基于虚拟仪器的湿冷保鲜库监测仪

一、前言

目前,食品安全问题日益引起大众关注,在对新鲜果蔬的品种、数量和品质都提出更高的要求同时,人们也对贮藏中长期采用的化学合成保鲜剂的食品安全性提出质疑。湿冷贮藏保鲜,作为一种物理保鲜方法,由于储存果蔬安全,而且冷却速度快耗能小,可以免除冷库的加湿和除霜作业,具有预冷处理和保鲜贮藏双重功能等独特优势而逐步得到重视。很明显,这种保鲜技术的关键是保证冷库内合适的温度、湿度和必要的臭氧浓度。

虚拟仪器(VI-VirtualInstrument)是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来,用户通过友好的图形化操作界面来使用计算机完成测控任务,就像操作自己定义、自己设计的测控仪器一样,可以高效的完成对被测对象的数据采集、分析、判断、结果显示、数据存储等。虚拟仪器技术是自动化测量监控技术的最新发展,本监测仪利用虚拟仪器技术对湿冷保鲜库里的温度湿度及臭氧浓度参数自动监测,这是对一种新型测控方法的尝试。

二、系统原理

湿冷技术是在机械制冷技术基础上发展起来的一项新型技术。它通过机械制冰降低温度的方法,获取低温的冰水经过混合换热器,让冰水与库内空气进行热交换,得到接近冰点温度的高湿空气来冷却果蔬。它能把果蔬快速冷却到贮藏温度,并维持在该温度,同时结合臭氧的协同作用,使果蔬处于低温高湿环境中,又不会受到霉菌的危害。可以看出,上述过程中不仅存在着物质流,能量流,还存在着信息流,温度、湿度和臭氧浓度三个参数的变化正是湿冷库中信息流的关键,因此,分别利用温度、湿度和臭氧浓度传感器或检测仪获取相应信号,并把这些信号进行传输,处理,显示和储存构成了本测控系统的原理。

三、系统介绍

虚拟仪器有硬件部分和软件部分组成,本系统中硬件部分主要有温度传感器、湿度检测仪和臭氧浓度检测仪,数据采集卡,普通个人计算机等组成,软件部分采用美国国家仪器公司的Labview7EXPRESS学生版编制而成,下面对其进行详细介绍。

1、硬件部分

(1) 温度传感器

温度传感器,用来检测冷库里的温度,并将其转化成电压信号,通过数据采集卡(PCI-6014)的模拟信号输入通道进入计算机,计算机只能处理数字信号,数据采集卡必须对其进行模拟量转换为数字量(A/D转换)。由于在温度变化的过程中,温度传感器的电阻会有相应的改变,而给温度传感器提供一个恒定的电流,随着电阻的改变,温度传感器两端的电压发生改变,由此确定温度的变化。恒流源的电路如图1所示。