一種果蔬氣調保鮮運輸系統及其控制方法

專利名稱：一種果蔬氣調保鮮運輸系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及食品保鮮運輸領域，具體涉及一種果蔬氣調保鮮運輸系統及其控制方法。
背景技術：
果蔬保鮮運輸是保證果蔬品質減少果蔬腐爛和提高農民收入的重要措施由于我國果蔬冷鏈物流不健全，造成我國每年約有750億元的果蔬產值在腐爛中損失掉。隨著消費者對食品安全和食品品質要求的日益提高，亟需提高果蔬品質，減少果蔬腐爛，實現果蔬遠距離保鮮運輸。影響果蔬保鮮運輸質量的因素有運輸環境的溫度、濕度和氣體條件。溫度對果蔬貯藏的影響表現在呼吸、蒸騰、成熟和衰老等多種生理作用上。隨著溫度的升高，各種生理代謝活性增強，對運輸產生不良影響。提高運輸環境中的濕度，能夠減少果蔬蒸騰失水，緩慢果蔬衰老變質，延長貯藏運輸期。運輸環境中的氣體條件主要指氧氣、二氧化碳和乙烯， 乙烯對果蔬有催熟的作用，在運輸過程中應降低其濃度，并且通過降低氧氣和增高二氧化碳的濃度來抑制果蔬的呼吸作用，延緩果蔬成熟衰老，抑制病原微生物的危害。氣調有助于抑制果蔬呼吸，延長果蔬保鮮時間。因此，氣調保鮮運輸已成為世界各國公認的有效和先進的果蔬保鮮運輸方法之一。目前國外主流的氣調系統有制氮氣調系統、自身氣調系統、充注氣調系統和制臭氧氣調系統。制氮氣調系統初期投入成本大，工作穩定，能根據環境氣調成分的變化實時調節，但降氧速度較慢，適宜長途運輸，特別是海運。自身氣調系統成本低，操作簡單，但保鮮效果不佳且對果蔬儲存環境密封性要求高。充注氣調系統操作靈活，降氧快速，但長期運行成本高于制氮氣調系統，且對果蔬保鮮環境密封性要求高。制臭氧氣調系統具有氣調和殺菌的效果，但只對個別果蔬有效，且成本過高。當前國外氣調系統普遍存在降氧時間慢、氣調裝備成本高或者氣調效果不理想等特點，不適合我國國內運輸的國情。國內的研究主要集中在氣調儲藏方面，在氣調運輸方面研究應用并不多。

發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于，提供一種果蔬氣調保鮮運輸系統及其控制方法，本發明能綜合調控果蔬運輸環境中的氣體成分、環境溫度和濕度，具有成本低、降氧時間快、調控簡單等特點，特別適合于我國國內運輸的現狀。為了實現上述目的，本發明的技術方案為一種果蔬氣調保鮮運輸系統，包括中央液氮充注氣調平臺和與之配套的至少一臺氣調保鮮運輸車，所述氣調保鮮運輸車包括汽車車頭、汽車底盤、氣密廂體、車載控制器、排水系統、通風系統、信號采集系統、溫控系統、力口濕系統、換氣系統、汽化盤管和快速插線排插孔；氣密廂體安裝在汽車底盤上，信號采集系統用于采集氣密廂體內的溫度、濕度、氣體濃度信號，溫控系統用于對氣密廂體進行制冷、加熱；車載控制器安裝于汽車車頭內，分別與通風系統、換氣系統、加濕系統和信號采集系統連接；汽化盤管安裝于氣密廂體上；快速插線排插孔安裝于氣密廂體上；所述中央液氮充注氣調平臺包括液氮罐以及液氮罐上的出液電磁閥、增壓電磁閥、不銹鋼軟管、充電控制器、液氮充注控制器、人機交互界面、快速插線排插座；液氮罐的出液口通過不銹鋼軟管與氣調保鮮運輸車上的汽化盤管連接；快速插線排插座和快速插線排插孔上設有利于快速配合插接的相互對應的編號；液氮充注控制器通過快速插線排插孔和快速插線排插座與信號采集系統連接。中央液氮充注氣調平臺不隨車走，可以用于多臺氣調保鮮運輸車，液氮充注控制器通過置于氣密廂體內的信號采集系統來檢測和控制保鮮室內的氧氣濃度和溫度環境，通過快速插線排插頭和快速插線排插座按對應編號插接，實現與信號采集系統中溫度傳感器 和氧氣濃度傳感器的快速連接。進一步的，所述氣密廂體包括廂體外殼和廂體內部結構，廂體外殼由上面板、下面板、左面板、右面板、前面板和后門板組成；廂體內部結構由開孔隔板分為保鮮室和高壓室； 所述高壓室上部安裝有風機安裝板，風機安裝板上設有至少1臺風機；保鮮室上方上面板中心線位置處設有回風道，回風道與風機連接；通過風機向高壓室吹風形成壓力，風經風機、高壓室、保鮮室回風道、風機形成循環。汽化盤管安裝于高壓室上，液氮在高壓室中氣化也帶來壓力。所述信號采集系統包括分別安裝的溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、乙烯濃度傳感器、液位變送器和氧氣濃度傳感器，液位變送器安裝于氣高壓室內下面板上，其余傳感器安裝于保鮮室的中后部。更進一步的，所述排水系統為一電磁閥，通過液位變送器測量高壓室積水深度后將信號反饋給車載控制器，車載控制器根據信號判斷是否開啟排水系統電磁閥。更進一步的，所述加濕系統包括儲水箱和超聲波霧化振子，超聲波霧化振子安裝于儲水箱內；儲水箱上還開有排水孔、霧氣出孔和接線孔。