CN106091529A - 基于感应制冷的动态多温区冷藏装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械领域，尤其涉及基于感应制冷的动态多温区冷藏装置和方法。包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述转换部分上包含把手，把手能随着转轴转动到基本框体内部或者外部；当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方。采用本处的结构，使得框体既有把手，把手又能隐藏，同时朝向基本框体内部的把手能够防止箱体朝下压住下方箱子内部的物品，搬动的时候，从上往下，把把手朝外亮出来即能移动了。解决了原来的移动和物品挤压的问题。

Description

基于感应制冷的动态多温区冷藏装置和方法

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及基于感应制冷的动态多温区冷藏装置和方法。

背景技术

现有技术的缺陷在于：

运输车辆中的物品容易被压着；

冷气难以迅速传输到物品中去；

运输框子一般没有提手，因为有提手的框子都是占用空间的；

无法进行三维建模，无法精确控制各个部位的温度，因为温度传感器难以安装，无法像粮情测温一样布置测温电缆，因为会占用空间使得框子摆不进去；

无法精确控温。

发明内容

发明的目的：为了提供一种效果更好的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案一：

基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述转换部分上包含把手，把手能随着转轴转动到基本框体内部或者外部；当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方。

本发明进一步技术方案在于，所述基本框体上包含竖直的竖直管，竖直管穿过基本框体上并包含竖直管上出口和竖直管下出口，所述竖直管上出口和竖直管下出口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够叠放。

本发明进一步技术方案在于，所述基本框体上包含横向的横向管，横向管穿过基本框体上并包含横向管出口和横向管入口，横向管出口和横向管入口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够左右堆放并被相对对位。

本发明进一步技术方案在于，所述竖直管和横向管在基本框体上朝向框内的部分包含多个分气孔。

本发明进一步技术方案在于，所述基本框体内部安装有温度传感器。

本发明进一步技术方案在于，所述竖直管和横向管连接温控气源。

本发明进一步技术方案在于，所述基本框体包含多个，彼此插接后安置在车厢内，车厢内包含旋转送风口。

本发明进一步技术方案在于，所述基本框体一侧包含可倾斜的侧壁，所述侧壁下方铰接在基本框体底部，侧壁上包含多个孔，基本框体的边侧包含安装孔，安装孔能插入螺钉，螺钉固定在侧壁上的孔中能够固定侧壁。

方案二：

基于感应制冷的动态多温区冷藏方法，其特征在于，利用如上任意所述的装置，包含如下步骤，

需要提框体的时候，将把手放置到基本框体外部，当叠放的时候，将把手放置到基本框体内部，能够抵住上方压下来的基本框体的下方，防止对基本框体内的水果进行挤压。

本发明进一步技术方案在于，多个基本框体内部的传感器在多个框体都布置在车厢内的时候，能形成三维温度动态图；用分布式数据融合技术对传感器建立数据关联集合，建立中心节点融合算法，确定车载传感器中数据采集的时序队列，从而对冷藏车运输过程中的传感器数据进行采集与处理；建立多温区冷藏车的传热模型，利用传感器温度数据离散化的数值方法、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)、速度场与温度场原理，建立三维离散数据场作为基础分析数据，并创建空间数据库；选取特征数据节点，将支持向量机（SVM）算法引入曲面拟合过程，构建具有时序特征的空间温度场模型，建立温度场模式库；

根据冷藏车厢内壁导热系数与温度场的波动情况，利用Fluent 软件建立k-ε三维湍流温度场模型，设定边界条件，确立温度区间虚拟湍流边界；利用热平衡方法进行对比数值模拟试验分析，通过反射原理对冷藏车厢的多温区进行合理划分，并作为多温区动态调整与控温的决策依据；

利用传感器采集温度数据作为感应温度场变化的基础，针对温度场空间循环运动状态制定冷藏车制冷与送风方案，实现基于感应模式的自动制冷与旋转送风，提升冷藏车厢多温区控制效率。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方；采用本处的结构，使得框体既有把手，把手又能隐藏，同时朝向基本框体内部的把手能够防止箱体朝下压住下方箱子内部的物品，搬动的时候，从上往下，把把手朝外亮出来即能移动了。解决了原来的移动和物品挤压的问题。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为车体内基本框的结构示意图；

