CN109213241A - 气调集装箱气体调节方法、系统及气调集装箱设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种气调集装箱气体调节方法、系统及气调集装箱设备，二氧化碳检测装置能够对气调集装箱内部气体中二氧化碳的含量进行检测，并得到相应的二氧化碳浓度数据；当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号，气体压缩装置启动之后将气调集装箱内部的气体抽取并压缩后发送至分离膜组的内侧，同时气体抽离装置启动之后在分离膜组的外侧进行抽气，使得分离膜组内侧和外侧形成压差，将富含二氧化碳的气体通过气体抽离装置排出气调集装箱外部。上述方法不需要活性炭及其相应的阀件配合，有效地降低了系统的复杂程度和能耗，与传统的果蔬保鲜系统相比具有工作可靠性高的优点。
Description
技术领域
本申请涉及气调保鲜技术领域，特别是涉及一种气调集装箱气体调节方法、系统及气调集装箱设备。
背景技术
气调保鲜(Modified Atmosphere Packaging，MAP)是一种通过控制保鲜库中的气体成分，以抑制储藏物细胞的呼吸量来延缓储藏物新陈代谢过程，从而较长时间的保持储藏物的质地、口感和营养等基本不变，进而达到长期保鲜的技术。在存储过程中，果蔬类储藏物往往会依靠自身的呼吸作用产生二氧化碳，而二氧化碳的含量对储藏物的保鲜效果具有重要的影响。
传统的果蔬保鲜系统，通过采用活性炭和相应阀件对储存库中的二氧化碳进行吸附，以降低二氧化碳的含量，达到延长果蔬保鲜时长的目的。然而，传统的果蔬保鲜系统由于组件多导致系统复杂、能耗高，并且容易出现阀件损坏。因此，传统的果蔬保鲜系统具有工作可靠性低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对传统的果蔬保鲜系统工作可靠性低问题，提供一种气调集装箱气体调节方法、系统及气调集装箱设备。
一种气调集装箱气体调节方法，所述方法包括：接收二氧化碳浓度数据，所述二氧化碳浓度数据通过设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测得到；当所述二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号，所述启动控制信号用于控制所述气体压缩装置对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至气调集装箱内部的分离膜组的内侧，控制所述气体抽离装置抽取气调集装箱内部的分离膜组的外侧气体。
在一个实施例中，所述方法还包括：当所述二氧化碳浓度数据小于或等于第二预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制信号，所述关断控制信号用于控制气体压缩装置和气体抽离装置停止工作。
在一个实施例中，所述方法还包括：接收氧气浓度数据，所述氧气浓度数据通过设置于气调集装箱内部的氧气检测装置对气调集装箱内部的氧气浓度进行检测得到；当所述氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，向进气阀发送开启控制信号，所述开启控制信号用于开启进气阀，使气体通过所述进气阀进入气调集装箱内部。
在一个实施例中，所述方法还包括：当所述氧气浓度数据大于或等于第四预设浓度时，向进气阀发送关闭控制信号，所述关闭控制信号用于关闭进气阀，停止气体进入气调集装箱内部。
一种气调集装箱气体调节系统，所述系统包括：控制器、二氧化碳检测装置、气体压缩装置、气体抽离装置和分离膜组，所述气体压缩装置、所述气体抽离装置、所述二氧化碳检测装置分别连接所述控制器，所述气体压缩装置连接所述分离膜组，所述气体抽离装置连接所述分离膜组，所述二氧化碳检测装置和所述分离膜组设置于气调集装箱内部，所述二氧化碳检测装置用于检测气调集装箱内部的二氧化碳浓度，得到二氧化碳浓度数据并发送至所述控制器；所述控制器用上述任一项所述的方法进行气体调节；所述气体压缩装置用于接收所述控制器发送的启动控制信号，对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至所述分离膜组的内侧；所述气体抽离装置用于接收所述控制器发送的启动控制信号，抽取所述分离膜组的外侧气体。
在一个实施例中，所述系统还包括流量控制阀和流量控制管道，所述流量控制阀设置于所述流量控制管道，所述流量控制管道连接所述分离膜组。
在一个实施例中，所述系统还包括过滤器，所述气体压缩装置通过所述过滤器与所述分离膜组连接。
在一个实施例中，所述系统还包括加热器，所述过滤器连接所述加热器，所述加热器连接所述分离膜组，所述加热器连接所述控制器。
在一个实施例中，所述系统还包括氧气检测装置、进气阀和进气管道，所述进气阀设置于所述进气管道，所述进气管道的一端设置于气调集装箱的内部，所述进气管道的一端设置于气调集装箱的外部，所述氧气检测装置连接所述控制器，所述控制器连接所述进气阀。
一种气调集装箱设备，设备包括气调集装箱以及上述任一项所述的气调集装箱气体调节系统，所述气体压缩装置、所述气体抽离装置和所述控制器置于所述气调集装箱的外部，所述分离膜组与所述二氧化碳检测装置设置于所述气调集装箱的内部。