更進一步的，所述換氣系統包括進氣電磁閥和排氣電磁閥，當氣調保鮮運輸車需要換氣時，同時開啟進氣電磁閥和排氣電磁閥；當在給氣調保鮮運輸車噴注液氮時將富氧氣體排出氣密廂體時，關閉進氣電磁閥，開啟排氣電磁閥。更進一步的，所述加濕系統安裝于高壓室中；排水系統安裝于高壓室下方；換氣系統中的進氣電磁閥安裝于氣密廂體的前面板上方，排氣電磁閥安裝于氣密廂體的后門板下方；所述的汽化盤管置于高壓室的中部；通風系統的風機安裝于風機安裝板上。進一步的，所述溫控系統包括蒸發器盤管、加熱除霜裝置、電子膨脹閥、冷凝器、壓縮機和溫度控制器；壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、蒸發器盤管依次連接；溫度控制器分別與加熱除霜裝置、電子膨脹閥連接；通風系統包括相互連接的繼電器和風機，采用雙風機模式，風機分別與車載控制器、液氮充注控制器和繼電器連接。通風系統既參與溫控系統的控溫過程、中央液氮充注氣調平臺的降氧過程，又參與加濕系統的濕度調節過程。本發明還公開了一種果蔬氣調保鮮運輸系統的中央液氮充注氣調平臺控制方法， 其特征在于，包括以下具體步驟
Si. 1、初始化設置管理人員開啟液氮充注控制器，進入步驟Si. 2 ； Si. 2、通過人機交互界面設定氣調保鮮環境參數目標值，即氧氣濃度目標值和溫度下限值，進入步驟Si. 3;
Si. 3、信號采集系統通過氧氣濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的氧氣濃度進行采樣，溫度傳感器對氣密廂體保鮮室內的溫度進行采樣，并將所采集的溫度采樣值、氧氣濃度采樣值發送給主機模塊，進入步驟Si. 4 ；
Si. 4、主機模塊判斷溫度采樣值是否低于設定的溫度下限值，若是，則進入步驟Si. 6 ； 若否，則進入Si. 5 ；
Si. 5、主機模塊判斷氧氣濃度采樣值是否高于步驟Si. 2中的氧氣濃度目標，若是，則進入步驟Si. 7 ；若否，則進入步驟Si. 8 ；
Si. 6、關閉液氮罐出液電磁閥、增壓電磁閥、通風系統中的風機和排氣電磁閥，返回步驟 SL 3 ；
Ｓi. 7、開啟液氮罐出液電磁閥、增壓電磁閥，通風系統中的風機打開，同時排氣電磁閥打開，返回步驟Si. 3;
Ｓ1.8、退出系統，結束操作。還公開了一種果蔬氣調保鮮運輸系統的溫控系統控制方法，其特征在于，包括以下具體步驟
Ｓ2.1、初始化設置管理人員開啟溫控系統，進入步驟S2. 1 ；
S2. 2、設定氣調保鮮環境參數目標值，即溫度目標值，進入步驟S2. 3 ； S2. 3、信號采集系統通過溫度傳感器對氣密廂體保鮮室內的溫度進行采樣，并將所采集的溫度采樣值發送給溫度控制器，進入步驟S2. 4 ；
S2. 4、溫控系統判斷溫度采樣值是否高于步驟S2. 2中的溫度目標值+ N°C，若是，則進入步驟S2. 6 ；若否，則進入步驟S2. 5 ；所述N值由管理人員預設；
S2. 5、溫控系統判斷溫度采樣值是否低于步驟S2. 2中的溫度目標值一 N°C，若是，則進入步驟S2. 7 ；若否，則進入步驟S2. 8 ；
S2. 6、開啟溫控系統制冷，通風系統運行，返回步驟S2. 3 ； S2. 7、開啟溫控系統加熱，通風系統運行，返回步驟S2. 3 ；
S2.8、溫控系統判斷是否收到管理員的關閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟 S2· 3 ο還公開了一種果蔬氣調保鮮運輸系統的車載控制器控制方法，其特征在于，包括以下具體步驟
S3.1、初始化設置管理人員將車載控制器的開關打開，進入步驟S3. 2 ；
S3. 2、通過車載控制器操作面板設定氣調保鮮環境參數目標值，即濕度目標值、液位上限值、二氧化碳和乙烯濃度的上限值，進入步驟S3. 3 ；
S3. 3、信號采集系統通過濕度傳感器對氣密廂體保鮮室內的濕度進行采樣，氧氣濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的氧氣濃度進行采樣，二氧化碳濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的二氧化碳濃度進行采樣，乙烯濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的乙烯濃度進行采樣， 液位變送器對氣密廂體壓力室內的積水深度進行采樣，并將采樣值發送給車載控制器，進入步驟S3. 4 ；
S3. 4、車載控制器判斷濕度采樣值是否低于步驟S3. 2中的濕度目標值_P%RH，若是，則進入步驟S3. 7 ；若否，則進入步驟S3. 5 ；所述P值由管理人員預設；
