CN103342202A - 果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置及其实现方法，装置包括基本电路模块、主控模块、执行机构、信号采集模块；基本电路模块包括电源电路、晶振时钟电路和复位电路；主控模块包括中央控制器、程序烧写电路、键盘电路、LCD显示及报警电路、负载控制电路；执行机构包括超声波振子、电磁阀、水泵、液位保持装置、纯净水箱、药剂箱、配液箱、雾化箱和风机；信号采集模块包括相对湿度传感器和液位传感器。本发明的装置工作稳定，故障率低。设定控制相对湿度上、下限值，通过判断环境相对湿度是否大于上、下限值来控制装置的开启与关闭，将环境相对湿度控制在一定的阈值内，同时又避免装置短时间内重复动作，达到装置稳定控制的目的。

Description

果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及果蔬保鲜运输领域，特别涉及一种果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置及其实现方法。

背景技术

果蔬产品采收后在保鲜运输过程中，相对湿度是影响其品质的重要因素。大多数果蔬要求在85%～95%的高湿环境下贮藏。目前，果蔬保鲜运输装备往往以降温速度快慢作为衡量标准，但贮藏保鲜效果却仍然不尽人意，其主要因素大多是相对湿度过低。国内果蔬运输装备中大部分没有相对湿度控制设备，少部分采用地板洒水加湿或高压雾化加湿。但是，前者不能实现对环境湿度的有效控制，且地板积水易滋生细菌；后者设备复杂，成本较高，且雾化效率不高。超声波加湿装置是目前广泛应用的家用加湿设备，具有加湿速率快、雾化颗粒细、控制性能好等特点。

近年来，与农产品相关的病害不断发生，人们逐步关注农产品的微生物安全问题。果蔬产品中的微生物主要分为内生菌和外生菌，内生菌是指存在于果蔬活体组织内的微生物，一般为非致病菌；外生菌主要是环境中附着在果蔬表面的微生物，它们来自土壤、水体和空气等外在环境中，以及在包装、运输等过程由于湿度高而造成的大量繁殖。外生菌种类繁多、数量庞大、繁殖能力强。若保鲜运输过程中不及时进行杀菌防腐处理，不但会造成果蔬的品质劣变，更严重的会危害消费者的健康。为保障果蔬的新鲜度及安全性，需要进行杀菌处理降低其微生物数量。果蔬保鲜运输环境具有货物堆码密集、空间狭小、温度低、湿度高、振动剧烈等特点，现有的杀菌设备难以满足果蔬保鲜运输的恶劣工作环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种加湿与杀菌可调、加湿均匀、杀菌效果好、雾化效率高、成本低、控制灵活、节能环保的适用于果蔬保鲜运输装备的超声波雾化加湿杀菌装置。

本发明的另一目的在于提供一种上述果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的实现方法。

为了达到上述第一发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，包括基本电路模块、主控模块、执行机构、信号采集模块；所述基本电路模块包括电源电路、晶振时钟电路和复位电路；所述主控模块包括中央控制器、程序烧写电路、键盘电路、LCD显示及报警电路、负载控制电路；所述执行机构包括超声波振子、电磁阀、水泵、液位保持装置、纯净水箱、药剂箱、配液箱、雾化箱和风机；所述信号采集模块包括相对湿度传感器和液位传感器。

优选的，所述电源电路提供稳定的24V直流电源和标准的5V直流电源，24V直流电源用于给用电设备供电，5V直流电源作为基准电压与信号采集相对湿度信号进行比较；所述晶振时钟电路是为控制程序提供精确时钟信号的电路；所述复位电路是用于实现装置的复位功能的电路；所述中央控制器接收外界电压信号，并通过计算和判断产生开关量控制信号；所述程序烧写电路用于装置程序的烧录、在线仿真及在线修改；所述键盘电路用于实现对果蔬类型和相对湿度目标值的设定与修改；所述LCD显示及报警电路用于实现果蔬类型、相对湿度目标值、当前环境相对湿度的显示和各箱体缺水缺液状态下的报警提醒。

优选的，所述相对湿度传感器为单点或多点相对湿度传感器；所述纯净水箱、药剂箱、配液箱、雾化箱加湿单元和雾化箱杀菌单元内壁上均设有液位传感器；所述液位保持装置和超声波振子连接，并放置于雾化箱内；根据保鲜厢体体积的不同，可对超声波振子的数量进行扩展，并相应调整液位保持装置。

优选的，纯净水箱包括加水口、加水盖、水箱盖、水箱盖固定孔、水箱箱体、水箱固定孔、出水口和加湿单元补水口，加水口位于箱体顶部，作外螺纹处理，与加水盖配合，防止颠簸时纯净水溢出；水箱盖位于箱体上部，四周设置固定孔，用螺栓固定；水箱固定孔位于箱体两侧，水箱通过固定孔上的螺栓固定于压力室前壁上；出水口和加湿单元补水口位于箱体的底部，作外螺纹处理，与水管连接。

优选的，药剂箱包括药剂箱盖、出药口、药剂箱箱体、药剂箱固定孔，药剂箱盖与药剂箱箱体顶部螺纹配对，用于密封；出药口作外螺纹处理，与水管连接；药剂箱箱体为不锈钢箱体，药剂箱箱体顶部带外螺纹，与药剂箱盖配合；药剂箱固定孔位于箱体的四角，药剂箱通过固定孔上的螺栓固定于纯净水箱下方。

