本发明专利技术公开了一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，包括供气系统、供水系统、控制系统、信号采集模块和喷雾装置，所述供气系统、供水系统和信号采集模块分别与控制系统相连，所述供气系统和供水系统分别与喷雾装置相连。本发明专利技术还公开了一种果蔬保鲜运输用变量加湿系统的实现方法，采用模糊ＰＩＤ算法实现对气路电控阀和液路比例电磁阀的控制，同时采用了防滴漏设计有效防止在停止加湿状态下喷雾装置容易出现的滴水现象。本发明专利技术具有准确度高、防止堵塞、清洁环保、液位监控功能、防滴漏设计等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及果蔬保鲜运输的加湿领域，具体涉及一种具有变量控制的果蔬保鲜运 输用加湿系统及其实现方法。
技术介绍
湿度是保持水果新鲜度和商品性的重要参数之一。大多果蔬产品要求高湿的贮藏 环境。干燥会促进呼吸，产生生理伤害，所以较高的贮藏湿度，不仅有利于休眠，还可抑制其 呼吸速率。传统的保鲜运输车主要采用降温的方式进行低温贮藏，而在降温过程中，大量水 蒸气在蒸发盘管凝结，导致环境相对湿度大大降低，从而引起果蔬在运输过程中的品质下 降和干耗等问题。据统计，运输过程中，香蕉的干耗率可达到/天，果蔬在运输过程中的 平均干耗可达5%。当果蔬的失水量达到它们初始重量的3% 5%时，果蔬表面出现可见 的皱缩或萎蔫，严重影响果蔬的品质和商品价值。因此控制适宜的空气湿度对减轻果蔬萎 蔫、保持果蔬耐贮性、减少果蔬的干耗等具有重要的作用。2008年我国水果总产量为9700 万吨，蔬菜总产量为5. 6亿吨，果蔬在运输过程中产生的品质下降和干耗等问题直接导致 农产品大量损失，影响农民增收，使地方特色优势农业缺乏市场优势。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种果蔬保鲜运输用变 量加湿系统。本专利技术具有准确度高、有效防止堵塞、加湿过程清洁无污染、液位监控功能、防 滴漏设计和人机交互等优点。本专利技术的目的之二还在于提供一种果蔬保鲜运输用变量加湿系统的实现方法。本专利技术的目的之一是通过下述技术方案实现的一种果蔬保鲜运输用变量加湿系 统，包括供气系统、供水系统、控制系统、信号采集模块和喷雾装置，所述供气系统、供水系 统和信号采集模块分别与控制系统相连，所述供气系统和供水系统分别与喷雾装置相连。所述供气系统包括依次相连的空气压缩机、气路稳压器和气路电控阀；所述供水 系统包括依次相连的液位传感器、储水箱、水泵和液路比例电磁阀；所述控制系统包括相连 的ECU (Electronic Control Unit，电子控制单元)和人机交互界面，所述ECU包括主机模 块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入输出模块；所述气路电控阀分别与ECU 和喷雾装置相连，所述液位传感器与ECU相连，所述液路比例电磁阀分别与喷雾装置和ECU 相连，所述ECU与信号采集模块相连。所述供气系统还包括空气过滤器，所述空气压缩机通过空气过滤器与气路稳压器 相连。所述供水系统还包括净水装置，所述水泵通过净水装置与液路比例电磁阀相连。所述液位传感器安装于储水箱内，用于监测储水箱内水位，当储水箱内液位低时， 液位传感器触发，将信号传输给控制系统，ECU通过人机交互界面显示报警信息，提醒加水。所述水泵安装于储水箱内，将储水箱的水加压后送入供水系统的管路，并保持供水系统管路的压力。信号采集模块为单点或多点湿度传感器，用于实时监测环境湿度，其采用24V直 流供电方式，输出为4 20mA电流信号。所述液路比例电磁阀用于根据ECU的控制信号调节供水系统中管路的流量，当信 号采集模块监测到的环境湿度与ECU内存储的目标湿度相差较多时，液路比例电磁阀根据 ECU的控制信号开启大流量；当信号采集模块监测到的环境湿度与ECU内存储的目标湿度 相差较小时，液路比例电磁阀根据ECU的控制信号开启小流量，ECU对液路比例电磁阀采 用模糊PIDTroportional-Integral-Derivative)控制方式，以更精确调节保鲜环境的湿 度。