S3. 5、車載控制器判斷二氧化碳濃度值高于S3. 2中的目標值，若是，則進入步驟S3. 9 ； 若否，則進入步驟S3. 6;S3. 6、車載控制器判斷二氧化碳濃度值高于S3. 2中的目標值，若是，則進入步驟S3. 9 ； 若否，則進入步驟S3. 7 ；
S3. 7、車載控制器判斷壓力室內的積水深度是否高于S3. 2中的上限值，若是，則進入步驟S3. 11 ；若否，則進入步驟S3. 12 ；
S3. 8、開啟加濕系統中的超聲波霧化振子，通風系統運行，返回步驟S3. 3 ； S3. 9、開啟換氣系統的進氣電磁閥和排氣電磁閥，通風系統運行，進入步驟S3. 10 ； S3. 10、車載控制器判斷二氧化碳或乙烯濃度值是否高于S3. 2中的目標值一 D%，若是， 則返回步驟S3. 9 ；若否，則返回步驟S3. 3 ；
S3. 11、開啟排水系統Q分鐘；返回步驟S3. 3 ；所述Q值由管理人員預設； S3. 12、車載控制器判斷是否收到管理員的關閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟S3. 3。作為優選的方案，N取值為2，D取值為3，Q取值為5，P取值為5。與現有技術相比較，本發明具有以下優點
第一、采用直接充注液氮的方式降低廂體內的氧氣含量，氣調方式為將液氮罐內的液氮通過汽化盤管氣化后直接噴射入氣密廂體；在噴注液氮的同時富氧氣體通過排氣電磁閥排除氣密廂體，可以實現廂體內氧氣含量的快速降低；
第二、采用中央液氮充注氣調平臺，一個中央液氮充注氣調平臺可以用于多臺經濟型智能果蔬氣調保鮮運輸車，與現有的氣調保鮮普遍采用的制氮機組相比，不但降氧速度快， 而且成本大幅度下降；
第三、安裝了加濕系統，對廂體的濕度進行控制；本發明采用的加濕系統結構簡單、安全可靠、維修方便，并且成本低廉、加濕效果好；
第四、安裝了排水系統，通過溫度控制器定時開啟排水裝置，將果蔬呼吸作用、控溫過程和加濕過程中產生的積水及時排出，減少病菌滋生；
第五、安裝了通風系統，采用雙風機模式，箱內環境溫度、濕度和氧氣濃度相差大時，打開風機，減小溫差、濕度差和氧氣濃度差。


圖1為本發明果蔬氣調保鮮運輸系統的結構框圖； 圖2為本發明的氣調保鮮運輸車的氣密廂體結構示意圖； 圖3為圖2中的A-A剖視圖4為本發明的通風系統的結構示意圖； 圖5為本發明的溫控系統的結構示意圖； 圖6為本發明的加濕系統的結構示意圖； 圖7為本發明的氣調保鮮運輸車的結構示意圖； 圖8為本發明的中央液氮充注氣調平臺的結構示意圖； 圖9為本發明的氣調保鮮運輸車的電路原理圖； 圖10為本發明的中央液氮充注氣調平臺的電路原理圖； 圖11為本發明的中央液氮充注氣調平臺控制方法流程圖； 圖12為本發明的溫控系統控制方法流程圖；圖13為本發明的車載控制器控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明 作進一步詳細描述
如圖1所示，一種果蔬氣調保鮮運輸系統，包括兩大部分中央液氮充注氣調平臺和與之配套的至少1臺的氣調保鮮運輸車。如圖7所示，氣調保鮮運輸車包括汽車車頭1、汽車底盤2、氣密廂體3、車載控制器 4、排水系統5、通風系統6、信號采集系統7、溫控系統8、加濕系統9、換氣系統10、快速插線排插孔12和汽化盤管11，信號采集系統7用于采集氣密廂體3內的溫度、濕度、氣體濃度信號，溫控系統8用于對氣密廂體3進行制冷、加熱。如圖2、圖3所示，氣密廂體3包括廂體外殼和廂體內部結構，廂體外殼由上面板 17、下面板37、左面板42、右面板41、前面板28和后門板16組成；廂體內部結構由開孔隔板39分為保鮮室24和高壓室36，高壓室36上方安裝有風機安裝板29，保鮮室24上方上面板17中心線位置處設有回風道23，回風道23與風機26連接，保鮮室24上方下面板37 上設有導風槽40
如圖4所示，通風系統6包括相互連接的繼電器43和風機26 ；如圖7所示，信號采集系統7包括溫度傳感器18、濕度傳感器20、二氧化碳濃度傳感器21、乙烯濃度傳感器22、液位變送器35和氧氣濃度傳感器19。如圖5所示，溫控系統8包括蒸發器盤管30、加熱除霜裝置44、電子膨脹閥45、冷凝器31、壓縮機34和溫度控制器33 ；壓縮機34、冷凝器31、電子膨脹閥45、蒸發器盤管30依次連接；溫度控制器33分別與加熱除霜裝置44、電子膨脹閥45 連接。如圖6所示，加濕系統9包括相互連接的儲水箱47、超聲波霧化振子49，超聲波霧化振子49安裝于儲水箱47內；儲水箱47上開有排水孔50、霧氣出孔46和接線孔48 ；排水系統5為一電磁閥；換氣系統10包括一個進氣電磁閥27和一個排氣電磁閥38。