CN116105423B - 一种冷柜使用智能检测装置及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷柜使用智能检测装置及控制系统，涉及冷藏技术领域。本发明中：每个置物槽的背板后侧都安装有密封罩壳，每个密封罩壳与阶梯搁架之间都形成独立的入气腔。密封罩壳配置有多个光电传感器，每个光电传感器的位置都独立正对于一个出气孔。冷柜内部配置有冷风供风机构，冷风供风机构包括压缩机、供气泵以及用于调控冷气管路输出的多路控制阀，多路控制阀的出气端通过管路与入气腔连通。阶梯搁架顶部与冷柜顶板之间形成回流区，回流区与冷风供风机构之间配置有气体回流管路。本发明在冷柜在使用过程中，对冷藏室中状态不一的物品进行“针对性”的供冷，实现物品制冷的高效化、节能化。

Description

一种冷柜使用智能检测装置及控制系统
技术领域
本发明涉及冷藏技术领域，尤其涉及一种冷柜使用智能检测装置及控制系统。
背景技术
冷柜在日常生活中较为常见，在冷柜的使用过程中，将物品摆放到冷柜各个搁架位置后，制冷机构向冷藏室供冷(例如风冷方式制冷)，而人们在打开柜门进行各种操作(例如清点物品、拿放物品过程中)，带有柜门的冷藏室冷气外溢，冷藏室温度升高，这时，制冷机构直接向冷藏室吹入冷风，对冷藏室内的物品进行“无差别”制冷降温。但是冷藏室内各个位置放置的物品状态不一(例如数量、体积、放置冷藏时长)，“无差别”式的制冷降温虽然对各个物品而言最终都有能够达到预定的冷藏温度，但物品状态不同，冷量“刚需”也存在差异。而且许多刚放入的物品需要更多的制冷量，“无差别”式供冷方式，将冷量较为均衡的供应给了“冻太久”的物品，反而可能是一种(前期)冷量浪费，也不利于刚放入“新”物品的快速制冷保鲜，若是想要达到快速制冷保鲜等状态，可能就需要更大的制冷功率，无疑会增加电能费用。
综上，如何使得冷柜在使用过程中，对冷藏室中(数量、体积、温度、制冷时长等属性)状态不一的物品进行“针对性”的供冷，实现物品制冷的高效化、节能化，成为需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种冷柜使用智能检测装置及控制系统，从而在冷柜在使用过程中，对冷藏室中状态不一的物品进行“针对性”的供冷，实现物品制冷的高效化、节能化。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种冷柜使用智能检测装置：冷柜内部设置冷藏室，冷藏室开口侧配置柜门，冷藏室开口侧配置有与柜门移动位置相配合的压力传感器，冷藏室顶部配置有用于传感监测冷藏室温度的温度传感器，冷柜内部安装有阶梯搁架，阶梯搁架设置有多个阶梯分布的置物槽，每个置物槽的背板都开设有多个等间隔分布的出气孔。每个置物槽的背板后侧都安装有密封罩壳，每个密封罩壳与阶梯搁架之间都形成独立的入气腔。密封罩壳配置有多个光电传感器，每个光电传感器的位置都独立正对于一个出气孔。冷柜内部配置有冷风供风机构，冷风供风机构包括压缩机、供气泵以及用于调控冷气管路输出的多路控制阀，多路控制阀的出气端通过管路与入气腔连通。阶梯搁架顶部与冷柜顶板之间形成回流区，回流区与冷风供风机构之间配置有气体回流管路。
作为本发明装置的一种优选技术方案：同一置物槽背板的多个出气孔处于同一水平位置，光电传感器传感探测的方向水平穿过出气孔。
作为本发明装置的一种优选技术方案：密封罩壳的水平长度范围与出气孔的分布范围相配合，密封罩壳朝向阶梯搁架的一侧设置有密封圈。
作为本发明装置的一种优选技术方案：密封罩壳配置有一导入管头，导入管头与入气腔连通，每个密封罩壳的导入管头通过管路与多路控制阀的其中一个出气端连接。
作为本发明装置的一种优选技术方案：阶梯搁架顶部配置有一回流管头，回流管头与回流区连通，气体回流管路连接在回流管头位置处。
本发明提供一种冷柜使用智能检测控制系统，包括以下内容：
环节一.初始启动时，根据需要设定好冷藏室温度，冷风供风机构启动，通过多路控制阀以相同速率向各个入气腔导入冷气，温度传感器实时传感监测冷藏室的温度信息，并传输至控制系统；
环节二.在阶梯搁架的各个置物槽中摆放物品，各个密封罩壳的光电传感器对出气孔方向的物体遮挡状态进行传感监测，并将光电信号传输至控制系统；