优选的，所述配液箱包括进药口、进水口、药液回流口、出液口、配液箱箱体、配液箱盖、配液箱盖固定孔、配液箱固定孔，进药口、进水口、药液回流口位于配液箱盖，均作外螺纹处理且与水管连接；配液箱盖位于箱体上不，四角设置固定孔，通过螺栓与箱体固定；配液箱固定孔位于箱体的四周，配液箱通过固定孔上螺栓固定于药剂箱下方。

优选的，所述雾化箱通过一块不带通水孔的隔水板与隔气板隔开，分成杀菌单元与加湿单元两部分，两单元间不连通；所述雾化箱包括导风罩、溢水孔、箱体、固定孔、线孔、排水孔、通水孔、隔水板、隔气板；导风罩位于箱体的顶部，与箱体通过螺栓相连接；出雾口位于导风通道的前部，出雾口与开孔隔板的雾粒出口相连通；溢水孔位于箱体的前面板上；固定孔位于箱体的后面板上，雾化箱通过固定孔上的螺栓固定于压力室的前壁上；线孔位于箱体的右侧面板上；排水孔设置于箱体的底部，加湿单元、杀菌单元分别布置一个；隔水板均匀分布在箱体底部的四等分线上，加湿单元内隔水板的底部有通水孔，防止汽车行驶过程中雾化箱加湿单元内的水产生剧烈振荡，加湿单元与杀菌单元间的隔水板不连通；隔气板位于加湿单元与杀菌单元交界的隔水板上方，防止药液的雾化颗粒流进加湿单元内，污染单元内的纯净水。

优选的，导风罩包括导风通道、导风板、导风罩固定孔、调节板、调节螺母和调节槽；导风罩通过螺栓与箱体相连接，导风罩通过导风罩固定孔与开孔隔板相连接；导风罩的上部设有进风口；导风通道安装有调节板，调节板通过调节槽和调节螺栓固定在导风板上，改变调节板位置能够调节进风口的大小。

优选的，所述果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置可实现多配液系统协同工作，所述配液系统包括：纯净水箱、药剂箱（a、b、c）、配液箱（A、B、C）、雾化箱杀菌单元、药剂原液电磁阀（A、B、C）、药液回流电磁阀（A、B、C）、纯净水电磁阀（A、B、C）、药液电磁阀（A、B、C）、水泵和水管，根据运输对象的多样性，通过增减药剂箱、配液箱、电磁阀等组件，可相应改变配液系统的数量，配液系统的协同工作过程为：若管理人员选择的果蔬类型为A，当系统配液时，系统自动开启纯净水电磁阀A、药剂原液电磁阀A，根据程序设定的药剂与纯净水的不同比例要求控制通断时间，进行配液，当配液箱液位符合要求时，关闭纯净水电磁阀A、药剂原液电磁阀A，随后，开启药液电磁阀A，系统往雾化箱杀菌单元补充杀菌溶液，待杀菌单元液面符合要求时，关闭药液电磁阀A并开启杀菌控制电路进行杀菌，通过程序设定，设置杀菌控制电路定时关闭，杀菌控制电路运行2min后自动关闭，若运输过程中更改了果蔬品种，则选取系统复位指令，抽水泵和药液回流电磁阀A将同时开启，雾化箱杀菌单元的药液流回配液箱A，当雾化箱杀菌单元的液位传感器采集信号为最低液面时，系统自动关闭抽水泵，随后，选择所需的果蔬类型，如选取果蔬类型B，则系统自动完成果蔬类型B相应的配液，补液等工作，工作流程同上所述。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：

本发明果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、初始化设置：管理人员根据不同运输环境的要求，通过选择按键和确认按键选择相对应的果蔬类型，并且设定相对湿度的目标控制范围值，设置完毕后，进入步骤S2；

S2、判断复位电路是否为高电平，若是，进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；

S3、开启抽水泵和药液回流电磁阀，雾化箱杀菌单元的药液流回对应的配液箱，当雾化箱杀菌单元的液位传感器采集信号为最低液面，即药液已被全部回收时，关闭抽水泵，进入步骤S1；

S4、信号采集模块对纯净水箱、药剂箱和雾化箱加湿单元的液位高度进行采样并把采样值发送给中央控制器模块，进入步骤S5；

S5、中央控制器判断当前液位是否正常，若否，则进入S6；若是，则进入步骤S8；

S6、判断是否纯净水箱液位正常且雾化箱加湿单元液位低，若是，则进入步骤S7；若否，中央控制器输出信号至报警电路，蜂鸣器工作，相对应的报警灯亮起，提醒操作人员补充药剂和纯净水，并返回至步骤S1；

S7、开启纯净水电磁阀，给加湿单元补充水，加湿单元液位正常时关闭纯净水电磁阀，进入步骤S4；

S8、信号采集模块对相对湿度进行采样并把采样值发送给中央控制模块，进入步骤S9；

S9、中央控制器判断当前环境相对湿度的采样值是否大于目标相对湿度值-5%RH且小于目标相对湿度值+5%RH，若否，则进入步骤S10；若是，则负载控制电路关闭，程序结束；