氣密廂體3安裝在汽車底盤2上；信號采集系統7的液位變送器35安裝與氣密廂體3高壓室36的下面板37上，其余傳感器置于保鮮室24的中后部；加濕系統9安裝于高壓室36的下面板37上；排水系統5安裝于高壓室36的下面板37上；溫控系統8的冷凝器 31固定在氣密廂體3的前面板28上方，蒸發器盤管30和加熱除霜裝置44置于氣密廂體3 的壓力室36上部，壓縮機53安裝于汽車底盤2上；換氣系統10的進氣電磁閥27安裝于氣密廂體3的前面板28上4方，排氣電磁閥38安裝于氣密廂體3的后門板16下方；所述的汽化盤管11置于高壓室36的中部；通風系統6的風機26安裝于風機安裝板29上。車載控制器4分別與通風系統6、換氣系統10、加濕系統9和信號采集系統7相連； 車載控制器4安裝于汽車車頭1的駕駛室內。如圖8所示，中央液氮充注氣調平臺包括液氮罐出液電磁閥51、增壓電磁閥52、液氮罐53、不銹鋼軟管64、充電控制器32、蓄電池59、快速插線排插頭13以及液氮充注控制器15、人機交互界面14 ；液氮罐53的出液口通過不銹鋼軟管64與氣調保鮮運輸車上的汽化盤管11連接。液氮罐53的出液口分出多個支路，能同時給多輛經濟型智能果蔬氣調保鮮運輸車同步充注氣調，每個液氮罐53出液口出液支路上都安裝有手閥66，在某支路未連接經濟型智能果蔬氣調保鮮運輸車時，可通過手閥66關閉此支路。
液氮充注控制器15用于通過信號采集系統7監測氣密廂體內保鮮環境的變化，對中央液氮充注氣調平臺和通風系統6進行控制，并將控制結果通過人機交互界面14顯示； 液氮充注控制器15包括相連的主機模塊58、模擬量輸入模塊57和數字量輸出模塊56 ；模擬量輸入模塊57通過快速插線排插頭13和快速插線排插孔12按對應編號插接，實現與信號采集系統7的快速連接。氣調保鮮運輸車的電路原理圖如圖9所示，車載控制器4為AVR單片機；AVR單片機包括相互連接的ATmegal6-16AI芯片62、電壓轉換電路63、ST7920 LCD60和操作鍵盤 61。電壓轉換電路63的電壓輸入端子正極接24V直流電源，負極接地；電壓轉換電路63的電壓輸出端子正極接AT megal6-16AI芯片62的VCC引腳，負極接地；ATmegal6-16AI芯片 62的GND引腳接地，ATmegal6-16AI芯片62的AVCC引腳與VCC引腳連接。液位變送器35的信號端子正極與ATmegal6-16AI芯片62的PAO引腳相連，負極與ATmegal6-16AI芯片62的GND引腳相連；液位變送器35的電源端子正極接24V直流電源正極，負極接地。乙烯濃度傳感器22的接線端子負極與ATmegal6-16AI芯片62的PAl引腳相連，乙烯濃度傳感器22的接線端子負極與250 Ω精密電阻Rl的一端相連，另一端與 ATmegal6-16AI芯片62的GND引腳相連；乙烯濃度傳感器22的接線端子正極接24V直流電源正極。氧氣濃度傳感器19的接線端子-與ATmegal6-16AI芯片62的PA2引腳相連，氧氣濃度傳感器19的接線端子-與250 Ω精密電阻R3的一端相連，250 Ω精密電阻R3的另一端與ATmegal6-16AI芯片62的GND引腳相連；氧氣濃度傳感器19的接線端子+接24V 直流電源正極。二氧化碳濃度傳感器21的接線端子W與ATmegal6-16AI芯片62的PA3引腳相連， 二氧化碳濃度傳感器21的接線端子B與ATmegal6-16AI芯片62的GND引腳相連；二氧化碳濃度傳感器21的接線端子W與250 Ω精密電阻R3的一端相連，二氧化碳濃度傳感器21 的接線端子B與250 Ω精密電阻R3的另一端相連，二氧化碳濃度傳感器21的接線端子R 接24V直流電源正極。濕度傳感器20的信號端子正極與ATmegal6-16AI芯片62的PA4引腳相連，負極與ATmegal6-16AI芯片62的GND引腳相連；濕度傳感器20的電源端子正極接24V直流電源正極，負極接地。ATmegal6-16AI芯片62的PBO引腳與繼電器43的第四端子相連，繼電器43的第一端子接24V直流電源正極，繼電器43的第二端子與風機26的接線端子正極相連，繼電器 43的第八端子和風機26的接線端子負極接地。 ATmegal6-16AI芯片62的PBl引腳與繼電器N3的第四端子相連，繼電器N3的第一端子接24V直流電源正極，繼電器N3的第二端子與排水系統5的接線端子正極相連，繼電器N3的第八端子和排水系統5的接線端子負極接地。ATmegal6-16AI芯片62的PB2引腳與繼電器N4的第四端子相連，繼電器N4的第一端子接24V直流電源正極，繼電器N4的第二端子與超聲波霧化振子49的接線端子正極相連，繼電器N4的第八端子和超聲波霧化振子49的接線端子負極接地。