一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方法及光信号发生装置的制作方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方法及光信号发生装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种光信号技术物理方法及光信号发生装置,特别是一种蔬菜水果保 鲜的光信号技术物理方法及光信号发生装置。
背景技术
农产品的保鲜和加工是农业生产的继续,是农业再生产过程中的“二产经济”,世 界各国家均把农业生产后蔬菜水果保鲜贮藏加工放在农业的首要位置。蔬菜水果是鲜活食 品,采收后易腐烂,为延长保鲜期,冷藏是现代化蔬菜水果的主要保鲜贮藏形式之一,可在 气温较高的季节周年进行贮藏,以保证果品的周年供应。低温冷藏可降低蔬菜水果的呼吸 代谢、病原菌的发病率和果实的腐烂率,达到阻止组织衰老、延长果实贮藏期的目的。各国 科研人员对高耗能冷藏保鲜技术进行改进,它是采用高于蔬菜水果组织冻结点的较低储存 环境温度实现蔬菜水果的保鲜。但是,冷藏保鲜技术中存在高消耗电能制造冷气系统,另外 不适宜的低温反而会影响贮藏寿命,丧失商品流通及食用价值。防止冷害和冻害的关键是 按不同蔬菜水果的习性,严格控制温度,冷藏期间有些蔬菜水果如鸭梨需采用逐步降温的 方法以减轻或不发生冷害。所以,冷藏保鲜存在高消耗电能的历史难题以及冷藏保鲜过程 中防止蔬菜水果冷害和冻害的操作难度缺点问题。目前,探索室温条件下,采收后蔬菜水果 通过光信号调控恢复新陈代谢维持慢速生长,光信号技术物理方法用于蔬菜水果保鲜贮藏 目的至今未见国内外报道。

发明内容
本发明的目的在于提供一种在室温贮藏条件下或温度湿度调控条件下,利用脉冲 式或脉冲式周期扫描组合光谱的红、绿、蓝可见光谱光信号,实现采收后蔬菜水果在光信号 光照环境中恢复新陈代谢进行光合作用维持慢速生长,并可实现调控采收后蔬菜水果慢速 生长速度,使已经收获蔬菜水果初始新鲜状态到发生成熟老化和腐烂的时间有效延长的蔬 菜水果保鲜的光信号技术物理方法及光信号发生装置。本发明的目的可以通过以下措施来达到一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方 法,其特征在于采用计算机可编程序脉冲扫描信号发生器来控制安装有红、绿、篮灯光源组 的装置产生脉冲或脉冲扫描组合光谱的灯光信号,使室温贮藏条件下或温度湿度调控条件 下受照射蔬菜水果在光信号物理环境条件下被调控慢速生长,蔬菜水果采收后新鲜状态得 以有效延长,使得室温贮藏条件下或温度湿度调控条件下蔬菜水果保持新鲜或保鲜时间延 长。一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,包括主框架、外壳、门、蔬果放置装置,其特 征在于还有由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构、计算机可编程序脉冲 扫描信号发生器、红光源双向可控硅电子开关控制器、绿光源双向可控硅电子开关控制器、 蓝光源双向可控硅电子开关控制器、红光源组、绿光源组、蓝光源组,计算机可编程序脉冲扫描信号发生器产生的脉冲周期扫描组合信号,调控对应红光源双向可控硅电子开关、绿 光源双向可控硅电子开关控制器、蓝光源双向可控硅电子开关控制器的导通和关断,从而 控制红光源组、绿光源组、蓝光源组对应发光,发出脉冲式或脉冲式周期扫描或脉冲式周期 扫描组合光谱的光信号。本发明的目的还可以通过以下措施来达到通过调节计算机可编程序脉冲扫描信 号发生器输出控制信号的频率、扫描组合形式、扫描时间周期、信号的通断时间比,实现所 述的组合光谱的灯光信号的强度可调,脉冲周期可调,红、绿、蓝脉冲可见光扫描组合形式 可调,扫描周期可调、光信号的通断时间比可调。室温贮藏条件下或温度湿度调控条件下, 处于人造光信号物理环境受照射保鲜的蔬菜水果,在亮暗周期变化的光信号光照环境中获 得光合作用中光反应所需光子能量,使细胞组织恢复新陈代谢并维持新陈代谢及生长惯性 的慢速进行。