所述人机交互界面采用触摸屏显示，人机交互界面用于实时显示果蔬品种、最佳 保存湿度、实际湿度值，还可以通过人机交互界面添加、修改、删除果蔬品种及最佳保存湿度。所述空气过滤器用于过滤从空气压缩机出来的高压空气中含有的杂质；所述的净 水装置用于过滤水泵输出水的杂质；设置空气过滤器和净水装置的目的在于防止喷雾装置堵塞。所述喷雾装置为精密不锈钢高压喷嘴，其接入端分别与供气系统和供水系统相 连。所述气路稳压器用于稳定供气系统管路中的气压，并可调整供气系统管路中的气 压。所述气路电控阀用于根据ECU输出的控制信号控制高压气体的通断。E⑶具有信号输入、运算、输出、记录等功能，并可实现以无线方式更新程序；用于 根据液位传感器监测储水箱内水位，并通过人机交互界面显示提醒信息；根据信号采集模 块采集的信号，判断当前环境湿度并发送控制信号给气路电控阀和液路比例电磁阀。本专利技术的目的之二是通过下述技术方案实现的一种果蔬保鲜运输用变量加湿系 统的实现方法，具体包括以下步骤S1、初始化设置管理人员将控制系统E⑶开关推至ON档，通过人机交互界面设定 目标相对湿度，进入步骤S2 ；S2、信号采集模块对环境湿度进行采样并把采样值发送给E⑶，进入步骤S3 ；S3、ECU判断当前信号采集模块的采样值是否小于目标值，若否，则返回步骤S2 ； 若是，则系统通过液位传感器实时监测储水箱的水位，并判断储水箱内水位是否正常，若储 水箱水位过低时，液位传感器发送信号至EOT，EOT将信号传送至人机交互界面，人机交互 界面提醒操作人员补充水源，并返回至步骤S2 ；若水位正常，则进入步骤S4 ；S4、ECU根据湿度差和湿度变化率，进行运算求出控制量，形成流量控制信号或/ 和数字开关信号，进入步骤S5;S5、ECU将流量控制信号输出至液路比例电磁阀，控制液路比例电磁阀的纯净水流 量；ECU将数字开关信号输出至气路电控阀，控制气路电控阀的通断，进入步骤S6 ；S6、液路比例电磁阀根据流量控制信号控制输出到喷雾装置的纯净水流量，气路 电控阀根据数字开关信号控制开关的开启和关闭，控制输出到喷雾装置的空气量，进入步 骤S7 ；S7、喷雾装置利用压缩空气和高压纯净水产生水雾，通过二次蒸发变为水蒸气，提 高环境的相对湿度，进入步骤S8 ；S8、E⑶通过信号采集模块实时监测环境湿度，并判断当前环境湿度是否达到步骤 S1的设定值，若不是，则返回步骤S2 ；若是，则停止加湿，E⑶发出停止加湿的控制信号到液 路比例电磁阀和气路电控阀，接收到信号后，液路比例电磁阀和气路电控阀同时关闭，液路 比例电磁阀断开供水系统，气路电控阀断开供气系统，此时，系统停止加湿工作，进入下一 步骤；S9、ECU判断是否收到管理员的关闭信号，若是，则退出操作；若否，则返回步骤 S2。为更好的实现本专利技术，所述一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统的实现方 法，所述步骤S9替换为S9、待气路电控阀关闭N秒钟后，ECU将气路电控阀重新开启N秒钟，然后再将其 关闭N秒钟，进入步骤S10 ；所述N值由管理员设置；S10、E⑶判断液路比例电磁阀关闭后，气路电控阀是否已开启M次，若不是，则返 回步骤S9 ；若是，则进入步骤S11 ；所述M值由管理员设置；Sll、ECU判断是否收到管理员的关闭信号，若是，则退出操作；若否，则返回步骤 S2。优选的，所述N值为5 ；所述M值为3。优选的，所述S4中ECU根据湿度差和湿度变化率，进行运算求出控制量，具体包括 以下步骤S4. 1、启动系统，初始化设置，，进入步骤S4. 2 ；S4. 2、将量化因子置入E⑶，其中量化因子具体包括模糊论域、模糊规则表和隶属 函数，具体为S4. 2. 