ATmegal6-16AI芯片62的PB3引腳與繼電器N5的第四端子相連，繼電器N5的第一端子和第五端子接24V直流電源正極，繼電器N5的第二端子與繼電器N5的第六端子分別與進氣電磁閥27和排氣電磁閥38的接線端子正極相連，繼電器N5的第八端子、進氣電磁閥27和排氣電磁閥38的接線端子正極接地。 中央液氮充注氣調平臺的電路原理圖如圖10所示，液氮充注控制器15為西門子 S7-300 型可編程控制器(Programmable Logic Controller,簡稱 PLC)，液氮充注控制器15包括相互連接的型號為6ES7314-1AG13-0AB0的主機模塊58、型號為 6ES7331-7KF02-0AB0的模擬量輸入模塊57和型號為6ES7323-1BL00-0AA0的數字量輸入輸出模塊56。所述的充電控制器32的電壓輸出端子負極與蓄電池59負極端子相連，充電控制器32電壓輸出端子正極與蓄電池59正極端子相連。充電控制器32的電壓輸入端子負極接地，正極接220V交流電正極；蓄電池59正極端子與主機模塊58的L+端子相連，蓄電池 59負極端子與主機模塊58的M端子相連。主機模塊58的RS485串口通過MPI (Multi Point Interface，多點接口 )通信線與人機交互界面14的RS485串口相連。人機交互界面14的電源端子正極與蓄電池59正極端子相連，負極與蓄電池59負極端子相連。模擬量輸入模塊57的端子1接24V直流電源的正極，模擬量輸入模塊57的端子 20接地，模擬量輸入模塊57的端子10與模擬量輸入模塊57的第十一端子相連。模擬量輸入模塊57的第二端子與快速插線排插座13的第二端子相連，模擬量輸入模塊57的第三端子與快速插線排插座13的第三端子相連；所述的溫度傳感器18的信號端子+與快速插線排插孔12的第二端子相連，溫度傳感器18的信號端子負極與快速插線排插孔12的第三端子相連；溫度傳感器18的信號端子正極與250 Ω精密電阻R2的一端連接，溫度傳感器18的信號端子負極與250 Ω精密電阻R2的另一端連接，溫度傳感器18的電源端子正極接24V直流電源正極，溫度傳感器18的電源端子負極接地。模擬量輸入模塊57的第六端子與快速插線排插頭13的第四端子相連，模擬量輸入模塊57的第七端子與快速插線排插頭13的第五端子相連；所述的氧氣濃度傳感器19接線端子_與插線排插孔19的第四端子連接，氧氣濃度傳感器19接線端子-與250 Ω精密電阻Rl的一端相連，250 Ω精密電阻Rl的另一端接地，250 Ω精密電阻Rl的近地端與快速插線排插孔12的第五端子相連。氧氣濃度傳感器19的接線端子正極接24V直流電源的正極。插線排插頭13與插線排插孔12按對應的端子編號連接，以實現模擬量輸入模塊 57與溫度傳感器18、氧氣濃度傳感器19的連接。數字量輸入輸出模塊56的第一端子接24V直流電源的正極，數字量輸入輸出模塊 56的第二十端子接地，數字量輸入輸出模塊56的第二十一端子接24V直流電源的正極，數字量輸入輸出模塊(56)的第四十端子接地；
數字量輸入輸出模塊56的第二十二端子與插線排插頭13的第一端子連接，通風系統 6的繼電器43的第四端子連接與插線排插孔12的第一端子連接，繼電器43的第八端子接地；繼電器43的第一端子接24V直流電源正極，繼電器43的第二端子與通風系統6的風機 26的電源端子正極連接，通風系統6的風機26的電源端子負極接地。數字量輸入輸出模塊56的第二十五端子與插線排插頭13的第六端子連接，繼電器N5的第四端子與快速插線排插孔12的第六端子相連；繼電器N5的第五端子接24V直流電源正極，繼電器N5的第六端子與排氣電磁閥38的接線端子正極相連繼電器N5的第八端子與排氣電磁閥38的接線端子負極接地；
快速插線排插頭13與快速插線排插孔12按對應的端子編號連接，以實現數字量輸入輸出模塊56與繼電器43和繼電器N5的連接。

數字量輸入輸出模塊56的第二十三端子與繼電器N2的第四端子連接，繼電器N2 的第一端子和繼電器N2的第五端子接24V直流電源正極，繼電器N2的第二端子和繼電器 N2的第六端子分別接中央液氮充注氣調平臺的液氮罐出液電磁閥51和增壓電磁閥52的接線端子正極，液氮罐出液電磁閥51和增壓電磁閥52的接線端子負極和繼電器m的第八端子均接地。一種智能果蔬氣調保鮮運輸車的實現方法，如圖11、12、13所示，包括三段具體的實現方案，具體步驟如下
中央液氮充注氣調平臺控制方法
Si. 1、初始化設置將液氮充注控制器15的主機模塊58開關推至ON檔，進入步驟 Si. 2 ；
Si. 2、通過人機交互界面14設定氣調保鮮環境參數目標值，即氧氣濃度目標值和溫度下限值，進入步驟Si. 3;