上述气调集装箱气体调节方法、系统及气调集装箱设备，设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置能够对气调集装箱内部气体中二氧化碳的含量进行检测，并得到相应的二氧化碳浓度数据；当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号，气体压缩装置启动之后将气调集装箱内部的气体抽取并压缩后发送至分离膜组的内侧，同时气体抽离装置启动之后在分离膜组的外侧进行抽气，使得分离膜组内侧和外侧形成压差，由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，富含二氧化碳的气体通过气体抽离装置排出气调集装箱外部，有效地调高了气调集装箱内部货物保鲜时间。上述气调集装箱气体调节方法、系统及气调集装箱设备不需要活性炭及其相应的阀件配合，有效地降低了系统的复杂程度和能耗，与传统的果蔬保鲜系统相比具有工作可靠性高的优点。
附图说明
图1为一实施例中气调集装箱气体调节方法流程示意图；
图2为另一实施例中气调集装箱气体调节方法流程示意图；
图3为又一实施例中气调集装箱气体调节方法流程示意图；
图4为再一实施例中气调集装箱气体调节方法流程示意图；
图5为一实施例中气调集装箱气体调节系统结构示意图；
图6为另一实施例中气调集装箱气体调节系统结构示意图；
图7为一实施例中气调集装箱设备结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
请参阅图1，一种气调集装箱气体调节方法，包括：
步骤S100，接收二氧化碳浓度数据。
具体地，二氧化碳浓度数据通过设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测得到。二氧化碳检测装置即为检测二氧化碳浓度的装置，在一个实施例中，二氧化碳检测装置为二氧化碳传感器，按照工作原理可以分为红外二氧化碳传感器、催化二氧化碳传感器和热传导二氧化碳传感器等，其中红外二氧化碳传感器利用非色散红外原理对空气中的二氧化碳进行探测；催化二氧化碳传感器能够将检测到的二氧化碳浓度转换为标准4mA-20mA的电流信号输出；而热传导二氧化碳传感器根据混合气体的总导热系数随二氧化碳含量的不同而改变的原理制成。具体采用何种形式的二氧化碳传感器可以根据实际情况做出不同的选择，只要能够检测得到空气中二氧化碳的浓度数据并发送至控制器即可。应当指出的是，在一个实施例中，为了便于对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测，可以将二氧化碳检测装置设置于气调集装箱的内部靠近气调集装箱底部的位置。可以理解，在其它实施例中，二氧化碳检测装置还可以设置于气调集装箱内部的其它位置，同样能够实现对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测。
步骤S200，当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号。
具体地，启动控制信号用于控制气体压缩装置对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至气调集装箱的分离膜组内侧，控制气体抽离装置抽取气调集装箱的分离膜组外侧的气体。气调集装箱内部的二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度，即表示气调集装箱内部的二氧化碳浓度过高，此时不利于气调集装箱内部的储藏物长时间保鲜，需要将气调集装箱内部富含二氧化碳的气体排出气调集装箱外部，以降低二氧化碳浓度，达到储藏物长时间保鲜的目的。控制器接收到二氧化碳检测装置发送的二氧化碳浓度数据后，实时地与第一预设浓度进行对比，当所接收的二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度后，控制器气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号。气体压缩装置的气体入口通过管道延伸至气调集装箱内部，当接收到控制器发送的启动控制信号之后气体压缩装置能够将气调集装箱内部的空气抽出并压缩，然后输送至气调集装箱的分离膜组。分离膜组为一密封模组结构，分离膜组的内侧和外侧通过分离膜隔开，其内侧和外侧均具有一定的空间，用以存储气体。气体抽离装置的进气口通过管道延伸至分离膜组外侧，气体抽离装置的出气口通过管道延伸至气调集装箱外部。采用气体抽离装置在分离膜组的外侧进行抽气，使得分离膜组内侧和外侧形成压差，在压差的作用下分离膜组内侧的气体会向分离膜组外侧运动。由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，在压差的作用下富含二氧化碳的气体会透过分离膜进入分离膜组外侧，然后被气体抽离装置抽取之后通过气体抽离装置的出气口输送到气调集装箱外部。
气体压缩装置和气体抽离装置的类型并不是唯一的，在一个实施例中，气体压缩装置为空气压缩机(即空压机)，空压机是一种能够将输入的气体进行压缩后进行输送的设备。在一个实施例中，气体抽离装置为真空泵，真空泵是一种利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。采用空压机和真空泵能够有效地将气调集装箱内部的气体进行压缩，同时能够实现对分离膜组的外侧气体抽取，具有容易实现的优点。
