一種果蔬冷庫及環(huán)境空間用臭氧濃度智能測控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于果蔬貯藏保鮮、糧庫抑菌防霉、食品加工廠和醫(yī)院消毒滅菌專用智能測控裝置。更具體地說涉及一種果蔬冷庫及環(huán)境空間用臭氧濃度智能測控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]采后的果蔬是活的生命有機體，伴隨著以呼吸代謝為中心的一系列成熟衰老變化，品質(zhì)不斷下降，最終變質(zhì)敗壞。目前果蔬貯藏保鮮常見方式包括:(1)簡易貯藏場所貯藏。其特點是盡量利用自然冷源和其他有利的自然地理條件(如土窯洞貯藏、山洞貯藏等)；
[2]冷庫貯藏。其特點是根據(jù)果蔬種類和品種特性，采用機械制冷的方式，為貯藏對象提供適宜的溫度并盡可能調(diào)節(jié)相對濕度條件；(3)簡易氣調(diào)貯藏。是將果蔬包裝在一個相對密閉的小環(huán)境中(通常為塑料薄膜袋或塑料大帳)，利用果蔬自身的呼吸代謝產(chǎn)生一個相對低氧和高二氧化碳的環(huán)境，貯藏環(huán)境中的氣體成分的調(diào)控只能通過調(diào)節(jié)包裝量、薄膜的厚度、樹脂種類和配方等，獲得一種比較適宜的氣體成分；(4)氣調(diào)貯藏。其特點是在控制適宜溫度和相對濕度的基礎(chǔ)上，通過制氮機和二氧化碳脫除機等調(diào)控貯藏環(huán)境中的氧、二氧化碳和乙烯等氣體的濃度，以滿足貯藏對象所要求的適宜氣體組分；(5)減壓貯藏。是指在適宜的低溫基礎(chǔ)上，根據(jù)不同果蔬的特性，將貯藏環(huán)境中的壓力降低，即形成一個適宜的真空度，隨著真空度的提高，貯藏環(huán)境中氧的絕對含量降低，以保持果蔬的質(zhì)量，延長貯藏時間；(6)其他貯藏方式。如高壓電場處理、臭氧或二氧化氯處理、靜電或輻射處理等。
[0003]為了保障食品加工車間、醫(yī)院等環(huán)境空間的衛(wèi)生標準，或?qū)崿F(xiàn)糧食貯藏庫糧食的防霉防蟲。目前多數(shù)方法是采用物理方法(紫外線或臭氧)定時消毒和化學(xué)方法熏蒸消毒(如糧食貯藏用磷化鋁熏蒸)。
[0004]臭氧是一種強氧化劑，因殺菌徹底且速度快、在殺菌過程中僅產(chǎn)生無毒的氧化物和氧分子，沒有二次污染產(chǎn)生，這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的最大優(yōu)勢。目前臭氧已被廣泛應(yīng)用于新鮮果蔬、切分果蔬、食品加工車間、醫(yī)院等環(huán)境空間和糧食貯藏庫的消毒保鮮和防霉滅蟲上。然而，由于臭氧是一種極不穩(wěn)定的強氧化劑，其分解過程、殺菌作用、對果蔬代謝的抑制作用；不同果蔬對臭氧的敏感性;不同溫度、不同相對濕度下同一果蔬對臭氧的反應(yīng)差異；不同果蔬和不同貯藏場所對臭氧的吸收差異以及上述因子的交互效應(yīng);食品加工車間、醫(yī)院等環(huán)境空間對臭氧使用的安全濃度要求;糧食貯藏庫防霉滅蟲對較高濃度臭氧的精確控制等等，都會對臭氧保鮮果疏、環(huán)境殺菌、糧食It臧庫防霉滅蟲廣生影響。申請?zhí)枮?3154228的中國專利“一種利用臭氧保鮮水果的方法及儲存庫”公開了一種臭氧保鮮水果的方法。該方法的要點是:通過三種濃度的臭氧間隙性投放貯藏庫，抑制和殺死水果表面和空氣中的各種細菌，氧化貯藏庫內(nèi)積累的乙烯。缺陷是只能通過臭氧發(fā)生器本身標稱的產(chǎn)量并憑借經(jīng)驗來設(shè)定運行時間，獲得期盼的處理效果，對實際作用于被處理果蔬的臭氧濃度是盲目的，更談不上精準控制。申請?zhí)枮?00710113171.5的中國專利“用于果蔬保鮮的通用型臭氧發(fā)生器自動控制方法及控制器”公開了一種通過果蔬采后生物學(xué)特性、臭氧忍耐性、作用于病原菌的最低臭氧濃度建立數(shù)學(xué)模型，再結(jié)合臭氧發(fā)生器產(chǎn)量、貯藏空間的大小、溫度和相對濕度等動態(tài)參數(shù)校正數(shù)學(xué)模型后，然后通過ARM處理器計算出臭氧發(fā)生器的運行參數(shù)，控制臭氧發(fā)生器件運行。