Si. 3、信號采集系統7通過氧氣濃度傳感器19對氣密廂體3的保鮮室24內的氧氣濃度進行采樣，溫度傳感器18對氣密廂體3保鮮室24內的溫度進行采樣，并將所采集的溫度采樣值、氧氣濃度采樣值發送給主機模塊58，進入步驟Si. 4 ；
Si. 4、主機模塊58判斷溫度采樣值是否低于設定的溫度下限值，若是，則進入步驟 Si. 6 ；若否，則進入Si. 5 ；
Si. 5、主機模塊58判斷氧氣濃度采樣值是否高于步驟Si. 2中的氧氣濃度目標，若是， 則進入步驟Si. 7 ；若否，則進入步驟Si. 8 ；
Si. 6、關閉液氮罐出液電磁閥51、增壓電磁閥52、通風系統6和排氣電磁閥38，返回步驟 SL 3 ；
Si. 7、開啟液氮罐出液電磁閥51、增壓電磁閥52，通風系統6運行，同時拍氣電磁閥38 打開，返回步驟Si. 3 ；
51.8、退出系統，結束操作。
溫控系統控制方方法
52.1、初始化設置將溫度控制器33的開關打開，進入步驟S2. 1 ；
S2. 2、通過溫度控制器33操作面板設定氣調保鮮環境參數目標值，即溫度目標值，進入步驟S2. 3 ；
S2. 3、信號采集系統7通過溫度傳感器18對氣密廂體3保鮮室內24的溫度值進行采樣，并將所采集的溫度采樣值發送給溫度控制器33，進入步驟S2. 4 ；
S2. 4、溫度控制器33判斷溫度采樣值是否高于步驟S2. 2中的溫度目標值+ 2V，若是， 則進入步驟S2. 6 ；若否，則進入步驟S2. 5 ；
S2. 5、溫度控制器33判斷溫度采樣值是否低于步驟S2. 2中的溫度目標值一 2°C，若是，則進入步驟S2. 7 ；若否，則進入步驟S2. 8 ；
S2. 6、開啟溫控系統8制冷，通風系統6運行，返回步驟S2. 3 ； S2. 7、開啟溫控系統8加熱，通風系統6運行，返回步驟S2. 3 ；
52.8、溫度控制器33判斷是否收到管理員的關閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟S2. 3。
車載控制器控制方法
53.1、初始化設置將車載控制器4的開關打開，進入步驟S3. 2 ；
S3. 2、通過車載控制器操4作面板設定氣調保鮮環境參數目標值，即濕度目標值、液位上限值、二氧化碳和乙烯濃度的上限值，進入步驟S3. 3 ；
S3. 3、信號采集系統7通過濕度傳感器20對氣密廂體3保鮮室24內的濕度進行采樣， 氧氣濃度傳感器19對氣密廂體3保鮮室24內的氧氣濃度進行采樣，二氧化碳濃度傳感器 21對氣密廂體3保鮮室24內的二氧化碳濃度進行采樣，乙烯濃度傳感器22對氣密廂體3 保鮮室24內的乙烯濃度進行采樣，液位變送器35對氣密廂體3壓力室36內的積水深度進行采樣，并將采樣值發送給車載控制器32，進入步驟S3. 4 ；
S3. 4、車載控制器4判斷濕度采樣值是否低于步驟S3. 2中的濕度目標值_5%RH，若是， 則進入步驟S3. 7 ；若否，則進入步驟S3. 5 ；
S3. 5、車載控制器4判斷二氧化碳濃度值高于S3. 2中的目標值，若是，則進入步驟 S3. 9 ；若否，則進入步驟S3. 6 ；
S3. 6、車載控制器4判斷二氧化碳濃度值高于S3. 2中的目標值，若是，則進入步驟 S3. 9 ；若否，則進入步驟S3. 7 ；
S3. 7、車載控制器4判斷壓力室(36)內的積水深度是否高于S3. 2中的上限值，若是， 則進入步驟S3. 11 ；若否，則進入步驟S3. 12 ；
S3. 8、開啟加濕系統9中的超聲波霧化振子49，通風系統6運行，返回步驟S3.3 ；。S3. 9、開啟換氣系統10的進氣電磁閥27和排氣電磁閥38，通風系統6運行，進入步驟S3. 10。S3. 10、車載控制器4判斷二氧化碳或乙烯濃度值是否高于S3. 2中的目標值一 3%， 若是，則返回步驟S3. 9 ；若否，則返回步驟S3. 3。S3. 11、開啟排水系統5分鐘；返回步驟S3. 3。S3. 12、車載控制器4判斷是否收到管理員的關閉信號，若是，則退出操作；若否， 則返回步驟S3. 3。以上實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求