所述的光信号发生装置可制成箱柜式结构,由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接 成的发光板结构安装于主框架及外壳的四周内侧,在由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接 成的发光板结构的表面装有起防护作用的透明隔离网或透明玻璃隔离板,在外壳内装有排 气电风扇及通风道,在外壳下部设有通风道下部进风孔,在外壳的一侧装有对保鲜蔬菜水 果自动加湿控制系统及加湿导管接口,自动加湿控制系统与水存储罐相通,湿度及温度探 头安装在蔬菜水果农产品存放结构内,带温度探头的温控器连接排气电风扇。所述的光信 号发生装置可制成箱柜通道式结构,由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构 安装于主框架及外壳的四周内侧,在外壳内装有排气电风扇及通风道,在外壳的上部装有 对保鲜蔬菜水果自动加湿控制系统及加湿导管接口,自动加湿探头及温度探头安装于蔬菜 水果保鲜存放结构内,自动加湿控制系统与进水管相通,带温度探头的温控器连接排气电 风扇,主框架制成可升降调节支撑杆结构。由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光 板结构是把红光源组、绿光源组、蓝光源组按发出红、绿、蓝光或红、蓝、绿光间隔排列成发 光板,重复规则排列发光板拼接成发光板结构,红光源组、绿光源组、蓝光源组采用单根线 状发光灯管、单点点状发光灯泡或单点点状LED发光二极管组成,或采用多根线状发光灯 管组、多点点状发光灯泡组或多点点状LED发光二极管组成,或采用低能耗高效节能稀土 材料发光器件组成,红光源组、绿光源组、蓝光源组的排列拼接结构可按一定间隔,安装拼 接组成直线平行形式。红光源组、绿光源组、蓝光源组的排列拼接结构可安装拼接组成同心 圆形式。红光源组、绿光源组、蓝光源组的排列拼接结构可安装拼接组成放射状形式。本发明的理论依据(a)蔬菜水果都离不开光照进行光合作用维持新陈代谢生长状态。依据教科书生 物学植物光合作用细胞组织新陈代谢原理,在室温条件下5 35°C,体表湿度大于65%条 件下,本发明的脉冲式或脉冲式周期扫描组合光谱的红、绿、蓝可见光谱光信号提供低照度 (典型数值区间40-1000LUX ( 等效太阳光)蔬菜水果保鲜的光合作用高光增益光照 环境,脉冲式光照环境的光子能量级别高于相同等效光照度的连续光谱光环境中光子的能 量级别。刚采摘的蔬果在低照度高能级光子的光信号光照环境中仍然能够获得光合作用所 需足够的光子能量,维持惯性新陈代谢慢速生长状态。(b)植物新陈代谢生长过程的生物学基础常识光合作用过程光反应和暗反应一 个周期时间体表单糖转化合成多糖有机物储存于植物体内。下一光合作用周期的光反应期间,植物体表腾出光反应再一次生成单糖及碳水化合物的位置空间,利于高效率生成单糖 及碳水化合物,生成植物生长保持新陈代谢状态的周期亮暗光环境必需重复循,光反应和 暗反应周期频率加快(从自然昼夜M小时周期时间人工调节为秒级别周期时间),利于提 高单糖形成总量及最终转化合成总量更多的多糖有机物储存于植物体内。另外,我们在进行本发明光信号蔬菜保鲜与连续光谱蔬菜存放对照的科学研究实 验中,依据实验现象总结出光反应和暗反应周期频率加快(从自然昼夜M小时周期时间人 工调节为秒级别周期时间),低能耗G0-1000LUX范围内彡太阳光)光信号对蔬菜保鲜 过程光合作用效率提高对比人类已经熟悉的自然光环境昼夜M小时光暗反应一个周期, 太阳光辐射环境下高热量引起切除根部蔬菜水分蒸腾挥发,没有根部提供水分补充,蔬菜 干沽;切除根部蔬菜存放在没有光线环境中,也没有了光子能量提供光合作用维持新陈代 谢,蔬菜体内发酵腐烂。蔬菜保鲜实验首先以M小时作为一个蔬菜保鲜试验周期时间段, 光信号蔬菜保鲜M小时,试验中施加的光信号的光暗反应周期时间为秒级别,相比较自然 光环境昼夜M小时光暗反应一个周期,周期时间为秒级别的光信号较昼夜M小时光暗反 应一个周期的自然光具有高频率特征,其平均光照度(典型数值100LUX)与连续光谱等效 光照度(典型数值100LUX)相同,较高频率(秒级别)的光信号蔬菜保鲜过程呈现出明显 的单糖合成增多及转化为多糖增加的现象,表明较高频率(秒级别)的光信号环境,存在高 光增益特征,具有使植物体内叶绿体光合作用效率提高的优势,从而可以采用低能级光信 号(典型数值区间40--1000LUXS 等效太阳光)进行蔬菜保鲜,保鲜过程对切除根部的 保鲜蔬菜受热辐射导致体内脱水干涸的热影响影响降到最低。