环节三.控制系统配置光电信号模块、时间模块，光电信号模块对各个编码位置点的光电传感器所传输来的光电信号进行判断，分析出被遮挡的光电信号，并通过时间模块对光电信号的遮挡持续时间进行记录存储；
环节四.当柜门打开时，压力传感器传感监测到压力信号消失，控制系统监测到柜门处于“打开”状态，控制系统内的延时模块启动。在延时模块计时期间，柜门未关闭，温度传感器传感监测到温度高于系统预设冷藏温度，冷风供风机构不进行制冷。超出延时模块计时期间，温度传感器传感监测到温度高于系统预设冷藏温度，冷风供风机构开始进行制冷。
其中，控制系统内预设阶梯搁架背侧的密封罩壳数目为M，预设单个密封罩壳的光电传感器数目为N，设单个密封罩壳内光电信号被遮挡的光电传感器数目为Y，设单个密封罩壳中的光电信号遮挡占空比为λ，则设单个密封罩壳中光电信号被遮挡的光电传感器的光电信号持续被遮挡的时间分别为t1、t2、...、tY，则单个密封罩壳中光电信号的总遮挡时间tZ＝t1+t2+...+tY。设各个密封罩壳中的光电信号遮挡占空比分别为λ1、λ2、...、λm，设各个密封罩壳中光电信号的总遮挡时间分别为tZ1、tZ2、...、tZm，设冷风供风机构的多路控制阀实时总供风量为Pz，设多路控制阀任意一出气支路的供风量为Px，则多路控制阀任意一出气支路的供风量与其所连接密封罩壳中光电信号占空比、遮挡时间存在关系：
作为本发明控制系统的一种优选技术方案：控制系统预设冷藏室的冷藏温度为T，设温度传感器实时传感监测冷藏室的温度为Tx，当Tx>T时，冷风供风机构的多路控制阀实时总供风量为Pz与冷藏室待降温温差之间存在关系：f(PZ)∝f(TX-T)。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在阶梯搁架背侧安装密封罩壳，在阶梯搁架各个置物槽位置开设出气孔，并通过光电传感器对出气孔的遮挡状态(包括遮挡时长)进行传感监测，并通过控制系统驱控冷风供风机构对状态不一的物品放置区域进行冷风供给，能够有效的对冷藏室中状态不一的物品进行“针对性”的供冷，实现物品制冷的高效化、节能化。
附图说明
图1为本发明冷柜装置的结构示意图。
图2为图1中A处局部放大的结构示意图。
图3为本发明中同一置物槽背板的出气孔分布示意图。
图4为本发明中光电传感器在密封罩壳上的分布示意图。
图5为本发明中控制系统的逻辑结构示意图。
其中：1-冷柜，101-柜门，102-压力传感器；2-阶梯搁架，201-置物槽，202-出气孔，203-回流管头；3-密封罩壳，301-导入管头，302-密封圈；4-入气腔；5-冷藏室，501-回流区；6-温度传感器；7-冷风供风机构；8-光电传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一、本发明涉及一种冷柜使用智能检测装置，主要内容如下：
请参阅图1，冷柜1内部有阶梯搁架2、冷藏室5，冷藏室5开口侧配置柜门101，冷藏室5位于阶梯搁架2与柜门101之间的区域，冷藏室5顶部配置有用于传感监测冷藏室5温度的温度传感器6。冷藏室5开口侧边位置配置压力传感器102，压力传感器102与柜门101移动位置相配合，柜门101关好时，柜门101一侧就与压力传感器102挤压，压力传感器102就传感检测到压力信号。阶梯搁架2包括多个阶梯分布的置物槽201，每个置物槽201的背板都开设有多个出气孔202，多个出气孔202等间隔分布。每个置物槽201的背板后侧(就是非朝向置物槽的一侧)都安装有一个密封罩壳3，密封罩壳3、阶梯搁架2之间形成了独立的入气腔4。冷柜1内设冷风供风机构7，冷风供风机构7包括压缩机、供气泵、多路控制阀，多路控制阀用于调控各个输出支管的冷气输出速率(多路控制阀可以采用线性控制的电磁阀)，多路控制阀的输出支管通过管路与入气腔4连通。阶梯搁架2顶部与冷柜1顶板之间形成回流区501，回流区501与冷风供风机构7之间配置有气体回流管路，回流区501位于最顶部区域，处于冷藏室5温度较高的区域，可以将温度较高的气流传导回到冷风供风机构7，减少不必要的冷风回流。