S10、开启加湿控制电路，并进入步骤S11；

S11、判断雾化箱杀菌单元液位是否正常，若否，则进入步骤S12；若是，则进入步骤S15；

S12、判断配液箱液位是否正常，若否，则进入步骤S13；若是，则进入步骤S14；

S13、开启纯净水电磁阀、药剂原液电磁阀，程序根据设定的不同药剂与纯净水比例控制通断时间，进行配液，当配液箱液位符合要求时，关闭纯净水电磁阀、药剂原液电磁阀，并进入步骤S12；

S14、开启药液电磁阀，往雾化箱杀菌单元补充溶液，当杀菌单元液位符合要求时，关闭药液电磁阀，并进入S11；

S15、开启杀菌控制电路，并通过程序设置杀菌控制电路开启2min后自动关闭。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

（1）本发明的装置工作稳定，故障率低。设定控制相对湿度上限值和下限值，通过判断环境相对湿度是否大于上、下限值来控制装置的开启与关闭，能够将环境相对湿度控制在一定的阈值内，同时又避免装置短时间内重复动作，达到装置稳定控制的目的。

（2）本发明具有液位保持功能。液位保持装置与超声波振子相连，能够利用液位保持装置的浮力保证超声波振子与液面保持最佳雾化距离，确保了超声波雾化加湿杀菌装置的雾化效率和加湿杀菌效果。根据厢体体积的不同，可增减超声波阵子的数量，并相应改变液位保持装置。

（3）执行机构进风口大小可调节。通过导风装置顶部的调节板能够控制执行机构进风口的大小，确保在不同工况下雾化箱内部都能够形成足够的风压将水雾压出。优选的，若进风口小，则配合较大的风机风速效果较佳；若进风口大，则应配合较小的风机风速。

（4）本发明的杀菌药剂类型与相对湿度控制目标值可调。能够根据不同的果蔬类型和运输环境，通过果蔬类型选择按键和确认按键选择该运输批次的果蔬类型，从而改变该类型果蔬对应的杀菌药液；通过“+”和“-”键调整相对湿度控制目标值的大小，保证运输环境的相对湿度处于最有利于果蔬运输的状态。

（5）本发明能够通过“Reset”键使装置复位，装置复位后，雾化箱杀菌单元的溶液抽回相应的配液箱中，药液得以回收、循环使用；同时，复位后果蔬类型默认为A，控制相对湿度目标值默认为90%RH。

（5）本发明具有果蔬类型显示功能、相对湿度显示功能和液位报警功能。LCD显示屏能够实时显示实时运输状况的果蔬类型、相对湿度的控制目标值和实际环境的相对湿度值，有利于操作人员根据相关参数对果蔬类型和装置目标值进行调整，并对运输环境的相对湿度值进行监控。在液位过低的情况下，中央控制器输出信号，使对应的报警灯闪烁，蜂鸣器响起，提醒操作人员及时补充水源和药剂，避免装置因缺水缺液无法正常工作。

（6）本发明具有程序修改功能。能够通过程序烧写模块连接上位机，通过上位机对程序进行修改和升级，满足不同运输环境和不同果蔬品种对加湿杀菌装置的要求。针对不同的厢体体积，杀菌控制电路定时工作的时间应相应修改。在配液过程中，针对不同的杀菌药剂，药剂原液与纯净水的不同比例要求，可通过程序修改功能，改变设定的电磁阀通断时间或者孔径大小，实现合理配液。

（7）本发明具有消毒杀菌效果，雾化箱杀菌单元产生的雾化颗粒极细，雾粒分布均匀，能有效杀灭果蔬表面的病菌，且杀菌单元与加湿单元间由于隔水板和隔气板相隔，工作过程不影响相互效果。

（8）管理人员可根据不同的果蔬类型选取或调整不同的杀菌溶液，药剂更换方便，根据果蔬类型的多样性还可以通过增减药剂箱、配液箱数量以及扩展ATmega16单片机I/O口实现，满足不同运输对象对果蔬保鲜运输装备的特定要求。

（9）在配液系统中，已配好的溶液经抽水泵抽回，回流进入配液箱，可循环利用药液或回收再用，节能且不污染环境。

（10）本发明同时具有杀菌与加湿功能，雾化箱杀菌单元与加湿单元采用采用相同的超声波振子和液位保持装置，成本低，并可通过改变杀菌与加湿间的控制策略，可实现杀菌与加湿的手动控制、半自动控制、全自动控制等要求。