該發(fā)明雖然通過一些固定參數(shù)和動態(tài)參數(shù)建立了修正后的數(shù)學(xué)模型，并通過處理器處理后經(jīng)計算發(fā)出指令，控制臭氧發(fā)生器件運行。但是該修正后的數(shù)學(xué)模型尚有許多不確定因素包含在其中，比如(1)臭氧發(fā)生器標稱的產(chǎn)量通常是以氧氣源在限定的溫度下給出的，而實際運行時的條件會有較大出入，導(dǎo)致大部分臭氧發(fā)生器的實際發(fā)生能力低于標稱發(fā)生能力；(2)目前生產(chǎn)上貯藏果蔬的冷藏庫有土建磚混式冷庫和組合式冷庫兩類，它們本身對臭氧的吸附消耗、泄露消耗等有較大差異，會導(dǎo)致在其他條件均相同的情況下庫內(nèi)臭氧濃度積累不同；(3)由于果蔬種類繁多，設(shè)定的固定參數(shù)實際也可能變化，比如產(chǎn)地、年份、露地或保護地生產(chǎn)等都會影響到果蔬的采后特性和對臭氧的敏感性，同時可變參數(shù)如溫度和相對濕度之間也會有交互作用。因而，上述兩專利都不是在對貯藏場所和環(huán)境空間內(nèi)的實際臭氧濃度進行精確測定的基礎(chǔ)上控制的，所以不會達到精準控制的要求和目的。
[0005]然而，無論對果蔬本身還是對引起果蔬腐爛的微生物而言，作用于它們的是臭氧的實際作用劑量，即濃度和時間的乘積。劑量適宜才會有良好的效果，劑量太高，就可能導(dǎo)致傷害，劑量太小，也起不到預(yù)期的效果。食品加工車間、醫(yī)院等環(huán)境空間既要達到消毒殺菌的要求，又要控制適宜的臭氧濃度，以保障人員和使用器械的安全，糧食貯藏庫使用較高濃度臭氧進行防霉殺蟲，也要進行臭氧濃度的精準控制，以保證在達到防霉殺蟲效果的基礎(chǔ)上，臭氧濃度不會太高。
[0006]因此，通過使用電化學(xué)臭氧傳感器，可精確測定貯藏場所和環(huán)境空間內(nèi)的臭氧濃度，通過智能測控儀和微電腦時控開關(guān)，并根據(jù)果蔬種類、環(huán)境消毒處理、糧食貯藏庫等對臭氧濃度和處理時間的要求，設(shè)定處理的臭氧濃度和處理時間及間隔，實現(xiàn)精準自動控制，以達到保持果蔬品質(zhì)、保持食品廠或醫(yī)院的環(huán)境消毒要求、實現(xiàn)糧食貯藏庫防霉滅蟲的目的。
[0007]目前果蔬冷藏庫、環(huán)境消毒處理、糧食貯藏庫等使用的臭氧發(fā)生裝置均沒有使用臭氧濃度測定傳感器的，更沒有濃度自動精準控制裝置，主要是靠人為控制開機時間或設(shè)定開機時間來進行，使用空間內(nèi)所獲得的實際臭氧濃度并不清楚，所以給使用帶有很大的盲目性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的，在于克服了上述使用空間內(nèi)臭氧濃度僅僅憑借控制時間或采用理論數(shù)學(xué)修正模型所存在的缺陷，提供了一種具有精準測控臭氧、根據(jù)實際使用場所的要求進行智能化控制臭氧濃度的裝置。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下的技術(shù)內(nèi)容:
一種果蔬冷庫及環(huán)境空間臭氧智能測控裝置，其特征在于該裝置包括二線制臭氧變送器、系統(tǒng)控制箱、臭氧發(fā)生器;其中系統(tǒng)控制箱3和臭氧發(fā)生器4設(shè)置在冷庫及環(huán)境空間1外，二線制臭氧變送器2和與臭氧發(fā)生器4連接的臭氧輸送系統(tǒng)5)安裝在冷庫及環(huán)境空間1內(nèi)；系統(tǒng)控制箱3內(nèi)設(shè)置有智能測控儀6、微電腦時控開關(guān)7、固態(tài)繼電器(8)、DC 24V電源9、電源開關(guān)10和工作指示燈11，上述元器件通過一定的連接線路進行連接，實現(xiàn)果蔬冷庫及環(huán)境空間中臭氧濃度、處理時間及間隔的精準控制，根據(jù)果蔬冷庫及環(huán)境空間中所貯藏的果蔬產(chǎn)品的采后生物學(xué)特性，選擇實現(xiàn)連續(xù)低濃度處理、間斷較高濃度處理和一次性較高濃度處理，臭氧濃度的控制誤差精度可達到±0.2ppm以內(nèi)，處理時間及間隔的控制精度可達到±2秒以內(nèi)。