请参阅图1、图2，密封罩壳3底部设置导入管头301，导入管头301与入气腔4连通，每个密封罩壳3的导入管头301通过管路与多路控制阀的其中一个输出支管连接。阶梯搁架2顶部设置一个回流管头203，回流管头203与回流区501连通，气体回流管路连接在回流管头203位置处。
请参阅图2、图3、图4，密封罩壳3配置有多个光电传感器8，每个光电传感器8的位置都独立正对于一个出气孔202。其中，同一置物槽201背板开设的多个出气孔202处于同一水平直线上，光电传感器8传感探测的方向水平穿过出气孔202，从而探测置物槽201(结合图1)中的物品放置状态。密封罩壳3的水平长度范围与出气孔202的分布范围相配合，密封罩壳3安装好之后，同一阶梯的出气孔202后侧都处于密封罩壳3“笼罩”范围内。密封罩壳3朝向阶梯搁架2的一侧设置有密封圈302，在安装密封罩壳3时，包装密封罩壳3与阶梯搁架2的连接处密封性。
实施例二、本发明涉及一种冷柜使用智能检测控制系统，主要内容如下：
一、初始化启动以及常态运行监测：
初始启动时，根据需要设定好冷藏室5温度，冷风供风机构7启动，通过多路控制阀以相同速率向各个入气腔4导入冷气，温度传感器6实时传感监测冷藏室5的温度信息，并传输至控制系统。
在阶梯搁架2的各个置物槽201中摆放物品，各个密封罩壳3的光电传感器8对出气孔202方向的物体遮挡状态进行传感监测，并将光电信号传输至控制系统。
控制系统配置光电信号模块、时间模块，光电信号模块对各个编码位置点的光电传感器8所传输来的光电信号进行判断，分析出被遮挡的光电信号，并通过时间模块对光电信号的遮挡持续时间进行记录存储。
二、冷柜使用及“针对性”冷风供给：
当柜门101打开时，压力传感器102传感监测到压力信号消失，控制系统监测到柜门101处于“打开”状态，控制系统内的延时模块启动。在延时模块计时期间，柜门101未关闭，温度传感器6传感监测到温度高于系统预设冷藏温度，冷风供风机构7不进行制冷(当然也是会设定一定的上限，比如冷藏温度是5度，柜门101打开时，只要不超过10度，就不制冷，超过10度就启动制冷)。超出延时模块计时期间，温度传感器6传感监测到温度高于系统预设冷藏温度，冷风供风机构7开始进行制冷(柜门101未关闭，进行“滴滴”警报)。
其中，控制系统预设冷藏室5的冷藏温度为T，设温度传感器6实时传感监测冷藏室5的温度为Tx，设冷风供风机构7的多路控制阀实时总供风量为Pz，当Tx>T时，冷风供风机构7的多路控制阀实时总供风量为Pz与冷藏室5待降温温差之间存在关系：f(PZ)∝f(TX-T)。
控制系统内预设阶梯搁架2背侧的密封罩壳3数目为M，预设单个密封罩壳3的光电传感器8数目为N，设单个密封罩壳3内光电信号被遮挡的光电传感器8数目为Y，设单个密封罩壳3中的光电信号遮挡占空比为λ，则
设单个密封罩壳3中光电信号被遮挡的光电传感器8的光电信号持续被遮挡的时间分别为t1、t2、...、tY，则单个密封罩壳3中光电信号的总遮挡时间tZ＝t1+t2+...+tY。
设各个密封罩壳3中的光电信号遮挡占空比分别为λ1、λ2、...、λm，设各个密封罩壳3中光电信号的总遮挡时间分别为tZ1、tZ2、...、tZm。
设多路控制阀任意一出气支路的供风量为Px，则多路控制阀任意一出气支路的供风量与其所连接密封罩壳3中光电信号占空比、遮挡时间存在关系：
在冷柜使用过程中，将物品放在置物槽201中之后，放置的时间越长，该物品降温冷却的程度越大，当人们再次打开柜门进行操作，例如清点物品、取出物品、放置物品等，导致冷藏室5温度升高，需要再次降温时，根据各个置物槽201中物品的数量(即光电信号遮挡状态)以及物品的放置冷藏时间(即光电信号持续遮挡时间)，利用多路控制阀来对其进行供冷风，上述式中可以看出，对置物槽201的冷气供风量与占空比(即物品量)正相关，却与遮挡时间(即持续冷藏时间)反相关。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种冷柜使用智能检测控制系统，包括冷柜(1)，冷柜(1)内部设置冷藏室(5)，冷藏室(5)开口侧配置柜门(101)，冷藏室(5)开口侧配置有与柜门(101)移动位置相配合的压力传感器(102)，冷藏室(5)顶部配置有用于传感监测冷藏室(5)温度的温度传感器(6)，其特征在于：
所述冷柜(1)内部安装有阶梯搁架(2)，所述阶梯搁架(2)设置有多个阶梯分布的置物槽(201)，每个置物槽(201)的背板都开设有多个等间隔分布的出气孔(202)；