在一个实施例中，步骤S200之后还包括步骤S210，步骤S210，根据流量控制阀的阀门后压力，向流量控制阀发送开度控制信号。
具体地，分离膜组的内侧还连接有流量控制管道，流量控制管道设置有流量控制阀。气体压缩装置压缩之后的气体经分离膜组将富含二氧化碳的气体输送到气调集装箱外部之后，分离膜组内侧剩余的富含氧气的气体，将会经与分离膜组的内侧连接的流量控制管道排出。流量控制管道上设置有流量控制阀，流量控制阀连接控制器，控制器根据流量控制阀的阀门后压力对阀门的开度进行调节，从而将二氧化碳分离之后的气体以一定的速率输入气调集装箱的储藏箱。在一个实施例中，流量控制阀获取自身阀门后压力之后，能够将阀门后压力发送至控制器，控制器根据接收的阀门后压力大小对阀门开度进行PID(Proportion Integral Derivative，比例-积分-微分)控制，以保证分离膜内侧的气体以一定的速率排出。可以理解，在另一个实施例中，还可以是流量控制阀根据自身阀门后压力进行开度调节，即流量控制阀具有自动调节功能，例如自力式流量控制阀。
第一预设浓度即为储藏物能够长时间保险时所对应的二氧化碳浓度阈值，当二氧化碳浓度超过该阈值时将无法实现长时间保鲜。可以理解，针对不同的储藏物可以将第一预设浓度设置为不同的数值。在一个实施例中，第一预设浓度包括目标二氧化碳浓度TCO2部分和幅差N1部分，预设的第一浓度为目标二氧化碳浓度与幅差的和，即为TCO2+N1，当二氧化碳检测装置发送的二氧化碳浓度数据大于TCO2+N1时，控制器将会向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制指令。例如，在一个实施例中，将目标二氧化碳浓度设置为5％，幅差设置为1％，当控制器接收的二氧化碳浓度数据大于6％时将会向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制指令。应当指出的是，在一个实施例中，还可以是当控制器接收的二氧化碳浓度数据等于第一预设浓度时，也会向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制指令。
在一个实施例中，当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，控制器还会向气调集装箱的加热器发送加热控制信号，将经气体压缩装置压缩之后的气体加热至恒温，然后传输到分离膜组的内侧进行二氧化碳分离。通过加热器对压缩后空气进行加热，可以有效地避免压缩后的空气在直接喷出时因断热膨胀、周边凝结水分等。应当指出的是，在一个实施例中，可以将气体压缩装置输出的压缩空气加热至40℃,保证进入分离膜组的气体为恒温气体，可以理解，在其它实施例中，还可以是将气体加热至其它温度，并不限于上述实施例中的40℃，只要能够有效地避免气体喷出时发生膨胀或凝结水分即可。
请参阅图2，在一个实施例中，气调集装箱气体调节方法还包括步骤S300。步骤S300，当二氧化碳浓度数据小于或等于第二预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制信号。
具体地，关断控制信号用于控制气体压缩装置和气体抽离装置停止工作。当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，控制器向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号之后，气体压缩装置不断将气调集装箱内部的气体抽出并压缩传输至分离膜组进行二氧化碳分离，气调集装箱内部的气体中，二氧化碳的浓度将会不断的降低。在这个过程中，二氧化碳检测装置实时地将气调集装箱内部的气体中二氧化碳浓度数据检测并发送至控制器，控制器进行对比分析，当二氧化碳浓度数据小于第二预设浓度时，说明此时气调集装箱内部气体的二氧化碳浓度已经满足储藏物的长时间储藏要求。为了节省能源，控制器将会向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制信号，控制气体压缩装置和气体抽离装置停止工作。
应当指出的是，在一个实施例中，第二预设浓度为目标二氧化碳浓度与幅差的差值，即第二预设浓度为TCO2-N1，当二氧化碳检测装置发送的二氧化碳浓度数据小于或等于TCO2-N1时，控制器将会向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制指令。例如，在一个实施例中，将目标二氧化碳浓度设置为5％，幅差设置为1％，当控制器接收的二氧化碳浓度数据小于或等于4％时将会向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制指令。应当指出的是，在一个实施例中，还可以是当控制器接收的二氧化碳浓度数据等于第二预设浓度时，也会向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制指令。
进一步地，在一个实施例中，第一预设浓度和第二预设浓度还可以是两个相同的数值，例如第一预设浓度和第二预设浓度均为TCO2，即当二氧化碳浓度数据大于TCO2时，控制器向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号，使得富含二氧化碳的气体被排到气调集装箱外部。随着气调集装箱内部二氧化碳浓度的降低，二氧化碳浓度数据会逐渐趋于TCO2，当小于或等于TCO2时，控制器将会向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制信号，控制气体压缩装置和气体抽离装置停止工作，停止对气调集装箱内部的二氧化碳浓度的调整。
