CN103708116B - 气调保鲜箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气调保鲜箱，包括测试箱体，所述测试箱体包括至少两个以上独立测试室，独立测试室内设置有电路控制模块，电路控制模块包括主控芯片、信号采集模块、湿度控制模块和气体浓度控制模块，信号采集模块采集到的信号经A/D转换器依次传输到主控芯片和气体浓度控制模块；与中主控芯片相连的数字温湿度传感器采集到的信号通过主控芯片传输到温湿度控制模块。本发明设置有两个以上独立测试室，每个独立测试室的湿度、气体浓度、杀菌装置和乙烯脱除装置都是独立安装、设定和工作的，便于实验对比；所述电路控制模块采用MCU主控芯片控制各个电路，可自动控制独立测试室的湿度、气体浓度、杀菌以及脱乙烯过程，使控制更精准，效率更高。

Description

气调保鲜箱

技术领域

本发明涉及保鲜装置领域，具体是一种更适于实验室使用的用于为农产品保鲜收藏的气调保鲜箱。

背景技术

随着现代科学技术的发展和人们生活质量的提高，农产品的保鲜技术成为科研技术中的一个重大课题。农产品(果蔬)的保鲜方式历主要经历了三个发展阶段：第一阶段是采用直接的自然保鲜方式，如利用土窖贮藏、通风库等简易方法进行保鲜；第二是阶段是机械冷藏保鲜方式，如采用高温冷库、冷藏集装箱等进行保鲜；第三阶段是气调技术的保鲜方式，以低温和抑制农产品和果蔬的呼吸作用来达到保鲜的效果，气调保鲜方式也是当今世界上最先进的保鲜方式，业界称之为21世纪的果蔬保鲜技术。

气调保鲜技术是指在低温贮藏的基础上，通过控制气调保鲜库空气中的氮气、氧气、二氧化碳和乙烯等成分比例来达到肉、果蔬等贮藏物保鲜贮藏目的的一项技术。具体来说，气调实际上就是在保持适宜低温的同时，降低环境气体中氧的含量，适当改变二氧化碳和氮气的组成比例已达到抑制果蔬的呼吸作用从而达到保鲜的效果。水果蔬菜在收获后仍具有生命力，其生命活动所需能量是通过呼吸作用分解生长期积累的营养物质来获得的，因此，果蔬保鲜的实质是降低果蔬呼吸作用以减少营养物质的消耗。

现有的气调保鲜贮藏设备主要有是集结构、气调、制冷、加湿、灭菌、自动控制及远程监控等为一体的产品总成，其优点是：具有组装式特点，用于再生产，提高果蔬附加值；主要有气调库和气调集装箱两大类，气调库用于固定贮藏，一般以300～400t贮藏容量为一个完整的工作单元，在围护结构内将多个工作单元拼装，组成所需的贮藏总吨位容量，储存量大；气调集装箱主要用于保鲜运输，以保证农果蔬在搬运过程的保鲜效果。

虽然目前的气调保鲜设备具有了保鲜储量大，易于搬运且保鲜效果好的优点，但是其仍然存在一些不足：例如，现有的气调保鲜箱都是大容量大体积，消耗量能量多，不适用于实验室使用；用于测试的气调保鲜箱没有多个独立的测试室，不方便实验对比；大型气调保鲜箱控制气体比例以及温湿度的产生的误差小。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种更适合实验室使用的，便于实验对比，能精确地控制气体比例以同时温湿度产生的误差小的气调保鲜箱。

本发明是这样实现的：气调保鲜箱，包括测试箱体，所述测试箱体包括至少两个以上独立测试室，所述独立测试室内设置有电路控制模块，所述电路控制模块包括：

主控芯片：用于控制各部分电路模块；

信号采集模块：主要用于采集氧气、氮气、二氧化碳和乙烯信号；

湿度控制模块：通过高频方波产生触发信号，触发场效应管，经过逆变器和压电陶瓷使水气化为雾，从而控制湿度。

气体浓度控制模块：用于检测氧气、氮气、二氧化碳和乙烯的浓度并通过控制气体流量控制器调节气体浓度；所述气体流量控制器设置在所述测试箱体外，各个独立测试腔共用所述气体流量控制器，当设置流量时，先在控制系统的显示屏上切换到对应独立测试腔，再调节对应控制气体流量。

所述信号采集模块采集到的信号经A/D转换器传输到主控芯片，经所述主控芯片分析处理后又传输到气体浓度控制模块控制气体的浓度；所述主控芯片还连接有数字温湿度传感器，所述数字温湿度传感器采集到的温湿度信号通过所述主控芯片传输到温湿度控制模块。

进一步地，所述主控芯片和气体浓度控制模块之间通过光电隔离器连接。

具体地，所述主控芯片采用MCU主控芯片。

进一步地，所述独立测试室内设置有所述电路控制模块，所述独立测试室内还设置有高频加湿器、紫外线杀菌装置、臭氧杀菌装置和去乙烯装置，所述独立测试室外连接回收废气的气体回收装置。