1将模糊论域置入E⑶其中湿度差e和湿度变化率ec的论域均为 {-6、-5、-4、-3、-2、_1、0、1、2、3、4、5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，其特征在于，包括供气系统、供水系统、控制系统、信号采集模块和喷雾装置，所述供气系统、供水系统和信号采集模块分别与控制系统相连，所述供气系统和供水系统分别与喷雾装置相连。2.根据权利要求1所述一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，其特征在于，所 述供气系统包括依次相连的空气压缩机、气路稳压器和气路电控阀；所述供水系统包括依次相连的液位传感器、储水箱、水泵和液路比例电磁阀，所述水 泵、液位传感器安装于储水箱内；所述控制系统包括相连的ECU和人机交互界面，所述ECU用于根据液位传感器监测储 水箱内水位，并通过人机交互界面显示提醒信息；根据信号采集模块采集的信号，判断当前 环境湿度并发送控制信号给气路电控阀和液路比例电磁阀；所述气路电控阀分别与ECU和喷雾装置相连，所述液位传感器与ECU相连，所述液路比 例电磁阀分别与喷雾装置和ECU相连，所述ECU与信号采集模块相连。3.根据权利要求2所述一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，其特征在于，所 述供气系统还包括空气过滤器，所述空气压缩机通过空气过滤器与气路稳压器相连。4.根据权利要求2所述一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，其特征在于，所 述供水系统还包括净水装置，所述水泵通过净水装置与液路比例电磁阀相连。5.根据权利要求2所述一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，其特征在于，所 述人机交互界面采用触摸屏显示。6.根据权利要求1所述一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统，其特征在于，所 述信号采集模块为单点或多点湿度传感器。7.一种果蔬保鲜运输用高压变量喷雾加湿系统的实现方法，其特征在于，具体包括以 下步骤·51、初始化设置管理人员将控制系统E⑶开关推至ON档，通过人机交互界面设定目标 相对湿度，进入步骤S2 ；·52、信号采集模块对环境湿度进行采样并把采样值发送给E⑶，进入步骤S3；·53、ECU判断当前信号采集模块的采样值是否小于目标值，若否，则返回步骤S2；若是， 则系统通过液位传感器实时监测储水箱的水位，并判断储水箱内水位是否正常，若储水箱 水位过低时，液位传感器发送信号至E⑶，E⑶将信号传送至人机交互界面，人机交互界面 提醒操作人员补充水源，并返回至步骤S2 ；若水位正常，则进入步骤S4 ；·54、ECU根据湿度差和湿度变化率，进行运算求出控制量，形成流量控制信号或/和数 字开关信号，进入步骤S5;·55、ECU将流量控制信号输出至液路比例电磁阀，控制液路比例电磁阀的纯净水流量； ECU将数字开关信号输出至气路电控阀，控制气路电控阀的通断，进入步骤S6 ；·56、液路比例电磁阀根据流量控制信号控制输出到喷雾装置的纯净水流量，气路电 控阀根据数字开关信号控制开关的开启和关闭，控制输出到喷雾装置的空气量，进入步骤 S7 ；·57、喷雾装置利用压缩空气和高压纯净水产生水雾，通过二次蒸发变为水蒸气，提高环 境的相对湿度，进入步骤S8;·58、ECU通过信号采集模块实时监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆华忠，吕恩利，韩小腾，刘妍华，吴慕春，杨洲，张东霞，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：81
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