接着比较检测相同保鲜周期 内(5-7天)的蔬菜,相同低能级光照度G0-1000LUX范围内)的较高频率(秒级别)光信 号的停顿间隙次数相比较低频率(分钟级别、十分钟级别或小时级别)光信号的停顿间隙 次数,有较高数量的停顿次数,对比表明为单位干物质总量增加值更多,叶绿素和抗坏血酸 Vc含量增加值也更多。低能级光照度G0-1000LUX范围内< 等效太阳光)的较高频率 (秒级别)光信号能使蔬菜保鲜维持新陈代谢保持慢速生长过程中光合作用效率提高,体 内单糖转化为多糖频率加快,细胞分子腾出了生成及暂时储存单糖的表层,下一周期单糖 生成的阻尼降低,一定保鲜时间周期内(例如5-7天)多次数的光反应生成的单糖更多,多 次数的暗反应过程单糖转化为多糖增多。较高频率(秒级别)的低能耗G0-1000LUX范围 内< 太阳光)光信号对蔬菜保鲜过程进行较光合作用效率提高,体现在实验结果中,测 试结果表明为单位干物质总量增加值更多,叶绿素和抗坏血酸Vc含量增加值也更多。(c)蔬菜水果在亮暗周期变化的光信号光照环境中维持惯性新陈代谢慢速生长, 依据教科书生物学植物光合作用细胞组织新陈代谢原理可知体表体内组织细胞获得光子 能量,体表毛细代谢导管口打开,吸入水分子使表面张力恢复,体表体内组织细胞吸氧代谢 作用与吸二氧化碳代谢作用的共同作用,蔬菜水果体内的催熟剂一乙烯气体C2H4排出,催 熟剂——乙烯气体C2H4不会在体内积聚,减弱蔬菜水果催熟剂乙烯在体内快速生成积聚呈 现发酵特征进而出现蔬菜水果机体腐烂,体表二氧化碳有抑制需氧菌和霉菌的繁殖作用; 另外,高频脉冲光谱紫外频谱分量(存在于蓝光光源发出的光信号高频谐波频谱中,依据 紫外线杀菌知识采用波长253. 7nm频谱分量最佳)抑制霉菌细菌繁殖的效果优于连续紫 外线,使蔬菜水果体内细菌无法快速大量繁殖,降低蔬菜水果的快速腐烂率。(d)室温5 35°C,体表湿度大于65%条件下,低光照度G0—1000LUX彡等效太阳光)光信号环境中,已收获蔬菜水果组织细胞保持新陈代谢过程,吸入水分子使表面 张力恢复,恢复原有生长惯性维持新陈代谢的慢速进行的同时,防止无氧呼吸的产生(无 氧呼吸指生活细胞对有机物进行的不完全的氧化没有分子氧参与,其氧化后的不完全氧化 产物呈现发酵特征),并使体内有害物质(指非生命维持新陈代谢所需物质)排出体表。依 据植物生理知识体表体内组织细胞吸氧代谢作用与吸二氧化碳代谢作用的共同作用,保 鲜蔬菜水果恢复慢速生长,形成慢速新陈代谢生长蔬菜水果保鲜过程。(e)依据教科书牛顿光学原理,太阳光是吸收光谱,在其本身的各谱线间已存在着 吸收暗线,它形成了一种色光组合。太阳地球相对运动,地球周期自转,太阳光东升西斜经 过大气层照射到地球表面上的过程中由于其受到各层气层中不断运动着的水蒸汽、冰晶、 烟雾和尘埃等物质的阻挡影响,太阳光被吸收,反射,折射,衍射,干涉;,地球表面的太阳 光环境中,照射到植物上光合作用的太阳光客观上已呈现移动、周期性、脉冲、光谱组合变 化的光信号特性。本发明的由计算机可编程序脉冲扫描信号发生器调控产生脉冲式或脉冲 式周期扫描组合光谱的红、绿、蓝可见光谱光信号,实现可调控的移动、周期性、脉冲、红绿 蓝光谱组合变化的低能级(四十至一千勒克斯< 等效太阳光)光信号特征。(f)依据教科书牛顿光学及热辐射原理,室温5 35°C,体表湿度大于65%条件 下,本发明低能耗光信号蔬菜保鲜装置中光照环境的光强度是四十至一千勒克斯,使蔬菜 获得光信号能量维持新陈代谢慢速生长保鲜的同时避免了强光照度大量热量引起切除根 部蔬菜体内水分大量蒸腾挥发,切除了根部的蔬菜在强光照度高热辐射下,得不到根部提 供水分补充快速萎缩干化;在夏天中午,自然太阳光光照度可达十几万勒克斯,太阳环境下 高热度引起切除根部蔬菜体内水分蒸腾挥发而萎缩,本发明提供蔬菜保鲜的低光照度光信 号环境(四十至一千勒克斯),把影响蔬菜保鲜的热干扰因素降到最低。(g)我们在进行本发明蔬菜保鲜科学研究实验中,依据实验现象总结提出的低能 级蓝红光信号叠加产生高光增益效应假说即比较相同光照度的低能级蓝红光信号分别单 独作用于蔬菜保鲜及同时作用于蔬菜保鲜,每种光谱光信号的照射时间总量相同、频率相 同,结果是蓝红光信号同时作用于蔬菜保鲜的效果远优于蓝红光信号分别单独作用于蔬菜 保鲜效果,呈现出明显的单糖合成增多及转化为多糖增加的现象,表明这样的低能级蓝红 光信号同时同步照射蔬菜保鲜的光信号环境,存在使蔬菜体内叶绿体进行光合作用高光增 益特征,具有使植物生命体内叶绿体光合作用效率提高的优势。