1.一種果蔬氣調保鮮運輸系統，包括中央液氮充注氣調平臺和與之配套的至少一臺氣調保鮮運輸車，其特征在于，所述氣調保鮮運輸車包括汽車車頭(1)、汽車底盤(2)、氣密廂體(3)、車載控制器(4)、 排水系統(5)、通風系統(6)、信號采集系統(7)、溫控系統(8)、加濕系統(9)、換氣系統 (10)、汽化盤管(11)和快速插線排插孔(12);氣密廂體(3)安裝在汽車底盤(2)上，信號采集系統(7)用于采集氣密廂體(3)內的溫度、濕度、氣體濃度信號，溫控系統(8)用于對氣密廂體(3)進行制冷、加熱；車載控制器(4)安裝于汽車車頭(1)內，分別與通風系統(6)、換氣系統(10)、加濕系統(9)和信號采集系統(7)連接；汽化盤管(11)安裝于氣密廂體(3)上； 快速插線排插孔(12)安裝于氣密廂體(3)上；所述中央液氮充注氣調平臺包括液氮罐(53)以及液氮罐(53)上的出液電磁閥(51)、 增壓電磁閥(52)、不銹鋼軟管(64)、充電控制器(32)、液氮充注控制器(15)、人機交互界面 (14)、快速插線排插座(13)；液氮罐(53)的出液口通過不銹鋼軟管(64)與氣調保鮮運輸車上的汽化盤管(11)連接；快速插線排插座(13)用于與快速插線排插孔(12)快速配合插接；液氮充注控制器(15)通過快速插線排插孔(12)和快速插線排插座(13)與信號采集系統(7)連接。
2.根據權利要求1所述的果蔬氣調保鮮運輸系統，其特征在于，所述氣密廂體(3)包括廂體外殼和廂體內部結構，廂體外殼由上面板(17)、下面板(37)、左面板(42)、右面板 (41)、前面板(28)和后門板(16)組成；廂體內部結構由開孔隔板(39)分為保鮮室(24)和高壓室(36 )；所述高壓室(36 )上部安裝有風機安裝板(29 )，風機安裝板(29 )上設有至少1 臺風機(26)，保鮮室(24)上方上面板(17)中心線位置處設有回風道(23)，回風道(23)與風機(26)連接；汽化盤管(11)安裝于高壓室(36)上；所述信號采集系統(7)包括分別安裝的溫度傳感器(18)、濕度傳感器(20)、二氧化碳濃度傳感器(21)、乙烯濃度傳感器(22)、液位變送器(35)和氧氣濃度傳感器(19)，液位變送器(35)安裝于氣高壓室(36)內下面板(37)上，其余傳感器安裝于保鮮室(24)的中后部。
3.根據權利要求2所述的果蔬氣調保鮮運輸系統，其特征在于，所述排水系統(5)為一電磁閥，通過液位變送器(35)測量高壓室(36)積水深度后將信號反饋給車載控制器(4)， 車載控制器(4 )根據信號判斷是否開啟排水系統電磁閥。
4.根據權利要求2所述的果蔬氣調保鮮運輸系統，其特征在于，所述加濕系統(9)包括儲水箱(47)和超聲波霧化振子(49)，超聲波霧化振子(49)安裝于儲水箱(47)內；儲水箱 (47)上還開有排水孔(50)、霧氣出孔(46)和接線孔(48)。
5.根據權利要求2所述的果蔬氣調保鮮運輸系統，其特征在于，所述換氣系統(10)包括用于置換氣調保鮮運輸車內氣體的進氣電磁閥(27)和排氣電磁閥(38)，所述進氣電磁閥(27 )和排氣電磁閥(38 )由車載控制器(4 )控制開關狀態。
6.根據權利要求2至5任一項所述的果蔬氣調保鮮運輸系統，其特征在于，所述加濕系統(9)安裝于高壓室(36)中；排水系統(5)安裝于高壓室(36)下方；換氣系統(10)中的進氣電磁閥(27)安裝于氣密廂體(3)的前面板(28)上方，排氣電磁閥(38)安裝于氣密廂體 (3)的后門板(16)下方；所述的汽化盤管(11)置于高壓室(36)的中部；通風系統(6)的風機(26)安裝于風機安裝板(29)上。
7.根據權利要求1所述的果蔬氣調保鮮運輸系統，其特征在于，所述溫控系統(8)包括蒸發器盤管(30 )、加熱除霜裝置(44 )、電子膨脹閥(45 )、冷凝器(31)、壓縮機(34 )和溫度控制器(33)；壓縮機(34)、冷凝器(31)、電子膨脹閥(45)、蒸發器盤管(30)依次連接；溫度控制器(33)分別與加熱除霜裝置(44)、電子膨脹閥(45)連接；通風系統(6)包括相互連接的繼電器(43)和風機(26)，采用雙風機模式，風機(26)分別與車載控制器(4 )、液氮充注控制器(15 )和繼電器(43 )連接。
8.一種根據權利要求1所述的果蔬氣調保鮮運輸系統的中央液氮充注氣調平臺控制方法，其特征在于，包括以下具體步驟S1. 1、初始化設置管理人員開啟液氮充注控制器(15)，進入步驟Si. 2 ； S1. 2、通過人機交互界面(14)設定氧氣濃度目標值和溫度下限值，進入步驟Si. 3 ； Si. 3、信號采集系統(7)通過氧氣濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的氧氣濃度進行采樣，溫度傳感器對氣密廂體保鮮室內的溫度進行采樣，并將所采集的溫度采樣值、氧氣濃度采樣值發送給主機模塊，進入步驟Si. 4 ；S1. 4、主機模塊判斷溫度采樣值是否低于設定的溫度下限值，若是，則進入步驟Si. 6 ； 若否，則進入Si. 5 ；S1. 5、主機模塊判斷氧氣濃度采樣值是否高于步驟Si. 2中的氧氣濃度目標，若是，則進入步驟Si. 7 ；若否，則進入步驟Si. 8 ；S1. 6、關閉液氮罐出液電磁閥、增壓電磁閥、通風系統中的風機和排氣電磁閥，返回步驟 SL 3 ；S1. 7、開啟液氮罐出液電磁閥、增壓電磁閥，通風系統中的風機打開，同時排氣電磁閥打開，返回步驟Si. 3;S1.8、退出系統，結束操作。