附图说明

图1是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的结构方框图。

图2是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的电路连接图。

图3是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的控制流程图。

图4是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的执行机构主视图。

图5是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的执行机构左视图。

图6是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的纯净水箱示意图。

图7是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的药剂箱示意图。

图8是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的配液箱示意图。

图9是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的雾化箱主视图。

图10是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的雾化箱左视图。

图11是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的液位保持装置和超声波振子示意图。

图12是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的流场示意图。

图13是果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的开孔隔板意图。

附图标号说明：

1、基本电路模块；2、主控模块；3、执行机构；4、信号采集模块；5、电源电路；6、晶振时钟电路；7、复位电路；8、超声波振子；9、液位保持装置；10、电磁阀；11、风机；12、水泵；13、纯净水箱；14、药剂箱a；15、配液箱A；16、雾化箱；17、中央控制器；18、程序烧写电路；19、键盘电路；20、LCD显示及报警电路；21、负载控制电路；22、湿度传感器；23、液位传感器；24、加水盖；25、加水口；26、水箱盖；27、水箱盖固定孔；28、水箱固定孔；29、加湿单元补水口；30、出水口；31、水箱用液位传感器；32、水箱箱体；33、药剂箱盖；34、药剂箱固定孔；35、药剂箱用液位传感器；36、出药口；37、药剂箱箱体；38、进药口；39、药液回流口；40、进水口；41、配液箱固定孔；42、配液箱盖固定孔；43、配液箱盖；44、配液箱用液位传感器；45、出液口；46、配液箱箱体；47、导风罩；48、出雾口；49、溢水孔；50、雾化箱加湿单元；51、雾化箱固定孔；52、雾化箱杀菌单元；53、线孔；54、加湿单元用液位传感器；55、隔水板；56、通水孔；57、排水孔；58、隔气板；59、杀菌单元用液位传感器；60、药剂原液电磁阀A；61、药液回流电磁阀A；62、纯净水电磁阀A；63、药液电磁阀A；64、加湿补水电磁阀；65、回流口；66、调节板；67、调节螺栓；68、调节槽；69、导风板；70、导风罩固定孔；71、进风口；72、导风通道；73、回风道；74、保鲜室；75、压力室；76、开孔隔板；77、开孔；78、雾粒出口；79、水管；80、药剂原液电磁阀B；81、药液回流电磁阀B；82、纯净水电磁阀B；83、药剂原液电磁阀C；84、药液回流电磁阀C；85、纯净水电磁阀C；86、药液电磁阀B；87、药液电磁阀C；88、药剂箱b；89、药剂箱c；90、配液箱B；91、配液箱C。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，包括基本电路模块1、主控模块2、执行机构3、信号采集模块4。所述基本电路模块1包括电源电路5、晶振时钟电路6和复位电路7；所述主控模块2包括中央控制器17、程序烧写电路18、键盘电路19、LCD显示及报警电路20、负载控制电路21；所述执行机构3包括超声波振子8、液位保持装置9、电磁阀10、风机11、水泵12、纯净水箱13、药剂箱14、配液箱A15和雾化箱16；所述信号采集模块4包括湿度传感器22和液位传感器23。

如图2所示，中央控制器17采用型号为ATmega16的单片机，共40个针脚接口。

电源电路5中，开关电源的针脚1、2悬空；针脚3与针脚5连接后与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与湿度传感器22相连；针脚4与三端集成电路LM1的Vin口连接，三端集成电路LM1的Vout口与三端集成电路LM2的Vin口连接，三端集成电路LM2的Vout口与中央控制器17的AVCC口连接；三端集成电路LM1的GND口和三端集成电路LM2的GND口共地；针脚6与电源指示灯D1和电阻R3串联后接地。

晶振时钟电路6的两端分别与中央控制器17的XTAL1和XTAL2口连接。

复位电路7与中央控制器17的RESET口连接。

程序烧写电路18的针脚2与中央控制器17的PB5口连接；针脚1连接5V直流电源VCC；针脚4悬空；针脚3、5、7、9共地；针脚6接中央控制器17的RESET口；针脚8与中央控制器17的PB6口连接；针脚10与中央控制器17的PB7口连接。

键盘电路19中的按键K1和按键K2一段分别连接中央控制器17的PA0口和PA1口，另一端共地；按键K3-K5的一段分别与中央控制器17的PB2、PB1、PB0口连接，另一端接地。

LCD显示及报警电路20中的蜂鸣器LS1一端接地，另一端与中央控制器17的PB4口连接。显示屏LCD1602的针脚1和针脚16分别接地，针脚2和针脚15分别接5V直流电源VCC；针脚3与电阻R4一端连接，电阻R4另一端接地；针脚4与中央控制器17的PC0口连接；针脚5与中央控制器17的PC1口连接；针脚6与中央控制器17的PC2口连接；针脚7、8、9、10悬空；针脚11与中央控制器17的PC4口连接；针脚12与中央控制器17的PC5口连接；针脚13与中央控制器17的PC6口连接；针脚14与中央控制器17的PC7口连接。

负载控制电路21分为加湿控制电路和杀菌控制电路。控制电路中，三极管Q19013的基极与中央控制器17的PB3口连接；三极管Q19013的发射极接地；三极管Q19013的集电级与继电器K1的一端相连，继电器K1的另一端接5V直流电源VCC。杀菌控制电路中包括6个工作电压为24V的继电器、8通道ULN2803驱动电路和电源组成。8通道驱动电路输入端的IN1-IN6分别与中央控制器的PD0-PD5口连接，IN7-IN8和GND一同与地连接；输出端OUT1-OUT6分别于纯净水控制继电器、药液回收继电器、药剂原液控制继电器、配液箱控制继电器、加湿单元补水继电器和水泵控制继电器的控制端连接，COM与开关电源的+24V电源连接，其他端口悬空。杀菌控制电路通过杀菌时间的定时控制进行调节杀菌通断，修改源程序可以改变杀菌时间。具体的杀菌时间可根据不同的厢体体积进行调整。本例的杀菌控制电路在杀菌开启2min后定时关闭。