说明蔬菜保鲜光合作用过 程,体内叶绿体吸收光子存在光增益有效性差异,组合光信号产生的光增益优于单色光谱 光信号产生的光增益。所以,可以设置采用更低光照度的组合光信号来达到相同的蔬菜保 鲜效果,这样,光信号对保鲜蔬菜产生的热影响就会更小。低光照度G0-1000LUX彡等效太阳光)的光信号环境中,避免了类似太阳光 强光传递的热能量使室温下切除根部蔬菜体内水分快速散发而萎缩,低能耗光信号蔬菜保 鲜装置中光照环境的光强度是四十至一千勒克斯< 等效太阳光,使蔬菜获得光信号能 量保鲜的同时避免了强光照度引起切除根部蔬菜水分蒸腾挥发,而在中午,自然太阳光光 照度可达十几万勒克斯;太阳环境下高热度引起切除根部蔬菜水分蒸腾挥发,没有根部提 供水分补充,蔬菜干沽;没有光线环境,也没有了光合作用提供的维持新陈代谢光子能量, 蔬菜自然腐烂。本发明相比现有技术具有如下优点
本发明提出设计一种低光照度(光信号光照度小于中午太阳光最大光照度) 脉冲式、光谱组合、周期性扫描的红、绿、蓝可见光谱光信号照射采收后蔬菜水果,通过对计 算机可编程序控制器输入编程控制程序,设置脉冲信号扫描顺序变化控制方式,调控红, 绿,蓝光的脉冲周期、扫描形式、组合方式,及调整光信号参数光照度、光谱脉冲的周期,光 谱组合和扫描的速度,光信号产生和停止之间时间周期比值,以及调节照射保鲜蔬菜光信 号的亮和灭时间(人工创造出光反应和暗反应时间),在室温5 35°C湿度大于65%条件 下,使蔬菜水果在光信号光照环境中恢复新陈代谢并实现调控慢速生长速度,蔬菜水果在 光信号光照环境中维持新鲜状态,使蔬菜水果采收时新鲜状态得以有效延长,达到保持新 鲜或保鲜时间延长目的,保鲜批次可以重复,可以灵活控制,可以方便进入家庭化及实现工 厂化生产使用。本发明所消耗电能非常低,人造脉冲式周期扫描光信号光照环境属于低光 照度环境(光信号光照度小于中午太阳光最大光照度)。


图1为本发明的光信号发生装置采用箱柜式结构时的示意图;图2-图4本发明的光信号发生装置采用箱柜通道式结构时的示意图;图5-图7为可升降调节支撑杆结构的结构示意图;图8为本发明控制电路原理方框图;图9是本发明的红.绿.蓝光发光板发光示意图;图10为发光板红.绿.蓝光源组直线平行形式安装位置排列平面结构示意图;图11为发光板红.绿.蓝光源组同心圆形式安装位置排列平面结构示意图;图12为发光板红.绿.蓝光源组直线放射形式安装位置排列平面结构示意图。
具体实施例方式本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述实施例一参照图1,本发明包括由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构1、主 框架2、外壳3、门4、内部电控箱5 (内置各控制电路)、悬挂式蔬果放置装置6、起防护作用 的透明隔离网或透明玻璃隔离板7、电风扇及通风道8、通风道下部进风孔9、指示灯10、电 源开关11、支承脚或移动滑轮12、自动加湿系统13、加湿导管接口 14、计算机可编程序脉冲 扫描信号发生器22、红光源双向可控硅电子开关控制器23、绿光源双向可控硅电子开关控 制器对、蓝光源双向可控硅电子开关控制器25、红光源组沈、绿光源组27、蓝光源组28等。 由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构1安装于主框架2及外壳3的四周内 侧;在由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构1的表面装有起防护作用的透 明隔离网或透明玻璃隔离板7 ;在外壳3内装有排气电风扇及通风道8 ;在外壳3下部设有 通风道下部进风孔9 ;在外壳3的一侧装有自动加湿系统13及加湿导管接口 14,自动加湿 系统13的湿度探头及温控器温度探头安装在蔬菜水果农产品存放结构内,自动加湿控制 系统与水存储罐相通,带温度探头的温控器连接排气电风扇。实施例二参照图2-图4,其结构组成基本与图1相同。