CN101604470B - 家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置及方法，装置内建立有预测果蔬剩余货架期的数据库，实时计算果蔬产品的剩余货架期，显示在LCD面板上，供消费者查看。同时，装置显示时间自动进行倒计时，当果蔬剩余货架期为24小时即报警，提醒消费者食用。解决现有冰箱功能的不足，在冰箱所提供的低温环境温度与果蔬品质之间建立关系，对果蔬剩余货架期进行实时预测和报警，保证食品安全，减少浪费。

Description

家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电器报警领域，具体涉及一种家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置及方法。

背景技术

家庭日常生活中新鲜果蔬的保鲜储藏通常依靠家用冰箱冷藏实现，一些种类的果蔬在低温下能够长期保存。由此产生的实际问题是当消费者一次性购买较大量的果蔬后，将未能及时食用的放入冰箱长期储藏，之后却忘记食用或想起来需要食用时，果蔬产品的储藏期过长，已经不具有食用价值。这样一方面造成了食品的浪费，给消费者带来经济上的损失；另一方面，若消费者不能明确分辨食品品质优劣而继续食用，就会带来食品食用安全上的重大隐患。因此，创新改良现有冰箱的功能，使其能够从实际解决这个问题，是非常有意义的。

当下冰箱新功能的开发已经进入了一个瓶颈期，各大企业都在冰箱的温度范围及控制方面进行改良，而忽略了现代生活节奏加快后，人们使用冰箱时产生的新问题，也没有注意到在越来越追求生活品质的今天，消费者们对智能化家用电器的渴求。

发明内容

本发明是针对现有冰箱无报警提示功能的问题，提出了一种家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置，利用功能集成化模块，在冰箱所提供的低温环境温度与果蔬品质之间建立关系，对果蔬剩余货架期进行实时预测和报警，保证食品安全，减少浪费。

本发明的技术方案为：一种家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警方法，包括家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置，该装置包括温度传感器、信号调理模块、数字信号处理器、LCD显示屏、报警器及选择键盘，温度传感器将温度信号通过信号调理模块放大、滤波后输入数字信号处理器中，通过数字信号处理器中的A/D模块转换成数字信号，输出实时温度显示在LCD显示屏上，键盘输入设定值进入数字信号处理器，数字信号处理器处理数据，输出信号到报警器报警，同时输出到LCD显示屏上显示报警提示，所述信号调理模块自带定时器；其特点是，该方法包括以下具体步骤：

1)装置上电后，信号调理模块进行初始化，温度传感器将温度信号通过信号调理模块放大、滤波后输入数字信号处理器中，通过A/D模块转换成数字信号，并将实时温度显示在LCD显示屏上；

2)使用时，按照键盘菜单提示选择相应果蔬品种，信号调理模块根据监控的实时温度值，采用对应果蔬剩余货架期计算公式得到剩余货架期时间，以小时显示于LCD显示屏上；

3)同时信号调理模块内部定时器实现每隔1小时剩余货架期显示自动减1，当显示时间小于24小时，系统报警器发出警报，LCD显示屏上“报警提示”一栏显示“是”，提醒食用。

果蔬剩余货架期的统一计算公式为：

φ_R＝exp(A/T_j+B)×[1-∑t_i/exp(A/T_i+B)]

(1)

式中，T为热力学温度开尔文，φ_R单位为天，Tj为当前温度，Ti是前一时刻冰箱冷藏温度，ti是果蔬在前一时刻冰箱冷藏温度下经历的储藏时间，∑表示果蔬在储藏温度Tj前总的品质损失，A、B为试验获得的特征系数：A为(E_a/R)，式中，R为气体常数，单位为J·mol-1·K-1；Ea是表观活化能，单位为J·mol-1，B为-lnk₀+ln(C₀-C)；式中，C为贮藏t天后果蔬特征品质的百分含量，单位为％；C₀为果蔬特征品质的初始百分含量，单位为％；k₀是指前因子，单位为％·d^-1。