请参阅图3，在一个实施例中，气调集装箱气体调节方法还包括步骤S400和步骤S500。
步骤S400，接收氧气浓度数据。具体地，氧气浓度数据通过设置于气调集装箱内部的氧气检测装置对气调集装箱内部的氧气浓度进行检测得到。氧气检测装置即为检测气体中氧气浓度的装置，与二氧化碳检测装置类似，能够实时地将气调集装箱内部的气体中氧气浓度数据发送至控制器，控制器根据接收的氧气浓度数据与预设的第三浓度进行分析判断，从而控制进气阀的开断。应当指出的是，在一个实施例中，氧气检测装置为氧气传感器，例如超声波氧气传感器等，具体采用何种氧气传感器，可以根据实际情况进行选择，只要能够实时地对气调集装箱的内部气体中氧气浓度进行检测，并将氧气浓度数据发送至控制器即可。
步骤S500，当氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，向进气阀发送开启控制信号。
具体地，开启控制信号用于开启进气阀，使气体通过进气阀进入气调集装箱内部。氧气检测装置实时地将气调集装箱的氧气浓度数据发送至控制器之后，控制器判断氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，将会向进气阀发送开启控制信号，将进气阀打开。应当指出的是，进气阀的一端通过进气管道延伸至气调集装箱的箱体外部，进气阀的一端通过进气管道延伸至气调集装箱的箱体内部，当氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，进气阀开启，气调集装箱能够与外部进行气体交换，将内部氧气浓度低的气体排出气调集装箱外部，同时将外部氧气浓度高的气体输送至气调集装箱内部，从而提高气调集装箱内部气体中氧气的浓度。在一个实施例中，第三预设浓度为目标氧气浓度To2与幅差N2的差值，即第三预设浓度为To2-N2，当控制器接收的氧气浓度数据小于To2-N2时，控制器向进气阀发送开启控制信号。例如，在一个实施例中，目标氧气浓度To2为4％，幅差N2为1％，当控制器接收的氧气浓度数据小于3％时，控制器将会向进气阀发送开启控制信号。应当指出的是，在一个实施例中，当控制器接收的氧气浓度数据等于第三预设浓度时，同样会向进气阀发送开启控制信号。当气调集装箱的内部气体中氧气浓度小于第三预设浓度时，控制器会控制进气阀开启，将内部氧气含量低的气体排出，外部氧气浓度高的气体输入，能够增加气调集装箱内部的氧气含量，有效地保证了储藏物的储藏时长。
请参阅图4，在一个实施例中，气调集装箱气体调节方法还包括步骤S600。
步骤S600，当氧气浓度数据大于或等于第四预设浓度时，向进气阀发送关闭控制信号。
具体地，关闭控制信号用于关闭进气阀，停止气体进入气调集装箱内部。当控制器向进气阀发送开启控制信号之后，进气阀处于开启状态，气调集装箱外部含氧量高的气体和气调集装箱内部含氧量低的气体进行气体交换的同时，氧气检测装置还会实时地将气调集装箱内部的气体中氧气浓度数据发送至控制器进行分析判断，当氧气浓度数据大于或等于预设第四浓度时，控制器将会向进气阀发送关闭控制信号，控制进气阀关闭，停止气调集装箱内外的气体交流。在一个实施例中，第四预设浓度为目标氧气浓度To2与幅差N2的和，即第三预设浓度为To2+N2，当控制器接收的氧气浓度数据大于To2+N2时，控制器向进气阀发送关闭控制信号。例如，在一个实施例中，目标氧气浓度To2为4％，幅差N2为1％，当控制器接收的氧气浓度数据大于5％时，控制器将会向进气阀发送关闭控制信号。应当指出的是，在一个实施例中，当控制器接收的氧气浓度数据等于第四预设浓度时，同样会向进气阀发送关闭控制信号。
同样地，在一个实施例中，第三预设浓度和第四预设浓度还可以是两个相同的数值，例如第三预设浓度和第四预设浓度均为To2，即当氧气浓度数据小于To2时，控制器向进气阀发送开启控制信号，进气阀打开，使得气调集装箱内部的气体可以和外部气体进行气体交换，以增加气调集装箱内部的氧气浓度。随着气调集装箱内部氧气浓度的增加，氧气浓度数据会逐渐趋于To2，当大于或等于To2时，控制器向进气阀发送关闭控制信号，停止对气调集装箱内部的氧气浓度的调整。
上述气调集装箱气体调节方法，设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置能够对气调集装箱内部气体中二氧化碳的含量进行检测，并得到相应的二氧化碳浓度数据；当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号，气体压缩装置启动之后将气调集装箱内部的气体抽取并压缩后发送至分离膜组的内侧，同时气体抽离装置启动之后在分离膜组的外侧进行抽气，使得分离膜组内侧和外侧形成压差，由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，富含二氧化碳的气体通过气体抽离装置排出气调集装箱外部，有效地调高了气调集装箱内部货物保鲜时间。上述气调集装箱气体调节方法不需要活性炭及其相应的阀件配合，有效地降低了系统的复杂程度和能耗，与传统的果蔬保鲜系统相比具有工作可靠性高的优点。
