调保鲜箱，其特征在于：所述的空调系统包括内部空调组件、空调机组及动力组件、空调风机组件，所述的内部空调组件安装在箱体的内腔，所述的空调机组及动力组件、空调风机组件安装在箱体的外侧，所述的空调风机组件连接散热风机组件。

5.如权利要求4所述的一种智能气调保鲜箱，其特征在于：所述的制氮机组和空压机安装在箱体的外侧，所述制氮机组和空压机连接散热风机、散热排风管组件。

6.如权利要求3所述的一种智能气调保鲜箱，其特征在于：所述的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及氮气浓度传感器通过模数转换器连接智能控制器。

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