图2为框体边沿的把手的结构示意图；

图3为本专利的技术路线图；

图4为控制平台界面示意图A；

图5为控制平台界面示意图B；

其中：1.基本框体；2.竖直管；3.横向管；4.竖直管下出口；5.转换部分；6.安装孔；7.边侧板；8.横向管出口；9.把手；10.转轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，实施例不构成对本发明的限制：

方案一：

基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述转换部分上包含把手，把手能随着转轴转动到基本框体内部或者外部；当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方；采用本处的结构，使得框体既有把手，把手又能隐藏，同时朝向基本框体内部的把手能够防止箱体朝下压住下方箱子内部的物品，搬动的时候，从上往下，把把手朝外亮出来即能移动了。解决了原来的移动和物品挤压的问题。

所述基本框体上包含竖直的竖直管，竖直管穿过基本框体上并包含竖直管上出口和竖直管下出口，所述竖直管上出口和竖直管下出口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够叠放。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：水果和水产运输的过程中，最怕的就是倒箱，因为车子是运动的，原来的箱子经常有部分会从上边掉下来，采用本种结构，不会掉下来，还使得箱子固定稳固。

所述基本框体上包含横向的横向管，横向管穿过基本框体上并包含横向管出口和横向管入口，横向管出口和横向管入口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够左右堆放并被相对对位。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：采用本种结构，能使得整体的箱体被固定为一个整体，固定效果更好。

所述竖直管和横向管在基本框体上朝向框内的部分包含多个分气孔。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：采用本种结构，开创性地有如下效果：A.通过多个分气孔能够直接将冷气吹到箱子里边去；B.采用分气孔能打进去水，对基本框体进行清洗。

所述基本框体内部安装有温度传感器。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：针对的缺陷是：“无法进行三维建模，无法精确控制各个部位的温度，因为温度传感器难以安装，无法像粮情测温一样布置测温电缆，因为会占用空间使得框子摆不进去；”；采用本种结构，能够方便在车体内布置多个传感器，不用线缆，而是采用内置式物联网的温度传感器，能够形成三维的温度图像，更形象准确。

所述竖直管和横向管连接温控气源。所述基本框体包含多个，彼此插接后安置在车厢内，车厢内包含旋转送风口。

结合图1，所述基本框体一侧包含可倾斜的侧壁，所述侧壁下方铰接在基本框体底部，侧壁上包含多个孔，基本框体的边侧包含安装孔，安装孔能插入螺钉，螺钉固定在侧壁上的孔中能够固定侧壁。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：采用本种结构，能改变基本框体的容积，进一步使得框体使用更灵活。

方案二：

基于感应制冷的动态多温区冷藏方法，其特征在于，利用如上任意所述的装置，包含如下步骤，

需要提框体的时候，将把手放置到基本框体外部，当叠放的时候，将把手放置到基本框体内部，能够抵住上方压下来的基本框体的下方，防止对基本框体内的水果进行挤压。采用本种结构，运输的水果的烂果率下降了70%。

本发明进一步技术方案在于，多个基本框体内部的传感器在多个框体都布置在车厢内的时候，能形成三维温度动态图；用分布式数据融合技术对传感器建立数据关联集合，建立中心节点融合算法，确定车载传感器中数据采集的时序队列，从而对冷藏车运输过程中的传感器数据进行采集与处理；建立多温区冷藏车的传热模型，利用传感器温度数据离散化的数值方法、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)、速度场与温度场原理，建立三维离散数据场作为基础分析数据，并创建空间数据库；选取特征数据节点，将支持向量机（SVM）算法引入曲面拟合过程，构建具有时序特征的空间温度场模型，建立温度场模式库；

根据冷藏车厢内壁导热系数与温度场的波动情况，利用Fluent 软件建立k-ε三维湍流温度场模型，设定边界条件，确立温度区间虚拟湍流边界；利用热平衡方法进行对比数值模拟试验分析，通过反射原理对冷藏车厢的多温区进行合理划分，并作为多温区动态调整与控温的决策依据；