请参阅图5，一种气调集装箱气体调节系统，包括：控制器100、二氧化碳检测装置200、气体压缩装置300、气体抽离装置400和分离膜组500，气体压缩装置300、气体抽离装置400、二氧化碳检测装置200分别连接控制器100，气体压缩装置300连接分离膜组500，气体抽离装置400连接分离膜组500，二氧化碳检测装置200和分离膜组500设置于气调集装箱内部，二氧化碳检测装置200用于检测气调集装箱内部的二氧化碳浓度，得到二氧化碳浓度数据并发送至控制器100；控制器100用于根据上述方法进行气体调节；气体压缩装置300用于接收控制器100发送的启动控制信号，对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至分离膜组500的内侧；气体抽离装置400用于接收控制器100发送的启动控制信号，抽取分离膜组500的外侧气体。
具体地，二氧化碳浓度数据通过气调集装箱的二氧化碳检测装置200对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测得到。二氧化碳检测装置200即为检测二氧化碳浓度的装置，在一个实施例中，二氧化碳检测装置200为二氧化碳传感器，按照工作原理可以分为红外二氧化碳传感器、催化二氧化碳传感器和热传导二氧化碳传感器等，其中红外二氧化碳传感器利用非色散红外原理对空气中的二氧化碳进行探测；催化二氧化碳传感器能够将检测到的二氧化碳浓度转换为标准4mA-20mA的电流信号输出；而热传导二氧化碳传感器根据混合气体的总导热系数随二氧化碳含量的不同而改变的原理制成。具体采用何种形式的二氧化碳传感器可以根据实际情况做出不同的选择，只要能够检测得到空气中二氧化碳的浓度数据并发送至控制器100即可。应当指出的是，在一个实施例中，为了便于对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测，可以将二氧化碳检测装置200设置于气调集装箱的内部靠近气调集装箱底部的位置。可以理解，在其它实施例中，二氧化碳检测装置200还可以设置于气调集装箱内部的其它位置，同样能够实现对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测。
启动控制信号用于控制气体压缩装置300对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至气调集装箱的分离膜组500内侧，控制气体抽离装置400抽取气调集装箱的分离膜组500外侧的气体。气调集装箱内部的二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度，即表示气调集装箱内部的二氧化碳浓度过高，此时不利于气调集装箱内部的储藏物长时间保鲜，需要将气调集装箱内部富含二氧化碳的气体排出气调集装箱外部，以降低二氧化碳浓度，达到储藏物长时间保鲜的目的。控制器100接收到二氧化碳检测装置200发送的二氧化碳浓度数据后，实时地与第一预设浓度进行对比，当所接收的二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度后，控制器100向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送启动控制信号。气体压缩装置300的气体入口通过管道延伸至气调集装箱内部，当接收到控制器100发送的启动控制信号之后气体压缩装置300能够将气调集装箱内部的空气抽出并压缩，然后输送至气调集装箱的分离膜组500。分离膜组500为一密封模组结构，分离膜组500的内侧和外侧通过分离膜隔开，其内侧和外侧均具有一定的空间，用以存储气体。气体抽离装置400的进气口通过管道延伸至分离膜组500外侧，气体抽离装置400的出气口通过管道延伸至气调集装箱外部。采用气体抽离装置400在分离膜组500的外侧进行抽气，使得分离膜组500内侧和外侧形成压差，在压差的作用下分离膜组500内侧的气体会向分离膜组500外侧运动。由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，在压差的作用下富含二氧化碳的气体会透过分离膜进入分离膜组500外侧，然后被气体抽离装置400抽取之后通过气体抽离装置400的出气口输送到气调集装箱外部。
气体压缩装置300和气体抽离装置400的类型并不是唯一的，在一个实施例中，气体压缩装置300为空气压缩机(即空压机)，空压机是一种能够将输入的气体进行压缩后进行输送的设备。在一个实施例中，气体抽离装置400为真空泵，真空泵是一种利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。采用空压机和真空泵能够有效地将气调集装箱内部的气体进行压缩，同时能够实现对分离膜组的外侧气体抽取，具有容易实现的优点。
当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，控制器100向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送启动控制信号之后，气体压缩装置300不断将气调集装箱内部的气体抽出并压缩传输至分离膜组500进行二氧化碳分离，气调集装箱内部的气体中，二氧化碳的浓度将会不断的降低。在这个过程中，二氧化碳检测装置200实时地将气调集装箱内部的气体中二氧化碳浓度数据检测并发送至控制器100，控制器100进行对比分析，当二氧化碳浓度数据小于第二预设浓度时，说明此时气调集装箱内部气体的二氧化碳浓度已经满足储藏物的长时间储藏要求。为了节省能源，控制器100将会向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送关断控制信号，控制气体压缩装置300和气体抽离装置400停止工作。