由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构1安装于主框架2及外壳3的四周内侧;在外壳3内装有排气电风扇及 通风道8 ;在外壳3的上部装有自动加湿系统13及加湿导管接口 14 ;自动加湿系统13与进 水管16相通,自动加湿系统13的湿度探头及温控器温度探头安装在蔬菜水果农产品存放 结构内,带温度探头的温控器连接排气电风扇。主框架2制成可升降调节支撑杆结构15。 具体是推荐的插销式升降支撑架调节器方式(见图幻;推荐的螺丝升降支撑架调节器方式 (见图6);推荐的插销粗调配合螺丝细调升降支撑架调节器方式(见图7)。升降支撑架调 节器使箱柜通道式结构内放置蔬菜水果空间高度由插销或螺丝调整,也方便拆卸运输。图8中的21是电源输入调压器(自耦式调压器外部安放设置,输入交流电源电 压 220V,输出交流电源电压0 220V可光信号光照度强度);22是计算机可编程序脉 冲扫描信号发生器,控制程序编制输入后由按钮板启动;23是控制红灯光源组亮暗开关的 双向可控硅电子开关;对是控制绿灯光源组亮暗开关的双向可控硅电子开关;25是控制蓝 灯光源组亮暗开关的双向可控硅电子开关;RSCR是输出红灯光源组控制信号的接线端口 ; GSCR是输出绿灯光源组控制信号的接线端口 ;BSCR是输出篮灯光源组控制信号的接线端 口。光源组按发出红、绿、蓝光或红、蓝、绿光间隔排列成发光板单元,重复规则排列发光板 单元,拼接成满足照射存放空间尺寸所需光照度要求的发光板结构并安装于蔬菜水果农产 品存放空间结构内壁J6是发光板结构中发出红色光谱光信号的光源组,27是发光板结构 中发出蓝色光谱光信号的光源组二8是发光板结构中发出绿色光谱光信号的光源组。图9中L表示发光板红.绿.蓝光发光器件电线汇集接口连接到计算机可编程 序脉冲扫描信号发生器22 ;Rl——表示发红光第1光源组,Rn——表示发红光第η光源组, 亮或灭由图8中沈的红灯控制信号的接线端口对应控制,Gl——表示发绿光第1光源组, Gn——表示发绿光第η光源组,亮或灭由图8中27的绿灯控制信号的接线端口对应控制, Bl——表示发蓝光第1光源组,Bn——表示发蓝光第η光源组,亮或灭由图8中28的蓝灯 控制信号的接线端口对应控制。图10中1 是发光板结构中发出红色光谱光信号的第η光源组,&ι是发光板结构 中发出蓝色光谱光信号的第η光源组,( 是发光板结构中发出绿色光谱光信号的第η光源 组,按(a)红.绿.蓝.红.绿.蓝重复排列或(b)红.蓝.绿.红.蓝.绿重复排列直 线平行形式排列结构安装组成。图11中红.绿.蓝直线光源组同心圆按一定间隔安装,图11中1 是发光板结构 中发出红色光谱光信号的第η光源组,to是发光板结构中发出蓝色光谱光信号的第η光源 组,Gn是发光板结构中发出绿色光谱光信号的第η光源组;各光源组同心圆成一定间隔, 按(a)红、绿、蓝、红、绿、蓝重复排列的同心圆形式排列结构或(b)红、蓝、绿、红、蓝、绿重 复排列同心圆形式排列结构安装组成。图12中1 是发光板结构中发出红色光谱光信号的第η光源组,&ι是发光板结构 中发出蓝色光谱光信号的第η光源组,( 是发光板结构中发出绿色光谱光信号的第η光源 组;各光源组成一定规则间隔放射状排列,按红.绿.蓝.红.绿.蓝重复排列直线放射状 形式排列结构安装;或红.蓝.绿.红.蓝.绿重复排列直线放射状形式排列结构安装。如图1-图12所示,用0. 35-0. 75mm不锈钢板焊成主框架2及箱柜式结构外壳3 ; 或用钢管制成图2通道式可升降空间高度的可升降调节支撑杆结构,前后左右及顶端底端 用不锈钢板把整个装置密闭成为一个暗室系统,单侧或两侧安装可开合的门4。由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构1安装于主框架通道2四周内侧(地面及两侧 门除外),绝缘隔离可拆卸。装置中,光源组按发出红、绿、蓝光或红、蓝、绿光间隔排列成发 光板,重复规则排列发光板拼接成发光板结构安装于蔬菜水果农产品存放结构空间内壁, 固定后的平面发光板结构发光照射方向不可调,平面发光板旋转结构可调节光源组发光板 照射方向,各发光光源电极汇集于每块发光板一侧L,分别连接到双向可控硅23、24、25的 对应接线端口,通过计算机可编程脉冲扫描信号发生器22输出脉冲扫描控制开关信号控 制双向可控硅23、24、25的通断状态,使装置中的对应发光红、绿、蓝光源组R、G、B产生各 种有规律的脉冲式周期扫描组合光谱光信号,电源输入调压器21调节光信号强度的光照 度参数;扫描组合形式典型例1 如红光的扫描顺序可以是,(a)红光Rl亮、其他红光灭一 红光R2亮、其他红光灭一按此扫描顺序变化一红光1 亮、其他红光灭;(b)红光Rl亮、其 他红光灭一红光Rl、R2亮、其他红光灭一按此扫描顺序变化一红光1、2、…红光1 亮、其 他红光灭一红光全亮及全灭,接着,本程序反向运行;如此本程序重复循环正向、反向运行。 