利用传感器采集温度数据作为感应温度场变化的基础，针对温度场空间循环运动状态制定冷藏车制冷与送风方案，实现基于感应模式的自动制冷与旋转送风，提升冷藏车厢多温区控制效率。

需要说明的是，本专利还可以包含以下保护内容。

基于感应制冷的动态多温区防压方法，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述转换部分上包含把手，把手能随着转轴转动到基本框体内部或者外部；当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方；多个框体叠加放置，每个基本框体的底部都压在位于框体内部的把手上，防止套进基本框体对水果进行挤压。

基于感应制冷的动态多温区直接冷却方法，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述基本框体上包含竖直的竖直管，竖直管穿过基本框体上并包含竖直管上出口和竖直管下出口，所述竖直管上出口和竖直管下出口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够叠放；所述基本框体上包含横向的横向管，横向管穿过基本框体上并包含横向管出口和横向管入口，横向管出口和横向管入口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够左右堆放并被相对对位；所述竖直管和横向管在基本框体上朝向框内的部分包含多个分气孔；从竖直管和横向管的端部都吹入气体，能够直接将冷气导入到基本框体内，进行直接冷却，不用专门的冷却管，冷却管和固定结构二合一。

基于感应制冷的动态多温区的清洗方法，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述基本框体上包含竖直的竖直管，竖直管穿过基本框体上并包含竖直管上出口和竖直管下出口，所述竖直管上出口和竖直管下出口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够叠放；所述基本框体上包含横向的横向管，横向管穿过基本框体上并包含横向管出口和横向管入口，横向管出口和横向管入口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够左右堆放并被相对对位；所述竖直管和横向管在基本框体上朝向框内的部分包含多个分气孔；从竖直管和横向管的端部打入液体，直接对基本框体进行清洗即可。

基于感应制冷的动态多温区的箱体捆扎方法，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述基本框体上包含竖直的竖直管，竖直管穿过基本框体上并包含竖直管上出口和竖直管下出口，所述竖直管上出口和竖直管下出口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够叠放；所述基本框体上包含横向的横向管，横向管穿过基本框体上并包含横向管出口和横向管入口，横向管出口和横向管入口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够左右堆放并被相对对位；插接后多个基本框体为一个整体，整体的结构更稳定，固定更稳固。

基于感应制冷的动态多温区的箱体变容方法，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述基本框体一侧包含可倾斜的侧壁，所述侧壁下方铰接在基本框体底部，侧壁上包含多个孔，基本框体的边侧包含安装孔，安装孔能插入螺钉，螺钉固定在侧壁上的孔中能够固定侧壁。通过将螺钉固定在不同的安装孔中，螺钉穿过安装孔和可转侧壁的孔将侧壁固定，采用本种结构，能改变基本框体的容积，进一步使得框体使用更灵活。

需要说明的是，文中的传感器为温度传感器，其通过无线装置连接中控部分，随时反馈各个局部的温度。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种运输车。图中未示出部分细节。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

作为非必须的和本专利可能选用的进一步实施方案的拓展；

针对多温区运输过程中温度剧烈波动的复杂问题，拟以冷藏车为研究对象，以冷链运输过程温度监控为研究背景，构建空间离散数据库与支持向量机（Support VectorMachine，SVM）模型对传感器进行合理布站，建立空间温度场对多温区实行动态监控与调整，利用数值模拟实验与稳态分布式参数模型实现感应式智能控温平台。本项目在学术方面，利用多种数学方法对多温区冷藏车的智能控制与调整提出创新性动态空间温度场模型；在技术方面，利用试验与仿真方法针对冷藏车的制冷、控温与送风方式，构建智能化控制平台，在实现感应制冷与旋转控风等技术革新。

第一部分基于空间管理的多传感器优化布站与处理。通过对冷藏车厢建立仿真模型，利用传感器覆盖系数设立并选取空间界面，构建传感器网络三维拓扑模型。通过实验方法与数据仿真平台，对传感器布站进行优化设计；利用数据融合算法对传感器数据进行采集与处理。