请参阅图6，在一个实施例中，气调集装箱气体调节系统还包括流量控制阀600和流量控制管道610，流量控制阀600设置于流量控制管道610，流量控制管道610连接分离膜组500。
具体地，气体压缩装置300压缩之后的气体经分离膜组500将富含二氧化碳的气体输送到气调集装箱外部之后，分离膜组500内侧剩余的富含氧气的气体，将会经与分离膜组500的内侧连接的流量控制管道610排出。流量控制管道610上设置有流量控制阀600，流量控制阀600连接控制器100，控制器100根据流量控制阀600的阀门后压力对阀门的开度进行调节，从而将二氧化碳分离之后的气体以一定的速率输入气调集装箱的储藏箱。应当指出的是，在一个实施例中，流量控制阀600连接控制器100，流量控制阀600能够将阀门后压力发送至控制器100，控制器100根据接收的阀门后压力大小对阀门开度进行PID控制，以保证分离膜内侧的气体以一定的速率排出。可以理解，在一个实施例中，还可以是流量控制阀600根据阀门后压力的大小，对自身阀门开度进行调节，以保证分离膜内侧的气体以一定的速率排出。
请参阅图6，在一个实施例中，气调集装箱气体调节系统还包括过滤器800，气体压缩装置300通过过滤器800与分离膜组500连接。
具体地，气体压缩装置300将气调集装箱内部的气体进行压缩后，经过过滤器800进行过滤之后再输送到分离膜组500进行分离。过滤器800能够有效地滤除被压缩后的空气中的油分子、液态水、微生物、固体颗粒、尘埃和细小颗粒等杂质，以保证压缩后的气体进入分离膜组500进行分离时不会对分离膜造成堵塞，保证富含二氧化碳的气体能够高效、稳定地通过分离膜组500排出气调集装箱外部。
请参阅图6，在一个实施例中，气调集装箱气体调节系统还包括加热器700，过滤器800连接加热器700，加热器700连接分离膜组500，加热器700连接控制器100。
具体地，当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，控制器100还会向气调集装箱的加热器700发送加热控制信号，将经气体压缩装置300压缩之后的气体加热至恒温，然后传输到分离膜组500的内侧进行二氧化碳分离。通过加热器700对压缩后空气进行加热，可以有效地避免压缩后的空气在直接喷出时因断热膨胀、周边凝结水分等。应当指出的是，在一个实施例中，可以将气体压缩装置300输出的压缩空气加热至40℃,保证进入分离膜组500的气体为恒温气体，可以理解，在其它实施例中，还可以是将气体加热至其它温度，并不限于上述实施例中的40℃，只要能够有效地避免气体喷出时发生膨胀或凝结水分即可。
请继续参阅图6，在一个实施例中，气调集装箱气体调节系统还包括氧气检测装置900、进气阀910和进气管道920，进气阀910设置于进气管道920，进气管道920一端设置于气调集装箱内部，进气管道920的一端设置于气调集装箱外部，氧气检测装置900连接控制器100，控制器100连接进气阀910。
具体地，氧气检测装置900即为检测气体中氧气浓度的装置，与二氧化碳检测装置200类似，能够实时地将气调集装箱内部的气体中氧气浓度数据发送至控制器100，控制器100根据接收的氧气浓度数据与预设的第三浓度进行分析判断，从而控制进气阀910的开断。应当指出的是，在一个实施例中，氧气检测装置900为氧气传感器，例如超声波氧气传感器等，具体采用何种氧气传感器，可以根据实际情况进行选择，只要能够实时地对气调集装箱的内部气体中氧气浓度进行检测，并将氧气浓度数据发送至控制器100即可。
氧气检测装置900实时地将气调集装箱的氧气浓度数据发送至控制器100之后，控制器100判断氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，将会向进气阀910发送开启控制信号，将进气阀910打开。应当指出的是，进气管道920的一端延伸至气调集装箱的箱体外部，进气管道920的一端延伸至气调集装箱的箱体内部，当氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，进气阀910开启，气调集装箱能够与外部进行气体交换，将内部氧气浓度低的气体排出气调集装箱外部，同时将外部氧气浓度高的气体输送至气调集装箱内部，从而提高气调集装箱内部气体中氧气的浓度。
在一个实施例中，当控制器100向进气阀910发送开启控制信号之后，进气阀910处于开启状态，气调集装箱外部含氧量高的气体和气调集装箱内部含氧量低的气体进行气体交换的同时，氧气检测装置900还会实时地将气调集装箱内部的气体中氧气浓度数据发送至控制器100进行分析判断，当氧气浓度数据大于或等于预设第四浓度时，控制器100将会向进气阀910发送关闭控制信号，控制进气阀910关闭，停止气调集装箱内外的气体交流。