绿光、蓝光的扫描过程类同上述红光的扫描;还可以产生不同光线的交叉、组合;扫描组合 形式典型例2 如蓝光Bl亮其他红、绿、蓝光灭一蓝光Bl红光Rl亮其他红、绿、蓝光灭一蓝 光Bl红光Rl亮绿光Gl亮其他红、绿、蓝光灭一按此扫描顺序变化一蓝光红光1 亮绿 光亮其他红、绿、蓝光灭一按此扫描顺序变化一接着,本程序反向运行;如此本程序重复 循环正向、反向运行。扫描组合形式典型例3 蓝光Bl红光Rl亮绿光Gl亮其他红、绿、蓝 光灭一蓝光Bl红光Rl亮绿光Gl蓝光B2红光R2亮绿光G2亮其他红、绿、蓝光灭一按此 扫描顺序变化一蓝光Bl红光Rl亮绿光Gl蓝光B2红光R2亮绿光G2亮一按此扫一红、描 顺序变化一蓝光红光1 亮绿光亮其他红、绿、蓝光灭一按此扫描顺序变化绿、蓝光全 亮及全灭(设计在全亮及全灭后停顿时间),接着,,本程序反向运行;扫描组合形式典型例 4 蓝光+红光,红光+绿光,绿光+蓝光,蓝光+红光一按此扫描顺序变化产生不同光线的 交叉、组合扫描形式;上述的典型例通过计算机可编程脉冲扫描信号发生器22产生的脉 冲周期扫描组合信号,来调控双向可控硅电子开关23、24、25的导通和关断,来控制安装有 红、绿、篮光源组沈、27、观对应发光R、G、B的光源组发出脉冲式或脉冲式周期扫描或脉冲 式周期扫描组合光谱的光信号,在扫描一个周期以后可以全部光熄灭,形成光反应和暗反 应周期时间;产生一个脉冲周期后,再重复上述脉冲扫描过程;发光光源组R、G、B发出红、 绿、篮光信号及组合光信号照射蔬菜水果,室温5 35°C湿度大于65%条件下实现蔬菜水 果保鲜目的。另外,装置辅助自动加湿器的水雾导管及制冷装置导管冷气导管连接于顶部 或后面导管接口进入蔬菜水果农产品存放结构内,自动加湿控制系统与水存储罐相通或与 进水管连接,湿度及温度探头安装在蔬菜水果农产品存放结构内,带温度探头的温控器连 接排气电风扇;整个系统采用交流220V的电源供电,电源输入调压器21的输入端接电源控 制开关输出端的交流220V,输出0 220V连接主发光板电路以调节光信号光照度参数;脉 冲光谱光信号参数红、绿、蓝光源组全亮光照度彡lOOOlux,红光中心波长660nm,绿光中 心波长550nm,蓝光中心波长420nm,脉冲占空比50 % (即脉冲亮/ (亮+灭)时间),脉冲 宽度500ms,扫描周期间隙时间k,l个扫描周期IOs;结构中还可以安装有通风机8,温湿 度计,温度湿度调控装置,自动加湿系统12,漏电保护装置,电源输入调压器21。实施例三本发明制造步骤还可在冷藏库、电冰箱或冷柜实施,或在电冰箱、冷柜中设置一个
10独立空间实施本发明用于蔬菜水果保鲜。发光板红.绿.蓝光源组安装固定于长方形(或 正方形)绝缘板(或绝缘铁皮)平面上,做成平面发光板结构或带万向节方向调节器平面 发光板旋转结构,大体积独立空间使用的大平面发光板绝缘板四周用角铁固定,成可拆卸 的悬吊形式(以方便维修,绝缘隔离),吊装于冷藏库独立空间顶端及安装于库内独立空间 四周墙内壁(地面及两侧出入门除外);装置中,发光板安装于蔬菜水果农产品存放结构 内壁,固定后的平面发光板悬挂式结构发光照射方向不可调,大空间安装平面发光板旋转 结构可调节光源组发光板照射方向;各发光光源电极汇集于每块发光板一侧L,分别连接 到双向可控硅23、24、25的对应接线端口,通过计算机可编程脉冲扫描信号发生器产生22 的脉冲周期扫描组合信号,调控双向可控硅电子开关23、24、25的导通和关断,控制安装有 红、绿、篮光源组对应发光的光源组沈、27、观发出脉冲式或脉冲式周期扫描或脉冲式周期 扫描组合光谱的光信号,其电气控制原理与以上实施例相同,温湿度调控原理与以上实施 例相同。本发明的实际使用例本发明的典型保鲜趋势试验方法及试验过程,参考中华人民共和国农业行业标准 NY/T428-2000、中华人民共和国农业行业标准(无公害食品蔬菜)NY 5193-2002及相关蔬 菜水果检测、包装、运输及贮藏的保鲜标准或方法;通过用光度计测量脉冲周期扫描光照环 境中的光强度是几百勒克斯,而在中午,太阳光光照度可达十几万勒克斯;产生脉冲式周期 扫描光照环境的人造光物理技术装置耗能非常低。