空间管理布站。根据传感器网络三维拓扑模型设立元温度测试位置，通过实验方法对多组数据的平均值采用分批估计算法，利用空间界面管理逐层递减传感器个数，利用反距离加权插值算法对传感器布局进行优化设置。

多源数据融合与优化方法。利用分布式数据融合技术对传感器建立数据关联集合，建立中心节点融合算法，确定车载传感器中数据采集的时序队列，从而对冷藏车运输过程中的传感器数据进行采集与处理。

第二部分基于三维离散数据的空间温度场成像。通过冷藏车多温区影响因素分析，建立多温区冷藏车的传热模型，利用传感器温度数据离散化的数值方法、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)、速度场与温度场原理，建立三维离散数据场作为基础分析数据，并创建空间数据库。选取特征数据节点，将支持向量机（SVM）算法引入曲面拟合过程，构建具有时序特征的空间温度场模型，建立温度场模式库。

第三部分基于湍流模型的多温区动态控制。根据冷藏车厢内壁导热系数与温度场的波动情况，利用Fluent 软件建立k-ε三维湍流温度场模型，设定边界条件，确立温度区间虚拟湍流边界。利用热平衡方法进行对比数值模拟试验分析，选取特定种类间隔隔板，通过反射原理对冷藏车厢的多温区进行合理划分，并作为多温区动态调整与控温的决策依据。

第四部分基于温度场感应模式的制冷与送风技术与方案。利用传感器采集温度数据作为感应温度场变化的基础，针对温度场空间循环运动状态制定冷藏车制冷与送风方案，实现基于感应模式的自动制冷与旋转送风，提升冷藏车厢多温区控制效率。

感应制冷。由于热力场与能量场的交互作用，温度场呈波动状态循环，利用传感器数据构建空间温度场模型。根据温度场模式库进行匹配分析，形成以空间温度场为感应模式的制冷策略，实现高效制冷。

旋转送风。根据冷藏车厢多温区划分方案，结合流体力学与速度场分布情况设计送风口位置。放置滑动轮轨道，设计旋转送风口。利用稳态分布式参数模型对温度场分布进行平衡型分析，设定送风口方案对冷藏车厢多温区区间进行精准送风。

第五部分基于WSN的数据传输方案与智能控温平台。通过对传感标签中逻辑传感器的配置，根据自组织网络理论设计WSN的拓扑结构，基于数据特性的路由方法采用Tree +Z-AODV路由算法利用ZigBee协议组成WSID网络架构，建立无线传感器网络的融合，实现数据的远程连接。设立以温度场模式库为基础的温度智能控温中心，对冷藏车厢在运输过程中的温度场循环状态进行实时建模与分析，实现对冷藏车厢制冷设备与送风口的远程控制，构建智能控制平台。本研究涉及到系统建模、无线通信技术、机械设计等多学科。因此，拟采用多种方法与手段综合集成和相互验证，确保研究工作的科学性及研究结论的可靠性，按照“需求分析－>数据采集－>感知模型－>控制策略”思路进行研究。

冷藏车多温区调整与制冷、送风、控制策略的需求分析。通过实地考察、专家访谈、文献分析等数据收集的方法调查影响多温区冷藏车温度调控的主要影响因素，分析影响因素之间的相互影响以及制约的关系，并从制冷、送风策略角度出发，进行冷藏车温度控制的需求分析。

冷藏车多温区的空间管理。对冷藏车厢进行物理模型化处理，根据传感器覆盖系数设置全覆盖截面，形成传感器的空间拓扑结构。利用空间管理模式，反距离加权插值法(Inverse Distance to a Power)算法对传感器进行优化布站，通过多次数值模拟试验分析对传感器布局进行优化，建立冷藏车厢的传感器最优布局。

传感器数据采集与优化处理。利用数据融合算法对传感器数据进行去冗余与结构一致化处理，形成温度数据最简集合。通过对数据的离散化处理 ，结合融合后的规则关联映射函数构建数据最优集合。设计和实现基于AR(p)模型和均值递推理论的数据管理中间件，实现与传感器以及配套设备的数据交互和管理，屏蔽前端硬件的复杂性。