9.一種根據權利要求1所述的果蔬氣調保鮮運輸系統的溫控系統控制方法，其特征在于，包括以下具體步驟S2.1、初始化設置管理人員開啟溫控系統，進入步驟S2. 1 ； S2.2、設定溫度目標值，進入步驟S2.3 ；S2. 3、信號采集系統通過溫度傳感器對氣密廂體保鮮室內的溫度進行采樣，并將所采集的溫度采樣值發送給溫度控制器，進入步驟S2. 4 ；S2. 4、溫控系統判斷溫度采樣值是否高于步驟S2. 2中的溫度目標值+ N°C，若是，則進入步驟S2. 6 ；若否，則進入步驟S2. 5 ；所述N值由管理人員預設；S2. 5、溫控系統判斷溫度采樣值是否低于步驟S2. 2中的溫度目標值一 N°C，若是，則進入步驟S2. 7 ；若否，則進入步驟S2. 8 ；S2. 6、開啟溫控系統制冷，通風系統運行，返回步驟S2. 3 ； S2. 7、開啟溫控系統加熱，通風系統運行，返回步驟S2. 3 ；S2.8、溫控系統判斷是否收到管理員的關閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟 S2· 3 ο
10.一種根據權利要求1所述的果蔬氣調保鮮運輸系統的車載控制器控制方法，其特征在于，包括以下具體步驟S3.1、初始化設置管理人員將車載控制器的開關打開，進入步驟S3. 2 ；S3. 2、通過車載控制器操作面板設定濕度目標值、液位上限值、二氧化碳和乙烯濃度的上限值，進入步驟S3. 3 ；S3. 3 、信號采集系統通過濕度傳感器對氣密廂體保鮮室內的濕度進行采樣，氧氣濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的氧氣濃度進行采樣，二氧化碳濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的二氧化碳濃度進行采樣，乙烯濃度傳感器對氣密廂體保鮮室內的乙烯濃度進行采樣， 液位變送器對氣密廂體壓力室內的積水深度進行采樣，并將采樣值發送給車載控制器，進入步驟S3. 4 ；S3. 4、車載控制器判斷濕度采樣值是否低于步驟S3. 2中的濕度目標值_P%RH，若是，則進入步驟S3. 7 ；若否，則進入步驟S3. 5 ；所述P值由管理人員預設；S3. 5、車載控制器判斷二氧化碳濃度值高于S3. 2中的目標值，若是，則進入步驟S3. 9 ； 若否，則進入步驟S3. 6;S3. 6、車載控制器判斷二氧化碳濃度值高于S3. 2中的目標值，若是，則進入步驟S3. 9 ； 若否，則進入步驟S3. 7;S3. 7、車載控制器判斷壓力室內的積水深度是否高于S3. 2中的上限值，若是，則進入步驟S3. 11 ；若否，則進入步驟S3. 12 ；S3. 8、開啟加濕系統中的超聲波霧化振子，通風系統運行，返回步驟S3. 3 ； S3. 9、開啟換氣系統的進氣電磁閥和排氣電磁閥，通風系統運行，進入步驟S3. 10 ； S3. 10、車載控制器判斷二氧化碳或乙烯濃度值是否高于S3. 2中的目標值一 D%，若是， 則返回步驟S3. 9 ；若否，則返回步驟S3. 3 ；S3. 11、開啟排水系統Q分鐘；返回步驟S3. 3 ；所述Q值由管理人員預設； S3. 12、車載控制器判斷是否收到管理員的關閉信號，若是，則退出操作；若否，則返回步驟S3. 3。
全文摘要
本發明公開了一種果蔬氣調保鮮運輸系統及其控制方法，采用直接充注液氮的方式降低廂體內的氧氣含量；在噴注液氮的同時富氧氣體通過排氣電磁閥排除氣密廂體，可以實現廂體內氧氣含量的快速降低；采用中央液氮充注氣調平臺，一個中央液氮充注氣調平臺可以用于多臺經濟型智能果蔬氣調保鮮運輸車，不但降氧速度快，而且成本大幅度下降；安裝了加濕系統，對廂體的濕度進行控制；安裝了排水系統，通過溫度控制器定時開啟排水裝置，將果蔬呼吸作用、控溫過程和加濕過程中產生的積水及時排出，減少病菌滋生；安裝了通風系統，采用雙風機模式，箱內環境溫度、濕度和氧氣濃度相差大時，打開風機，減小溫差、濕度差和氧氣濃度差。
文檔編號F17C13/02GK102293241SQ201110140570
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月28日 優先權日2011年5月28日
發明者劉妍華, 呂恩利, 吳慕春, 張東霞, 楊洲, 許錦鋒, 郭嘉明, 陸華忠, 韓小騰, 韓谞 申請人:華南農業大學