上述气调集装箱气体调节系统，设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置200能够对气调集装箱内部气体中二氧化碳的含量进行检测，并得到相应的二氧化碳浓度数据；当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送启动控制信号，气体压缩装置300启动之后将气调集装箱内部的气体抽取并压缩后发送至分离膜组500的内侧，同时气体抽离装置400启动之后在分离膜组500的外侧进行抽气，使得分离膜组500内侧和外侧形成压差，由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，富含二氧化碳的气体通过气体抽离装置400排出气调集装箱外部，有效地调高了气调集装箱内部货物保鲜时间。上述气调集装箱气体调节系统不需要活性炭及其相应的阀件配合，有效地降低了系统的复杂程度和能耗，并且上述气调集装箱系统阀件少，降低了阀件损坏的风险，与传统的果蔬保鲜系统相比具有工作可靠性高的优点。
请参阅图7，一种气调集装箱设备，包括气调集装箱10和上述气调集装箱气体调节系统，气体压缩装置300、气体抽离装置400和控制器100置于气调集装箱10的外部，分离膜组500与二氧化碳检测装置200设置于气调集装箱10的内部。
具体地，二氧化碳浓度数据通过气调集装箱的二氧化碳检测装置200对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测得到。二氧化碳检测装置200即为检测二氧化碳浓度的装置，在一个实施例中，二氧化碳检测装置200为二氧化碳传感器，按照工作原理可以分为红外二氧化碳传感器、催化二氧化碳传感器和热传导二氧化碳传感器等，其中红外二氧化碳传感器利用非色散红外原理对空气中的二氧化碳进行探测；催化二氧化碳传感器能够将检测到的二氧化碳浓度转换为标准4mA-20mA的电流信号输出；而热传导二氧化碳传感器根据混合气体的总导热系数随二氧化碳含量的不同而改变的原理制成。具体采用何种形式的二氧化碳传感器可以根据实际情况做出不同的选择，只要能够检测得到空气中二氧化碳的浓度数据并发送至控制器100即可。
启动控制信号用于控制气体压缩装置300对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至气调集装箱的分离膜组500内侧，控制气体抽离装置400抽取气调集装箱的分离膜组500外侧的气体。气调集装箱内部的二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度，即表示气调集装箱内部的二氧化碳浓度过高，此时不利于气调集装箱内部的储藏物长时间保鲜，需要将气调集装箱内部富含二氧化碳的气体排出气调集装箱外部，以降低二氧化碳浓度，达到储藏物长时间保鲜的目的。控制器100接收到二氧化碳检测装置200发送的二氧化碳浓度数据后，实时地与第一预设浓度进行对比，当所接收的二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度后，控制器100向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送启动控制信号。气体压缩装置300即为空气压缩机，是一种能够将输入的气体进行压缩后进行输送的设备；气体压缩装置300的气体入口通过管道延伸至气调集装箱内部，当接收到控制器100发送的启动控制信号之后气体压缩装置300能够将气调集装箱内部的空气抽出并压缩，然后输送至气调集装箱的分离膜组500。分离膜组500为一密封模组结构，分离膜组500的内侧和外侧通过分离膜隔开，其内侧和外侧均具有一定的空间，用以存储气体；气体抽离装置400是一种利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备，气体抽离装置400的进气口通过管道延伸至分离膜组500外侧，气体抽离装置400的出气口通过管道延伸至气调集装箱外部。采用气体抽离装置400在分离膜组500的外侧进行抽气，使得分离膜组500内侧和外侧形成压差，在压差的作用下分离膜组500内侧的气体会向分离膜组500外侧运动。由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，在压差的作用下富含二氧化碳的气体会透过分离膜进入分离膜组500外侧，然后被气体抽离装置400抽取之后通过气体抽离装置400的出气口输送到气调集装箱外部。
当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，控制器100向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送启动控制信号之后，气体压缩装置300不断将气调集装箱内部的气体抽出并压缩传输至分离膜组500进行二氧化碳分离，气调集装箱内部的气体中，二氧化碳的浓度将会不断的降低。在这个过程中，二氧化碳检测装置200实时地将气调集装箱内部的气体中二氧化碳浓度数据检测并发送至控制器100，控制器100进行对比分析，当二氧化碳浓度数据小于第二预设浓度时，说明此时气调集装箱内部气体的二氧化碳浓度已经满足储藏物的长时间储藏要求。为了节省能源，控制器100将会向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送关断控制信号，控制气体压缩装置300和气体抽离装置400停止工作。