进一步地，所述独立测试室设置有输气装置，所述输气装置上设置有进气口和出气口，所述进气口包括氧气进气口，氮气进气口和二氧化碳进气口，所述出气口为一个输出混合气体的混合气体出气口。

具体地，所述气体回收装置与所述输气装置相连。

进一步地，所述独立测试室内设置有用于降温的制冷装置和传感器。

进一步地，所述传感器上包覆有一层透气阻水薄膜。

具体地，所述独立测试室上安装有一扇内门和一扇外门，所述内门设置在独立测试室和外门之间，且所述内门为透明的玻璃门。

本发明设置有两个以上独立测试室，每个独立测试室的湿度、气体浓度、杀菌装置和乙烯脱除装置都是独立安装、设定和工作的，便于实验对比；所述电路控制模块采用MCU主控芯片，控制各个电路工作可自动调节测试室的湿度、气体浓度、杀菌以及脱乙烯过程，使控制更精准，效率更高；测试箱体的整体体积为250-350L,相对于300～400t贮藏容量的气调库来说体积小，更适合实验室使用。

附图说明

图1是本发明气调保鲜箱的电路控制模块的电路原理图。

图2是本发明气调保鲜箱的结构示意简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施案例加以说明：

结合图1和图2，一种气调保鲜箱，包括测试箱体1，所述测试箱体包括至少两个以上独立测试室2，所述独立测试室2内设置有电路控制模块12。

具体地，所述电路控制模块包括：

主控芯片：用于控制各部分电路模块；

信号采集模块：主要用于采集氧气、氮气、二氧化碳和乙烯信号；

湿度控制模块：通过高频方波产生触发信号，触发场效应管，经过逆变器和压电陶瓷使水气化为雾，从而控制湿度。

气体浓度控制模块：用于检测氧气、氮气、二氧化碳和乙烯的浓度并通过控制气体流量控制器11调节气体浓度；所述气体流量控制器11设置在所述测试箱体外，各个独立测试腔共用所述气体流量控制器11，当设置流量时，先在控制系统的显示屏上切换到对应独立测试腔，再调节对应控制气体流量。

具体地，所述信号采集模块采集到的信号经A/D转换器传输到主控芯片，所述信号采集模块主要由AD7705芯片采集氧气、氮气、二氧化碳、乙烯等信号，经所述主控芯片分析处理后又传输到气体浓度控制模块控制气体的浓度，具体是所述主控芯片经过光电隔离，控制氮气、氧气、二氧化碳的电磁阀，控制其浓度；所述主控芯片还连接有数字温湿度传感器，所述数字温湿度传感器采集到的温湿度信号通过所述主控芯片传输到温湿度控制模块，所述数字温湿度传感器只要是通过IC通讯方式把数字温湿度传感器采集到的温湿度值传送到主控芯片然后由所述主控芯片控制所述温室控制模块来直接控制所述独立测试室的湿度。

所述主控芯片和气体浓度控制模块之间通过光电隔离器连接，采用光电隔离器连接可以有效地防止干扰。

所述主控芯片采用MCU主控芯片，具体地所述主控芯片采用ARM9的微处理器。所述ARM9微处理器为低功耗的33位RISC处理器，其特点是：具有嵌入式ICE—RT逻辑，调试开发方便；功耗极低；能够提供三级流水线结构；代码密度高并兼容16位的Thumb指令集；支持包括Windows CE、Linux、PalmOS等的操作系统；指令系统与ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于产品的升级换代。

所述ARM9微处理器是整个电路控制模块12的核心部件，主要功能为控制各个功能模块正常的工作。所述电路控制模块工作时，ARM9微处理器向温湿度传感器、高频流量控制器等核心部件发出信号，启动相应的传感器采集数据，传感器采集完一次数据后，将模拟数据量转变成ARM9微处理器能识别的数字信号。然后由ARM9微处理器根据现场对数据的不同要求通过LCD和PC机显示数据。由于ARM9采用的是三级流水线来增加指令的处理速度，这样几个指令的操作就能同时进行，在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。所以基于ARM9的电路控制模块的运算速度和精度显著提高，实现了对试样信息的实时跟踪显示，有效解决了信息传输延时问题。

如图2所示，所述测试箱体1的整体体积为250-350L，本实施例中所述独立测试室2为3个，三个所述独立测试室2成“品”字形设计，且三个所述独立测试室2的容积分别为70L、60L和60L。具体地，所述独立测试室2内均设置有高频加湿器4、紫外线杀菌装置13、臭氧杀菌装置6和去乙烯装置5，所述独立测试室2外连接回收和分离废气的气体回收装置（因为所述气体回收装置通过输送管外接在测试室外，因此图中未画出）。其中，所述高频加湿器4用于对气体进行加湿，相比传统加热方式高频加湿器4控湿效果更精准，其由所述主控芯片直接控制湿度，通过高频方波产生触发信号，触发场效应管，经过高频加湿器4的逆变器和压电陶瓷使水气化为雾状；所述紫外线杀菌装置13可以发射紫外线进行杀菌作用；所述臭氧杀菌装置6能提供臭氧对独立测试室2内的食物进行杀菌和消毒，不会对保鲜物品和人体健康造成影响，且杀菌效果更好；所述去乙烯装置5采用化学剂以及催化剂与所述独立测试室2内的乙烯产生化学反应，生成碳水化合物使独立测试室2内的乙烯含量明显降低。