湿度传感器22的针脚1与中央控制器17的PA7连接，针脚2与电源电路5中开关电源的针脚4连接。

液位传感器23包括纯净水箱用液位传感器31、药剂箱用液位传感器35、配液箱用液位传感器44、加湿单元用液位传感器54和杀菌单元用液位传感器59。其固定在箱体内壁上，采用5V直流供电电压，5V直流电压采自经过LM2的输入端，经过电阻R8再与液位传感器连接，液位传感器引脚1与中央控制器17的PA2-PA6连接。

所述水管79为PE给水管，外覆聚氨酯，与电磁阀或水泵12相连接。

超声波振子8为超声波雾化模块，采用24V直流供电，利用超频震荡原理，通过雾化片的高频震荡，将水雾化成水雾。

所述电磁阀包括药剂原液电磁阀A60、药液回流电磁阀A61、纯净水电磁阀A62、药液电磁阀A63、加湿补水电磁阀64、药剂原液电磁阀B80、药液回流电磁阀B81、纯净水电磁阀B82、药液电磁阀B86、药剂原液电磁阀C83、药液回流电磁阀C84、纯净水电磁阀C85、药液电磁阀C87，采用24V供电，常闭式，可在-50℃～+180℃的温度范围下使用。

所述水泵12为微型真空水泵，位于雾化箱杀菌单元52的下方，一端与回流口65连接，另一端连接水管79，孔径与流量可控，采用24V供电，带有一进一出的抽水嘴。

所述风机11位于超声波雾化加湿杀菌装置的上部，采用24V直流风机，最大功率为192W，最大转速为3600r/min，能够为超声波雾化加湿杀菌装置提供风压，促进雾化颗粒通过雾粒出口78排出。

液位保持装置9和超声波振子8连接，并放置在雾化箱加湿单元50和雾化箱杀菌单元52内。液位保持装置9采用中空的PU管制成，利用液体的浮力，能够保证超声波振子8始终处于最佳雾化液位。超声波振子8的数量可根据保鲜厢体的体积进行选择，增加中空的PU管能够为超声波振子8确保足够的浮力。

如图4-13所示，果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的执行机构包括超声波振子8、液位保持装置9、电磁阀10、风机11、水泵12、纯净水箱13、药剂箱14、配液箱15和雾化箱16。水管79与相应电磁阀连通，根据程序控制电磁阀和水泵12的通断，从而实现超声波雾化加湿杀菌。本实例中包括3组药剂箱14和配液箱15，根据运输对象的多样化可进行增减扩展。

如图4所示，果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置可实现多配液系统协同工作。所述配液系统包括：纯净水箱13、药剂箱a14、药剂箱b88、药剂箱c89、配液箱A15、配液箱B90、配液箱C91、雾化箱杀菌单元52、药剂原液电磁阀A60、药剂原液电磁阀B80、药剂原液电磁阀C83、药液回流电磁阀A61、药液回流电磁阀B81、药液回流电磁阀C84、纯净水电磁阀A62、纯净水电磁阀B82、纯净水电磁阀C85、药液电磁阀A63、药液电磁阀B86、药液电磁阀C87、水泵12和水管79。根据运输对象的多样性，通过增减药剂箱14、配液箱15、电磁阀10等组件，可相应改变配液系统的数量。配液系统的协同工作过程为：若管理人员选择的果蔬类型为A，当系统配液时，系统自动开启纯净水电磁阀A62、药剂原液电磁阀A60，根据程序设定的药剂与纯净水的不同比例要求控制通断时间，进行配液，当配液箱液位符合要求时（配液箱用液位传感器A44感知的液位为高液位时），关闭纯净水电磁阀A62、药剂原液电磁阀A60。随后，开启药液电磁阀A61，系统往雾化箱杀菌单元52补充杀菌溶液，待杀菌单元液面符合要求时（杀菌单元用液位传感器59感知的液位为高液位时），关闭药液电磁阀A63并开启杀菌控制电路进行杀菌，通过程序设定，设置杀菌控制电路定时关闭，杀菌控制电路运行2min后自动关闭。若运输过程中更改了果蔬品种，则选取系统复位指令，抽水泵12和药液回流电磁阀A61将同时开启，雾化箱杀菌单元52的药液流回配液箱A15，当雾化箱杀菌单元52的杀菌单元用液位传感器59采集信号为最低液面（药液已被全部回收）时，系统自动关闭抽水泵。随后，选择所需的果蔬类型，如选取果蔬类型B，则系统自动完成果蔬类型B相应的配液，补液等工作，工作流程同上所述。

如图6所示，纯净水箱13包括加水盖24、加水口25、水箱盖26、水箱盖固定孔27、水箱固定孔28、加湿单元补水口29、出水口30、水箱箱体32、纯净水箱用液位传感器31。加水口25位于水箱箱体32的顶部，与水箱盖26之间的距离为4cm，作外螺纹处理，与水箱盖26配合；水箱盖26位于水箱箱体32的上部，厚度为1cm，四周设置水箱盖固定孔27（水箱盖固定孔27直径为1cm），用螺栓固定；水箱固定孔28位于水箱箱体32两侧，直径为1cm，水箱通过水箱固定孔28上的螺栓固定于压力室75前壁上；出水口30和加湿单元补水口29位于水箱箱体32的底部，作外螺纹处理，与水管79连接。