本发明的有益效果在于：本发明家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置及方法，解决现有冰箱功能的不足，在冰箱所提供的低温环境温度与果蔬品质之间建立关系，对果蔬剩余货架期进行实时预测和报警，保证食品安全，减少浪费。

附图说明

图1为本发明家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置结构示意图。

具体实施方式

家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置，如图1所示，主要由温度传感器1、信号调理模块2、数字信号处理器(DSP)3、LCD显示屏8、报警器6及选择键盘7构成，温度传感器1将温度信号通过信号调理模块2(放大、滤波)输入数字信号处理器3中，通过数字信号处理器3中的A/D模块4转换成数字信号，并将实时温度显示在LCD显示屏8上；键盘7输入设定值进入数字信号处理器3，数字信号处理器3处理数据，输出信号到报警器6报警，同时输出到LCD显示屏8上显示报警提示。

装置上电后，DSP 3进行初始化，温度传感器1将温度信号通过信号调理模块2(放大、滤波)输入DSP 3中，通过A/D模块4转换成数字信号，并将实时温度显示在液晶屏8上。使用时，按照键盘7菜单提示选择相应果蔬品种，DSP 3根据监控的实时温度值，采用对应果蔬剩余货架期计算公式得到剩余货架期时间，以小时显示于液晶屏8上，同时利用DSP 3内部定时器5实现每隔1小时剩余货架期显示自动减1，当显示时间小于24小时，系统报警器6发出警报，液晶屏上“报警提示”一栏显示“是”。

固化于DSP内部的剩余货架期预测公式(1)，是建立在科学理论及试验数据之上的。首先在冰箱冷藏室温度范围(0-10℃)挑选几个温度点，试验测定各温度下果蔬的关键品质随储藏时间的变化，根据公式(2)对各温度下该关键品质的变化速率k进行线性拟合。然后根据公式(3)在变化速率与储藏温度间建立品质动力学关系，结合感官评定，以果蔬关键品质下降50％作为货架期终点，利用货架期计算公式(4)及TTT原理，推得果蔬的剩余货架期预测公式(1)。其中T为热力学温度开尔文，φ_R单位为天。T_j为当前温度，T_i是前一时刻冰箱冷藏温度，t_i是果蔬在前一时刻冰箱冷藏温度下经历的储藏时间，∑表示果蔬在储藏温度T_j前总的品质损失。

φ_R＝exp(A/T_j+B)×[1-∑t_i/exp(A/T_i+B)]            (1)

C＝C₀-kt                                          (2)

公式(2)中，C为贮藏t天后果蔬特征品质的百分含量，单位为％；C₀为果蔬特征品质的初始百分含量，单位为％；k是品质下降速率常数，单位为％·d^-1；t为贮藏时间，单位为d。

lnk-lnk₀＝-Ea/RT                                  (3)

公式(3)中，k₀是指前因子，单位为％·d^-1；R为气体常数，单位为J·mol^-1·K^-1；Ea是表观活化能，单位为J·mol^-1；T-热力学温度开尔文，单位为K。

公式(1)与(2)联立的到：lnt＝(E_a/RT)-lnk₀+ln(C₀-C)

即：t＝exp((E_a/RT)-lnk₀+ln(C₀-C))                (4)

公式(4)中(E_a/R)就是公式(1)中的A，-lnk₀+ln(C₀-C)构成公式(1)中的B，通过TTT原理，将剩余货架期预测公式写成(1)式。

以花椰菜为例，花椰菜中维生素C含量下降50％为货架期终点，首先将花椰菜在0℃和6℃的环境下贮藏，测定花椰菜中维生素C百分含量随贮藏时间的变化情况，得到表(1)。利用公式(2)对表(1)数据进行线性拟合，分别求得0℃和6℃时花椰菜中维生素C百分含量的变化速率k₁＝0.7542，k₂＝1.1727。k₁，k₂根据公式(3)计算可得花椰菜中维生素C百分含量变化的活化能/R值为-Ea/R＝-5609.5，lnk₀＝20.254。花椰菜中维生素C的初始含量为100％，即C₀＝100；货架期终点的含量为50％，即C＝50，则ln(C₀-C)＝ln50。根据公式(4)可将上述数值代入计算求得花椰菜的A＝5609.5，B＝-16.342，这样就可以对冰箱冷藏室温度范围(0-10℃)内贮藏的花椰菜剩余货架期进行预测。