每个置物槽(201)的背板后侧都安装有密封罩壳(3)，每个密封罩壳(3)与阶梯搁架(2)之间都形成独立的入气腔(4)；
所述密封罩壳(3)配置有多个光电传感器(8)，每个光电传感器(8)的位置都独立正对于一个出气孔(202)；
所述冷柜(1)内部配置有冷风供风机构(7)，所述冷风供风机构(7)包括压缩机、供气泵以及用于调控冷气管路输出的多路控制阀，所述多路控制阀的出气端通过管路与入气腔(4)连通；
所述阶梯搁架(2)顶部与冷柜(1)顶板之间形成回流区(501)，所述回流区(501)与冷风供风机构(7)之间配置有气体回流管路；
控制系统还包括以下环节内容：
环节一.初始启动时，根据需要设定好冷藏室(5)温度，冷风供风机构(7)启动，通过多路控制阀以相同速率向各个入气腔(4)导入冷气，温度传感器(6)实时传感监测冷藏室(5)的温度信息，并传输至控制系统；
环节二.在阶梯搁架(2)的各个置物槽(201)中摆放物品，各个密封罩壳(3)的光电传感器(8)对出气孔(202)方向的物体遮挡状态进行传感监测，并将光电信号传输至控制系统；
环节三.控制系统配置光电信号模块、时间模块，光电信号模块对各个编码位置点的光电传感器(8)所传输来的光电信号进行判断，分析出被遮挡的光电信号，并通过时间模块对光电信号的遮挡持续时间进行记录存储；
环节四.当柜门(101)打开时，压力传感器(102)传感监测到压力信号消失，控制系统监测到柜门(101)处于“打开”状态，控制系统内的延时模块启动；
在延时模块计时期间，柜门(101)未关闭，温度传感器(6)传感监测到温度高于系统预设冷藏温度，冷风供风机构(7)不进行制冷；
超出延时模块计时期间，温度传感器(6)传感监测到温度高于系统预设冷藏温度，冷风供风机构(7)开始进行制冷；
其中，控制系统内预设阶梯搁架(2)背侧的密封罩壳(3)数目为M，预设单个密封罩壳(3)的光电传感器(8)数目为N，设单个密封罩壳(3)内光电信号被遮挡的光电传感器(8)数目为Y，设单个密封罩壳(3)中的光电信号遮挡占空比为λ，则
设单个密封罩壳(3)中光电信号被遮挡的光电传感器(8)的光电信号持续被遮挡的时间分别为t1、t2、...、tY，则单个密封罩壳(3)中光电信号的总遮挡时间tZ＝t1+t2+...+tY；
设各个密封罩壳(3)中的光电信号遮挡占空比分别为λ1、λ2、...、λm，设各个密封罩壳(3)中光电信号的总遮挡时间分别为tZ1、tZ2、...、tZm；
设冷风供风机构(7)的多路控制阀实时总供风量为Pz，设多路控制阀任意一出气支路的供风量为Px，则多路控制阀任意一出气支路的供风量与其所连接密封罩壳(3)中光电信号占空比、遮挡时间存在关系：
2.根据权利要求1所述的一种冷柜使用智能检测控制系统，其特征在于：
同一置物槽(201)背板的多个出气孔(202)处于同一水平位置，所述光电传感器(8)传感探测的方向水平穿过出气孔(202)。
3.根据权利要求1所述的一种冷柜使用智能检测控制系统，其特征在于：
所述密封罩壳(3)的水平长度范围与出气孔(202)的分布范围相配合，所述密封罩壳(3)朝向阶梯搁架(2)的一侧设置有密封圈(302)。
4.根据权利要求1所述的一种冷柜使用智能检测控制系统，其特征在于：
所述密封罩壳(3)配置有一导入管头(301)，所述导入管头(301)与入气腔(4)连通，每个密封罩壳(3)的导入管头(301)通过管路与多路控制阀的其中一个出气端连接。
5.根据权利要求1所述的一种冷柜使用智能检测控制系统，其特征在于：
所述阶梯搁架(2)顶部配置有一回流管头(203)，所述回流管头(203)与回流区(501)连通，所述气体回流管路连接在回流管头(203)位置处。
6.根据权利要求1所述的一种冷柜使用智能检测控制系统，其特征在于：
控制系统预设冷藏室(5)的冷藏温度为T，设温度传感器(6)实时传感监测冷藏室(5)的温度为Tx，当Tx>T时，冷风供风机构(7)的多路控制阀实时总供风量为Pz与冷藏室(5)待降温温差之间存在关系：f(PZ)∝f(TX-T)。
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