趋势试验1 将采收的生菜12份按农业行业标准NY/T428-2000、NY5193-2002经 过感官检验合格分成四组,每组3份,一组放入上述试验装置内置的放置蔬菜水果结构中, 进行光信号照射(光信号光照度400勒克斯光照度单位);一组放在自然光下或玻璃温室 内;一组放入安装有白炽灯的暗室中,一组放在全黑的暗室中,四组生菜试样除了光照条件 不同以外,其余水、空气(25°C)、湿度(85%)等条件全部相同,处理过程每6小时进行一 次观察检查生菜试样外观,48小时后检查结果发现(a)全黑暗条件下生菜已出现严重的 黄化,早生叶已枯黄萎缩,轻度烂叶;(b)白炽灯(40瓦电灯泡光照度大于等于400勒克斯 光照度单位)照射条件的生菜,出现干黄萎凋;(c)自然光条件下的生菜干黄萎凋;(d)脉 冲式光谱周期扫描光信号物理条件下,生菜仍然新鲜挺拔;趋势试验1光信号物理参数光 照度400勒克斯光照度单位(脉冲式光谱光照度小于500勒克斯光照度单位,为低光照度 环境,即脉冲式光谱光信号环境的光照度小于太阳光10万勒克斯光照度单位;脉冲光 谱典型参数为光照度(红、绿、蓝光全亮)400LUX,红光波长660nm,绿光波长550nm,蓝光波 长420nm,脉冲占空比50% (即脉冲亮/(亮+灭)时间),脉冲宽度500ms,扫描周期间隙 时间10s,1个扫描周期60s)。趋势试验2 脉冲式组合光谱周期扫描光信号物理环境试验组与冷藏保鲜对照 组对照试验;光信号参数设置与趋势试验1光信号参数设置相同,包装及冷藏箱符合NY/ T428-2000.NY 5193-2002中包装、运输及贮藏的保鲜标准,冷藏箱温度5°C湿度85%,将采 收的生菜12份按农业行业标准NY/T428-2000、NY 5193-2002经过感官检验合格分成四组, 每组3份,每6小时进行一次观察检查,168小时后观察检查生菜试样外观发现脉冲式光 谱周期扫描光信号物理条件下,生菜仍然新鲜挺拔;冷藏箱物理条件下,对照组生菜叶片萎 凋轻微干黄早生叶已萎缩枯黄;试验结果光信号物理环境试验组生菜保鲜效果明显优于冷藏保鲜对照组。采用了更多品种蔬菜水果进行多次实验得到结果光信号物理环境试验 组有保鲜优势。趋势试验3 (典型极端对照试验a)将新鲜采收的海南岛槟榔生果按农业行业标 准NY/T428-2000、NY 5193-2002经过感官检验合格九份分成三组,试验条件光信号参数 设置与趋势试验1光信号参数设置相同,包装及冷藏箱符合NY/T428-2000、NY 5193-2002 中包装、运输及贮藏的保鲜标准,冷藏箱温度5 °C湿度85 % (符合NY/T428-2000、NY 5193-2002) ; (a) 3份置于光谱周期扫描光物理环境中的海南岛槟榔生果30天;观察检查试 样外观槟榔生果展现强盛生命力和新鲜状态;(b) 3份置于室温25°C环境,7天出现萎缩及 外表发黑腐烂;(c) 2份置于冷藏箱10天出现萎缩及外表发黑腐烂。趋势试验4 (典型极端对照试验b)将新鲜采收的乌龙茶品种黄旦茶芽按农业行 业标准NY/T428-2000、NY 5193-2002经过感官检验合格十二份分成四组,每组3份,一组放 入上述试验装置内置的放置蔬菜水果结构中,进行光信号照射;一组放在室内透光处(自 然光照度400LUX);—组放入温度5°C湿度85%冷藏箱中;72小时观察检查试样光谱光信 号照射组展现强盛生命力、茶芽挺拔的新鲜状态,并且飘出强烈茶芳香;室内透光处放置对 照组茶芽叶片萎凋轻微发黑;冷藏箱对照组茶芽叶片萎凋轻微萎缩枯黄;工艺相同制出的 黄旦茶,光谱光信号照射组香气最佳,茶水色最金黄透亮;分别取下上述试验样品体内的细 胞进行测定,采用葱铜法、比色法测定可溶性总糖和总蛋白,光谱光信号照射组可溶性总糖 和总蛋白较多。以上实验展示本发明使蔬菜水果采收时新鲜状态得以有效延长,实现室温条件 下安全低能耗蔬菜水果保鲜目的。
权利要求
1.一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方法,其特征在于采用计算机可编程序脉冲扫 描信号发生器来控制安装有红、绿、篮灯光源组的装置产生脉冲或脉冲扫描组合光谱的灯 光信号,使受照射蔬菜水果在光信号物理环境条件下被调控慢速生长,蔬菜水果采收后新 鲜状态得以有效延长,使得室温贮藏条件下或温度湿度调控条件下蔬菜水果保持新鲜或保 鲜时间延长。