空间温度场构建与感应模式集合。根据冷链环境设立边界条件、速度场与气流场模型，构建k-ε三维湍流温度场模型，利用实验与仿真系统，对冷藏车运输过程中的温度波动，建立温度场模式识别库，并对温度数据进行采集与整理。

多温区动态调整与制冷、送风技术。根据易腐类食品特性结合运输路径，利用热传导模型、流体力学与速度场原理，对冷藏车温区进行动态调整。通过分析立体温度场稳态分布函数，计算出制冷速率与送风速度，从而有效调整送风口旋转风向并制定送风速率，从而达到有效、精准控温的目的。

数据传输与智能控制平台。利用WSN技术结合Zigbee协议，对传感器数据节点进行有效识别，建立数据实时采集方案与无线远程通讯平台。构建中心处理器与处理模块，制定任务部署并对数据进行去冗余化处理，实现准确、实时的智能控制平台。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (10)

1.在基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，包含基本框体，所述基本框体上包含转换部分，所述转换部分为板状，板状的结构两侧通过转轴可转安装在基本框体上，所述转换部分上包含把手，把手能随着转轴转动到基本框体内部或者外部；当把手在基本框体外部的时候，能够作为提起框体的把手，当把手位于框体内部的时候，能够抵住上方压下来的基本框体的下方。

2.如权利要求1所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述基本框体上包含竖直的竖直管，竖直管穿过基本框体上并包含竖直管上出口和竖直管下出口，所述竖直管上出口和竖直管下出口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够叠放。

3.如权利要求2所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述基本框体上包含横向的横向管，横向管穿过基本框体上并包含横向管出口和横向管入口，横向管出口和横向管入口能够配合插接，配合插接后使得上下的基本框体能够左右堆放并被相对对位。

4.如权利要求3所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述竖直管和横向管在基本框体上朝向框内的部分包含多个分气孔。

5.如权利要求1所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述基本框体内部安装有温度传感器。

6.如权利要求4所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述竖直管和横向管连接温控气源。

7.如权利要求6所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述基本框体包含多个，彼此插接后安置在车厢内，车厢内包含旋转送风口。

8.如权利要求7所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏装置，其特征在于，所述基本框体一侧包含可倾斜的侧壁，所述侧壁下方铰接在基本框体底部，侧壁上包含多个孔，基本框体的边侧包含安装孔，安装孔能插入螺钉，螺钉固定在侧壁上的孔中能够固定侧壁。

9.基于感应制冷的动态多温区冷藏方法，其特征在于，利用权利要求1-8任意所述的装置，包含如下步骤，

需要提框体的时候，将把手放置到基本框体外部，当叠放的时候，将把手放置到基本框体内部，能够抵住上方压下来的基本框体的下方，防止对基本框体内的水果进行挤压。

10.如权利要求9所述的基于感应制冷的动态多温区冷藏方法，其特征在于，多个基本框体内部的传感器在多个框体都布置在车厢内的时候，能形成三维温度动态图；用分布式数据融合技术对传感器建立数据关联集合，建立中心节点融合算法，确定车载传感器中数据采集的时序队列，从而对冷藏车运输过程中的传感器数据进行采集与处理；建立多温区冷藏车的传热模型，利用传感器温度数据离散化的数值方法、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)、速度场与温度场原理，建立三维离散数据场作为基础分析数据，并创建空间数据库；选取特征数据节点，将支持向量机（SVM）算法引入曲面拟合过程，构建具有时序特征的空间温度场模型，建立温度场模式库；

根据冷藏车厢内壁导热系数与温度场的波动情况，利用Fluent 软件建立k-ε三维湍流温度场模型，设定边界条件，确立温度区间虚拟湍流边界；利用热平衡方法进行对比数值模拟试验分析，通过反射原理对冷藏车厢的多温区进行合理划分，并作为多温区动态调整与控温的决策依据；

利用传感器采集温度数据作为感应温度场变化的基础，针对温度场空间循环运动状态制定冷藏车制冷与送风方案，实现基于感应模式的自动制冷与旋转送风，提升冷藏车厢多温区控制效率。