优选地，所述独立测试室2侧壁上还设置有输气装置3，独立测试室2内部设置有制冷装置7，所述制冷装置7的制冷原理与冰箱制冷原理一样。所述输气装置3通过输入不同比例的氮气，氧气和二氧化碳加上所述制冷装置7制冷降温的效果来抑制食物的呼吸强度以延缓食品的后熟老化过程，阻止水分的蒸发和抑制微生物活动等。具体地，所述输气装置3上设置有进气口和出气口。所述进气口包括氧气进气口31，氮气进气口33和二氧化碳进气口33，所述出气口为一个混合气体出口34，所述输出气体出口输出的为混合气体。输气时，通过芯片来控制氮气、氧气和二氧化碳的电磁阀，智能控制和输入一定比例氮气、氧气和二氧化碳来控制整个独立测试室2内各气体的浓度。所述独立测试室2内的气体抽出后，经过所述气体回收装置的流分子筛（一种吸附器，能够过滤一些气体）分流氧气和氮气，而所述气体回收装置又通过输送管与所述输气装置3相连，所述气体回收装置回收分离后的氮气并通过所述氮气进气口33进入到独立测试室2内进行循环利用，节省了成本。

所述数字温湿度传感器8设置在所述独立测试室2内，并且在所述数字温湿度传感器8上包覆有一层透气阻水薄膜，这样就避免了数字温湿度传感器8与水汽接触，对所述数字温湿度传感器8有一定的保护作用，可以有效地延长数字温湿度传感器8的使用寿命。

所述独立测试室2上还安装有一扇内门9和一扇外门10。所述内门9设置在独立测试室2和外门10之间，且所述内门9为透明的玻璃门，这样在打开外门10的情况下就可以通过透明的内门9观察独立测试室2内的状况，不会因为频繁开门观察影响保鲜效果。

本发明设置有两个以上独立测试室，每个独立测试室的湿度、气体浓度、杀菌装置和乙烯脱除装置都是独立安装、设定和工作的，便于实验对比；所述电路控制模块采用MCU主控芯片，控制各个电路工作可自动调节测试室的湿度、气体浓度、杀菌以及脱乙烯过程，使控制更精准，效率更高；测试箱体的整体体积为250-350L,相对于300～400t贮藏容量的气调库来说体积小，更适合实验室使用；采用化学剂以及催化剂消耗气体中乙烯的含量的去除乙烯，使乙烯含量明显降低；使用气体回收装置收集尾气，处理并分离尾气中的氮气再循环利用，降低了成本；测试箱体内的传感器包覆一层透气阻水薄膜，使湿气与传感器分开，可延长传感器的使用寿命；使用臭氧杀菌装置，不会对保鲜物品和人体健康造成影响，且杀菌效果更好。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.气调保鲜箱，包括测试箱体，其特征在于，所述测试箱体包括至少两个独立测试室，所述独立测试室内设置有电路控制模块，所述电路控制模块包括：

主控芯片：用于控制各部分电路模块；

信号采集模块：主要用于采集氧气、氮气、二氧化碳和乙烯信号；

湿度控制模块：通过高频方波产生触发信号，触发场效应管，经过逆变器和压电陶瓷使水气化为雾，从而控制湿度；

气体浓度控制模块：用于检测氧气、氮气、二氧化碳和乙烯的浓度并通过控制气体流量控制器调节气体浓度；

所述信号采集模块采集到的信号经A/D转换器传输到主控芯片，经所述主控芯片分析处理后又传输到气体浓度控制模块控制气体的浓度；所述主控芯片还连接有数字温湿度传感器，所述数字温湿度传感器采集到的温湿度信号通过所述主控芯片传输到温湿度控制模块；

所述独立测试室外连接回收废气的气体回收装置，所述独立测试室侧壁上设置有输气装置，所述气体回收装置与所述输气装置相连。

2.如权利要求1所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述主控芯片和气体浓度控制模块之间通过光电隔离器连接。

3.如权利要求1所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述主控芯片采用MCU主控芯片。

4.如权利要求1所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述气体流量控制器设置在所述测试箱体外。

5.如权利要求1所述的气调保鲜箱，其特征在于，其特征在于，所述独立测试室内还设置有高频加湿器、紫外线杀菌装置、臭氧杀菌 装置和去乙烯装置。

6.如权利要求5所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述输气装置上设置有进气口和出气口，所述进气口包括氧气进气口，氮气进气口和二氧化碳进气口，所述出气口为一个输出混合气体的混合气体出气口。

7.如权利要求5所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述独立测试室内设置有用于降温的制冷装置。

8.如权利要求1所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述数字温湿度传感器设置在所述独立测试室内，且所述数字温湿度传感器表面包覆有一层透气阻水薄膜。

9.如权利要求1所述的气调保鲜箱，其特征在于，所述独立测试室上安装有一扇内门和一扇外门，所述内门设置在独立测试室和外门之间，且所述内门为透明的玻璃门。