如图7所示，药剂箱14包括药剂箱盖33、药剂箱固定孔34、药剂箱用液位传感器35、出药口36、药剂箱箱体37。药剂箱盖33与药剂箱箱体37的顶部作螺纹配对，起密封作用；出药口36作外螺纹处理，与水管79连接；药剂箱箱体37为不锈钢箱体，作防腐喷涂工艺处理，耐酸碱，顶部带外螺纹，与药剂箱盖33配合；药剂箱固定孔34位于药剂箱箱体37的四角，药剂箱14通过药剂箱固定孔34上的螺栓固定于纯净水箱13下方。

配液箱15包括进药口38、药液回流口39、进水口40、配液箱固定孔41、配液箱盖固定孔42、配液箱盖43、配液箱用液位传感器44、出液口45、配液箱箱体46。进药口38、药液回流口39、进水口40均位于配液箱15的顶部，高出配液箱盖43的距离为2cm，作外螺纹处理，与水管79连接；配液箱盖43位于配液箱箱体46上部，四角设置配液箱固定孔41，通过螺栓与箱体固定；配液箱固定孔41位于箱体的四周，配液箱15通过固定孔41上螺栓固定于药剂箱14的下方；配液箱箱体46为不锈钢箱体，作防腐喷涂工艺处理，可耐酸碱。

如图9所示，雾化箱16通过一块不带通水孔56的隔水板55和隔气板58隔开，分为雾化箱加湿单元50和雾化箱杀菌单元52，两单元间不相通。包括导风罩47、出雾口48、溢水孔49、雾化箱加湿单元50、雾化箱固定孔51、雾化箱杀菌单元52、线孔53、加湿单元用液位传感器54、隔水板55、通水孔56、排水孔57、隔气板58、杀菌单元用液位传感器59和回流口65。导风罩47位于雾化箱16的顶部，与雾化箱16通过螺栓相连接；出雾口48位于导风通道72的前部，出雾口48与开孔隔板76的雾粒出口78相连通。溢水孔49直径为1cm，位于雾化箱16的前面板上，距离雾化箱16底部的垂直距离为12cm。雾化箱固定孔51直径为1cm，位于雾化箱16的后面板上，4个螺栓分别通过4个固定孔将雾化箱16固定在压力室75的前壁上。线孔53位于箱体右侧面板上，线孔直径为4cm，孔心距离箱体底的垂直距离为14cm，距离箱体后面板的垂直距离为4cm。排水孔57设置于箱体的底部，雾化箱加湿单元50、雾化箱杀菌单元52分别布置一个直径为1.5cm，采用4分螺纹连接，设置于箱体的底部，距离右侧面板的垂直距离为6cm，距离前面板的垂直距离为6cm。隔水板55高度为10cm，均匀分布在箱体底部的四等分线上，雾化箱加湿单元50内隔水板55的底部有通水孔56，能够防止汽车行驶过程中雾化箱加湿单元50内的水产生剧烈振荡，雾化箱加湿单元50与雾化箱杀菌单元52间的隔水板55不连通。隔气板58位于雾化箱加湿单元50与雾化箱杀菌单元52交界的隔气板58上方，能够防止药液的雾化颗粒流进加湿单元内，污染单元内的纯净水。

如图10所示，导风罩47包括导风通道72、导风板69、导风罩固定孔70、调节板66、调节螺栓67和调节槽68。导风罩47的上部设有进风口71，导风罩47与雾化箱16通过螺栓相连接，同时，导风罩47通过导风罩固定孔70与开孔隔板76相连接。导风通道72安装有调节板66，调节板66通过调节槽68和调节螺栓67固定在导风板69上，能够调节进风口71的大小。

如图11所示，液位保持装置9和超声波振子8连接，并放置于雾化箱内。

如图12和图13所示，果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置安装于保鲜厢体前侧的压力室75内。开孔隔板76的中部有雾粒出口78，果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置安装于保鲜厢体前侧的压力室75内，装置产生的雾化颗粒在压力室75顶部循环风机11产生的风压的作用下，通过导风罩47的出雾口48和开孔隔板76的雾粒出口78进入保鲜室74内。由于循环风机11的入风口位于保鲜室74顶部回风道73前侧，风机11的运转在回风道73处形成负压区，在正负压差的作用下，保鲜室74的气体从回风道73重新进入压力室75，然后继续通过开孔隔板76的开孔77流进保鲜室74，如此形成闭式循环流场。

如图3所示，上述果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌的实现方法，具体包括以下步骤：

S1、初始化设置：管理人员根据不同运输环境的要求，通过选择按键K1和确认按键K2选择相对应的果蔬类型，通过按键K3（+）、K4（-）和K5（确认）设定相对湿度的目标控制范围值。优选的，装置默认果蔬类型为A，控制目标值为相对湿度90%RH，通过按键K1可依次选择不同的果蔬类型，通过按键“+”和“-”可改变设定目标的相对湿度，按键“+”每闭合一次，控制相对湿度目标值+1%RH，按键“-”每闭合一次，控制相对湿度目标值-1%RH，设置完毕后，进入步骤S2；

S2、判断复位电路是否为高电平，若是，进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；

S3、开启抽水泵和药液回流电磁阀，雾化箱杀菌单元的药液流回对应的配液箱，当雾化箱杀菌单元的液位传感器采集信号为最低液面（药液已被全部回收）时，关闭抽水泵，进入步骤S1；