在一个实施例中，气调集装箱10内部还设置有挡板12，通过挡板12将气调集装箱10分割为两个单独的空间，其中分离膜组500、二氧化碳传感器设置在一空间中，另一空间作为储藏室，用于存储货物。分离膜组500的内侧通过流量控制管道延伸至储藏室，当富含二氧化碳的气体通过分离膜组500输送至气调集装箱外部之后，剩余气体通过该导管输送至储藏室。通过采用挡板12将用于气体调节的装置和货物分隔开，便于货物的存储。
上述气调集装箱设备，设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置200能够对气调集装箱内部气体中二氧化碳的含量进行检测，并得到相应的二氧化碳浓度数据；当二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置300和气体抽离装置400发送启动控制信号，气体压缩装置300启动之后将气调集装箱内部的气体抽取并压缩后发送至分离膜组500的内侧，同时气体抽离装置400启动之后在分离膜组500的外侧进行抽气，使得分离膜组500内侧和外侧形成压差，由于二氧化碳的透膜速率比氧气的透膜速率快，富含二氧化碳的气体通过气体抽离装置400排出气调集装箱外部，有效地调高了气调集装箱内部货物保鲜时间。上述气调集装箱设备不需要活性炭及其相应的阀件配合，有效地降低了系统的复杂程度和能耗，与传统的果蔬保鲜系统相比具有工作可靠性高的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种气调集装箱气体调节方法，其特征在于，所述方法包括：
接收二氧化碳浓度数据，所述二氧化碳浓度数据通过设置于气调集装箱内部的二氧化碳检测装置对气调集装箱内部的二氧化碳浓度进行检测得到；
当所述二氧化碳浓度数据大于或等于第一预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送启动控制信号，所述启动控制信号用于控制所述气体压缩装置对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至气调集装箱内部的分离膜组的内侧，控制所述气体抽离装置抽取气调集装箱内部的分离膜组的外侧气体。
2.根据权利要求1所述的气调集装箱气体调节方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述二氧化碳浓度数据小于或等于第二预设浓度时，向气体压缩装置和气体抽离装置发送关断控制信号，所述关断控制信号用于控制气体压缩装置和气体抽离装置停止工作。
3.根据权利要求1所述的气调集装箱气体调节方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收氧气浓度数据，所述氧气浓度数据通过设置于气调集装箱内部的氧气检测装置对气调集装箱内部的氧气浓度进行检测得到；
当所述氧气浓度数据小于或等于第三预设浓度时，向进气阀发送开启控制信号，所述开启控制信号用于开启进气阀，使气体通过所述进气阀进入气调集装箱内部。
4.根据权利要求3所述的气调集装箱气体调节方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述氧气浓度数据大于或等于第四预设浓度时，向进气阀发送关闭控制信号，所述关闭控制信号用于关闭进气阀，停止气体进入气调集装箱内部。
5.一种气调集装箱气体调节系统，其特征在于，所述系统包括：控制器、二氧化碳检测装置、气体压缩装置、气体抽离装置和分离膜组，所述气体压缩装置、所述气体抽离装置、所述二氧化碳检测装置分别连接所述控制器，所述气体压缩装置连接所述分离膜组，所述气体抽离装置连接所述分离膜组，所述二氧化碳检测装置和所述分离膜组设置于气调集装箱内部，
所述二氧化碳检测装置用于检测气调集装箱内部的二氧化碳浓度，得到二氧化碳浓度数据并发送至所述控制器；所述控制器用于根据权利要求1-4任一项所述的方法进行气体调节；所述气体压缩装置用于接收所述控制器发送的启动控制信号，对气调集装箱内部的气体进行压缩并输送至所述分离膜组的内侧；所述气体抽离装置用于接收所述控制器发送的启动控制信号，抽取所述分离膜组的外侧气体。
6.根据权利要求5所述的气调集装箱气体调节系统，其特征在于，所述系统还包括流量控制阀和流量控制管道，所述流量控制阀设置于所述流量控制管道，所述流量控制管道连接所述分离膜组。
7.根据权利要求5所述的气调集装箱气体调节系统，其特征在于，所述系统还包括过滤器，所述气体压缩装置通过所述过滤器与所述分离膜组连接。
8.根据权利要求7所述的气调集装箱气体调节系统，其特征在于，所述系统还包括加热器，所述过滤器连接所述加热器，所述加热器连接所述分离膜组，所述加热器连接所述控制器。
9.根据权利要求5所述的气调集装箱气体调节系统，其特征在于，所述系统还包括氧气检测装置、进气阀和进气管道，所述进气阀设置于所述进气管道，所述进气管道的一端设置于气调集装箱的内部，所述进气管道的一端设置于气调集装箱的外部，所述氧气检测装置连接所述控制器，所述控制器连接所述进气阀。
10.一种气调集装箱设备，其特征在于，所述设备包括气调集装箱以及权利要求5-9任一项所述的气调集装箱气体调节系统，所述气体压缩装置、所述气体抽离装置和所述控制器置于所述气调集装箱的外部，所述分离膜组与所述二氧化碳检测装置设置于所述气调集装箱的内部。
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