[0010]本發(fā)明所述果蔬冷庫及環(huán)境空間臭氧智能測控裝置的工作過程是:二線制臭氧變送器2獲得臭氧濃度信號，系統(tǒng)控制箱3內(nèi)的元器件通過電信號轉(zhuǎn)換和微電腦時間控制，實現(xiàn)濃度及時間的智能測控，臭氧發(fā)生器4的開停直接受系統(tǒng)控制箱3元器件控制，產(chǎn)生的臭氧通過臭氧輸送系統(tǒng)5送入冷庫及環(huán)境空間1內(nèi)，以彌補冷庫內(nèi)不斷分解消耗的臭氧，得以實現(xiàn)冷庫內(nèi)的精準的臭氧濃度、處理時間及間隔。
[0011 ]本發(fā)明所述的系統(tǒng)控制箱3內(nèi)的智能測控儀6的220V電源輸入端與電源開關(guān)10的輸出端連接;二線制臭氧變送器2與智能測控儀6的電流輸入端口連接;DC 24V電源9輸出的兩個端點與固態(tài)繼電器8的相應(yīng)的兩個輸入端連接，并將智能測控儀6的接點輸出和微電腦時控開關(guān)7的通斷繼電器端點串聯(lián)在固態(tài)繼電器8的輸入回路中；固態(tài)繼電器8的輸出端點控制臭氧發(fā)生器4的220V回路(見圖3)。
[0012]本發(fā)明根據(jù)試驗提供的參數(shù)及工藝，通過智能測控儀6靈活設(shè)定處理濃度，通過微電腦時控開關(guān)7靈活設(shè)定處理時間及其間隔；當果蔬冷庫及環(huán)境空間1內(nèi)的二線制臭氧變送器2測定得知的濃度低于設(shè)定的濃度值且在微電腦時控開關(guān)7設(shè)置的工作時間區(qū)段，固態(tài)繼電器8的DC 24V回路接通，使得220V回路接通，果蔬冷庫及環(huán)境空間1外安裝的臭氧發(fā)生器4工作，工作指示燈11亮，產(chǎn)生的臭氧通過臭氧輸送系統(tǒng)5送入果蔬冷庫及環(huán)境空間1，反之，當果蔬冷庫及環(huán)境空間1內(nèi)達到設(shè)定的臭氧濃度或不在微電腦時控開關(guān)7設(shè)置的工作時間區(qū)段時，臭氧發(fā)生器4停止工作
實現(xiàn)上述果蔬冷庫及環(huán)境空間內(nèi)臭氧濃度的精準測控，進行智能化控制的技術(shù)方案是:采用測量范圍為0?lOppm的二線制臭氧變送器，在線連續(xù)測定果蔬冷庫及環(huán)境空間的臭氧濃度，該濃度范圍的選擇是依據(jù)絕大多數(shù)果蔬所能忍耐的臭氧極限濃度、環(huán)境消毒所要求的臭氧濃度范圍、糧食貯藏庫防霉滅蟲所要求的臭氧濃度范圍而選定的，測定范圍為0?50ppm。將二線制臭氧變送器安裝果蔬冷庫及環(huán)境空間內(nèi)氣體交換良好、有代表性的位點，并在距離變送器傳感器15?20cm處安裝一個電壓為DC 12V的軸流風(fēng)扇，使傳感器氣體感應(yīng)口具有0.2-0.4m/s的微風(fēng);二線制臭氧變送器采用標準電流信號輸出，輸出的4?20mA的標準電流信號送入智能測控儀;將智能測控儀、微電腦時控開關(guān)、固態(tài)繼電器、DC 24V電源和電源開關(guān)設(shè)置安裝在一個控制箱內(nèi)，組成系統(tǒng)控制箱，系統(tǒng)控制箱內(nèi)所述元器件通過一定的連接線路進行連接。系統(tǒng)控制箱設(shè)置在貯藏庫外或環(huán)境場所外便于觀察控制的地方，以便觀察讀取臭氧濃度和設(shè)置調(diào)整參數(shù);智能測控儀具有顯示和控制功能，即將測定值與設(shè)定值進行計算比較發(fā)出通斷指令;微電腦時控開關(guān)可靈活設(shè)定處理時間工藝，即根據(jù)需要可間隙、連續(xù)、定日期或定每日時刻進行工作；智能測控儀的通斷觸點和微電腦時控開關(guān)通斷觸點串聯(lián)，控制固態(tài)繼電器輸入端DC 24V回路的的通斷，從而達到控制固態(tài)繼電器AC 220V輸出回路的通斷，實現(xiàn)