表(1)：

针对西兰花，以西兰花中维生素C含量下降50％为货架期终点，首先将西兰花在2℃和8℃的环境下贮藏，测定花椰菜中维生素C百分含量随贮藏时间的变化情况，得到表(2)。利用公式(2)对表(2)数据进行线性拟合，分别求得2℃和8℃时花椰菜中维生素C百分含量的变化速率k₁＝0.3041，k₂＝1.9489。k₁，k₂根据公式(3)计算可得花椰菜中维生素C百分含量变化的活化能/R值为-Ea/R＝-23951，lnk₀＝85.857。西兰花中维生素C的初始含量为100％，即C₀＝100；货架期终点的含量为50％，即C＝50，则ln(C₀-C)＝ln50。根据公式(4)可将上述数值代入计算求得西兰花的A＝23951，B＝-81.945，这样就可以对冰箱冷藏室温度范围(0-10℃)内贮藏的西兰花剩余货架期进行预测。

表(2)：

将购回的某种新鲜果蔬放入冰箱冷藏室时，按7上菜单键，选择对应果蔬种类，并确定，DSP 3实时计算此种果蔬产品的剩余货架期(以小时计)，显示在LCD屏幕8上，供消费者查看。同时，装置显示时间开始倒计时，当果蔬剩余货架期为24小时报警器6报警，提醒食用。

Claims (2)

1.一种家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警方法，包括家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警装置，该装置包括温度传感器、信号调理模块、数字信号处理器、LCD显示屏、报警器及选择键盘，温度传感器将温度信号通过信号调理模块放大、滤波后输入数字信号处理器中，通过数字信号处理器中的A/D模块转换成数字信号，输出实时温度显示在LCD显示屏上，键盘输入设定值进入数字信号处理器，数字信号处理器处理数据，输出信号到报警器报警，同时输出到LCD显示屏上显示报警提示，所述信号调理模块自带定时器；其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：

1)装置上电后，信号调理模块进行初始化，温度传感器将温度信号通过信号调理模块放大、滤波后输入数字信号处理器中，通过A/D模块转换成数字信号，并将实时温度显示在LCD显示屏上；

2)使用时，按照键盘菜单提示选择相应果蔬品种，信号调理模块根据监控的实时温度值，采用对应果蔬剩余货架期计算公式得到剩余货架期时间，以小时显示于LCD显示屏上；

3)同时信号调理模块内部定时器实现每隔1小时剩余货架期显示自动减1，当显示时间小于24小时，系统报警器发出警报，LCD显示屏上“报警提示”一栏显示“是”，提醒食用。

2.根据权利要求1所述的家用冰箱冷藏室果蔬剩余货架期报警方法，其特征在于，果蔬剩余货架期的统一计算公式为：

φ_R＝exp(A/T_j+B)×[1-∑t_i/exp(A/T_i+B)](1)

式中，T为热力学温度开尔文，φ_R单位为天，T_j为当前温度，T_i是前一时刻冰箱冷藏温度，t_i是果蔬在前一时刻冰箱冷藏温度下经历的储藏时间，∑表示果蔬在储藏温度T_j前总的品质损失，A、B为试验获得的特征系数：A为(E_a/R)，式中，R为气体常数，单位为J·mol-1·K-1；Ea是表观活化能，单位为J·mol-1，B为-1nk₀+ln(C₀-C)；式中，C为贮藏t天后果蔬特征品质的百分含量，单位为％；C₀为果蔬特征品质的初始百分含量，单位为％；k₀是指前因子，单位为％·d^-1。

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