S4、信号采集模块对纯净水箱、药剂箱和雾化箱加湿单元的液位高度进行采样并把采样值发送给中央控制器模块，进入步骤S5；

S5、中央控制器判断当前液位是否正常，若否，则进入S6；若是，则进入步骤S8；

S6、判断是否纯净水箱液位正常且雾化箱加湿单元液位低，若是，则进入步骤S7；若否，中央控制器输出信号至报警电路，蜂鸣器工作，相对应的报警灯亮起，提醒操作人员补充药剂和纯净水，并返回至步骤S1；

S7、开启纯净水电磁阀，给加湿单元补充水，加湿单元液位正常时关闭纯净水电磁阀，进入步骤S4；

S8、信号采集模块对相对湿度进行采样并把采样值发送给中央控制模块，进入步骤S9；

S9、中央控制器判断当前环境相对湿度的采样值是否大于目标相对湿度值-5%RH且小于目标相对湿度值+5%RH，若否，则进入步骤S10；若是，则负载控制电路关闭，程序结束；

S10、开启加湿控制电路，并进入步骤S11；

S11、判断雾化箱杀菌单元液位是否正常，若否，则进入步骤S12；若是，则进入步骤S15；

S12、判断配液箱液位是否正常，若否，则进入步骤S13；若是，则进入步骤S14；

S13、开启纯净水电磁阀、药剂原液电磁阀，程序根据设定的不同药剂与纯净水比例控制通断时间，进行配液，当配液箱液位符合要求时，关闭纯净水电磁阀、药剂原液电磁阀，并进入步骤S12；

S14、开启药液电磁阀，往雾化箱杀菌单元补充溶液，当杀菌单元液位符合要求时，关闭药液电磁阀，并进入S11；

S15、开启杀菌控制电路，并通过程序设置杀菌控制电路开启2min后自动关闭。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：包括基本电路模块、主控模块、执行机构、信号采集模块；所述基本电路模块包括电源电路、晶振时钟电路和复位电路；所述主控模块包括中央控制器、程序烧写电路、键盘电路、LCD显示及报警电路、负载控制电路；所述执行机构包括超声波振子、电磁阀、水泵、液位保持装置、纯净水箱、药剂箱、配液箱、雾化箱和风机；所述信号采集模块包括相对湿度传感器和液位传感器。

2.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：所述电源电路提供稳定的24V直流电源和标准的5V直流电源，24V直流电源用于给用电设备供电，5V直流电源作为基准电压与信号采集相对湿度信号进行比较；所述晶振时钟电路是为控制程序提供精确时钟信号的电路；所述复位电路是用于实现装置的复位功能的电路；所述中央控制器接收外界电压信号，并通过计算和判断产生开关量控制信号；所述程序烧写电路用于装置程序的烧录、在线仿真及在线修改；所述键盘电路用于实现对果蔬类型和相对湿度目标值的设定与修改；所述LCD显示及报警电路用于实现果蔬类型、相对湿度目标值、当前环境相对湿度的显示和各箱体缺水缺液状态下的报警提醒。

3.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：所述相对湿度传感器为单点或多点相对湿度传感器；所述纯净水箱、药剂箱、配液箱、雾化箱加湿单元和雾化箱杀菌单元内壁上均设有液位传感器；所述液位保持装置和超声波振子连接，并放置于雾化箱内；根据保鲜厢体体积的不同，可对超声波振子的数量进行扩展，并相应调整液位保持装置。

4.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：纯净水箱包括加水口、加水盖、水箱盖、水箱盖固定孔、水箱箱体、水箱固定孔、出水口和加湿单元补水口，加水口位于箱体顶部，作外螺纹处理，与加水盖配合，防止颠簸时纯净水溢出；水箱盖位于箱体上部，四周设置固定孔，用螺栓固定；水箱固定孔位于箱体两侧，水箱通过固定孔上的螺栓固定于压力室前壁上；出水口和加湿单元补水口位于箱体的底部，作外螺纹处理，与水管连接。

5.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：药剂箱包括药剂箱盖、出药口、药剂箱箱体、药剂箱固定孔，药剂箱盖与药剂箱箱体顶部螺纹配对，用于密封；出药口作外螺纹处理，与水管连接；药剂箱箱体为不锈钢箱体，药剂箱箱体顶部带外螺纹，与药剂箱盖配合；药剂箱固定孔位于箱体的四角，药剂箱通过固定孔上的螺栓固定于纯净水箱下方。

6.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：所述配液箱包括进药口、进水口、药液回流口、出液口、配液箱箱体、配液箱盖、配液箱盖固定孔、配液箱固定孔，进药口、进水口、药液回流口位于配液箱盖，均作外螺纹处理且与水管连接；配液箱盖位于箱体上不，四角设置固定孔，通过螺栓与箱体固定；配液箱固定孔位于箱体的四周，配液箱通过固定孔上螺栓固定于药剂箱下方。

7.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：所述雾化箱通过一块不带通水孔的隔水板与隔气板隔开，分成杀菌单元与加湿单元两部分，两单元间不连通；所述雾化箱包括导风罩、溢水孔、箱体、固定孔、线孔、排水孔、通水孔、隔水板、隔气板；导风罩位于箱体的顶部，与箱体通过螺栓相连接；出雾口位于导风通道的前部，出雾口与开孔隔板的雾粒出口相连通；溢水孔位于箱体的前面板上；固定孔位于箱体的后面板上，雾化箱通过固定孔上的螺栓固定于压力室的前壁上；线孔位于箱体的右侧面板上；排水孔设置于箱体的底部，加湿单元、杀菌单元分别布置一个；隔水板均匀分布在箱体底部的四等分线上，加湿单元内隔水板的底部有通水孔，防止汽车行驶过程中雾化箱加湿单元内的水产生剧烈振荡，加湿单元与杀菌单元间的隔水板不连通；隔气板位于加湿单元与杀菌单元交界的隔水板上方，防止药液的雾化颗粒流进加湿单元内，污染单元内的纯净水。

8.根据权利要求7所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：导风罩包括导风通道、导风板、导风罩固定孔、调节板、调节螺母和调节槽；导风罩通过螺栓与箱体相连接，导风罩通过导风罩固定孔与开孔隔板相连接；导风罩的上部设有进风口；导风通道安装有调节板，调节板通过调节槽和调节螺栓固定在导风板上，改变调节板位置能够调节进风口的大小。

9.根据权利要求1所述的果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置，其特征在于：所述果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置可实现多配液系统协同工作，所述配液系统包括：纯净水箱、药剂箱（a、b、c）、配液箱（A、B、C）、雾化箱杀菌单元、药剂原液电磁阀（A、B、C）、药液回流电磁阀（A、B、C）、纯净水电磁阀（A、B、C）、药液电磁阀（A、B、C）、水泵和水管，根据运输对象的多样性，通过增减药剂箱、配液箱、电磁阀等组件，可相应改变配液系统的数量，配液系统的协同工作过程为：若管理人员选择的果蔬类型为A，当系统配液时，系统自动开启纯净水电磁阀A、药剂原液电磁阀A，根据程序设定的药剂与纯净水的不同比例要求控制通断时间，进行配液，当配液箱液位符合要求时，关闭纯净水电磁阀A、药剂原液电磁阀A，随后，开启药液电磁阀A，系统往雾化箱杀菌单元补充杀菌溶液，待杀菌单元液面符合要求时，关闭药液电磁阀A并开启杀菌控制电路进行杀菌，通过程序设定，设置杀菌控制电路定时关闭，杀菌控制电路运行2min后自动关闭，若运输过程中更改了果蔬品种，则选取系统复位指令，抽水泵和药液回流电磁阀A将同时开启，雾化箱杀菌单元的药液流回配液箱A，当雾化箱杀菌单元的液位传感器采集信号为最低液面时，系统自动关闭抽水泵，随后，选择所需的果蔬类型，如选取果蔬类型B，则系统自动完成果蔬类型B相应的配液，补液等工作，工作流程同上所述。

10.根据权利要求1所述果蔬保鲜运输用超声波雾化加湿杀菌装置的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、初始化设置：管理人员根据不同运输环境的要求，通过选择按键和确认按键选择相对应的果蔬类型，并且设定相对湿度的目标控制范围值，设置完毕后，进入步骤S2；

S2、判断复位电路是否为高电平，若是，进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；

S3、开启抽水泵和药液回流电磁阀，雾化箱杀菌单元的药液流回对应的配液箱，当雾化箱杀菌单元的液位传感器采集信号为最低液面，即药液已被全部回收时，关闭抽水泵，进入步骤S1；

S4、信号采集模块对纯净水箱、药剂箱和雾化箱加湿单元的液位高度进行采样并把采样值发送给中央控制器模块，进入步骤S5；

S5、中央控制器判断当前液位是否正常，若否，则进入S6；若是，则进入步骤S8；

S6、判断是否纯净水箱液位正常且雾化箱加湿单元液位低，若是，则进入步骤S7；若否，中央控制器输出信号至报警电路，蜂鸣器工作，相对应的报警灯亮起，提醒操作人员补充药剂和纯净水，并返回至步骤S1；

S7、开启纯净水电磁阀，给加湿单元补充水，加湿单元液位正常时关闭纯净水电磁阀，进入步骤S4；

S8、信号采集模块对相对湿度进行采样并把采样值发送给中央控制模块，进入步骤S9；

S9、中央控制器判断当前环境相对湿度的采样值是否大于目标相对湿度值-5%RH且小于目标相对湿度值+5%RH，若否，则进入步骤S10；若是，则负载控制电路关闭，程序结束；

S10、开启加湿控制电路，并进入步骤S11；

S11、判断雾化箱杀菌单元液位是否正常，若否，则进入步骤S12；若是，则进入步骤S15；

S12、判断配液箱液位是否正常，若否，则进入步骤S13；若是，则进入步骤S14；

S13、开启纯净水电磁阀、药剂原液电磁阀，程序根据设定的不同药剂与纯净水比例控制通断时间，进行配液，当配液箱液位符合要求时，关闭纯净水电磁阀、药剂原液电磁阀，并进入步骤S12；

S14、开启药液电磁阀，往雾化箱杀菌单元补充溶液，当杀菌单元液位符合要求时，关闭药液电磁阀，并进入S11；

S15、开启杀菌控制电路，并通过程序设置杀菌控制电路开启2min后自动关闭。

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