2.根据权利要求1所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方法,其特征在于所 述的组合光谱的灯光信号的强度可调,脉冲周期可调,红、绿、蓝脉冲可见光扫描组合形式 可调,扫描周期可调。
3.根据权利要求1所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方法,其特征在于在 人造光信号物理环境条件下,受照射保鲜的蔬菜水果,在亮暗周期变化的光信号光照环境 中获得光合作用中光反应所需光子能量,使细胞组织恢复新陈代谢并维持新陈代谢及生长 惯性的慢速进行。
4.一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,包括主框架O)、外壳(3)、门0)、蔬果放 置装置(6),其特征在于还有由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构(1)、 计算机可编程序脉冲扫描信号发生器(22)、红光源双向可控硅电子开关控制器(23)、绿光 源双向可控硅电子开关控制器(M)、蓝光源双向可控硅电子开关控制器(25)、红光源组 ( )、绿光源组(27)、蓝光源组( ),计算机可编程序脉冲扫描信号发生器0 产生的脉 冲周期扫描组合信号,调控对应红光源双向可控硅电子开关(23)、绿光源双向可控硅电子 开关控制器(M)、蓝光源双向可控硅电子开关控制器0 的导通和关断,从而控制红光源 组( )、绿光源组(27)、蓝光源组08)对应发光,发出脉冲式或脉冲式周期扫描或脉冲式 周期扫描组合光谱的光信号。
5.根据权利要求4所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,其特征在于所述的 光信号发生装置可制成箱柜式结构,由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构 (1)安装于主框架⑵及外壳⑶的四周内侧,在由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成 的发光板结构(1)的表面装有起防护作用的透明隔离网或透明玻璃隔离板(7),在外壳(3) 内装有电风扇及通风道(8),在外壳C3)下部设有通风道下部进风孔(9),在外壳(3)的一 侧装有自动加湿系统(13)及加湿导管接口(14)。
6.根据权利要求4所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,其特征在于所述的 光信号发生装置可制成箱柜通道式结构,由红,绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板 结 构⑴安装于主框架⑵及外壳⑶的四周内侧,在外壳⑶内装有电风扇及通风道(8), 在外壳(3)的上部装有自动加湿系统(13)及加湿导管接口(14),自动加湿系统(13)与进 水管(16)相通,主框架(2)制成可升降调节支撑杆结构(15)。
7.根据权利要求4所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,其特征在于由红, 绿,蓝光源发光板平面单元拼接成的发光板结构(1)是把红光源组( )、绿光源组(27)、蓝 光源组08)按发出红、绿、蓝光或红、蓝、绿光间隔排列成发光板,重复规则排列发光板拼 接成发光板结构,红光源组( )、绿光源组(27)、蓝光源组08)采用单根线状发光灯管、单 点点状发光灯泡或单点点状LED发光二极管组成,或采用多根线状发光灯管组、多点点状 发光灯泡组或多点点状LED发光二极管组成,或采用低能耗高效节能稀土材料发光器件组 成。
8.根据权利要求4所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,其特征在于红光源 组( )、绿光源组(27)、蓝光源组08)的排列拼接结构可按一定间隔,安装拼接组成直线 平行形式。
9.根据权利要求4所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,其特征在于红光源 组( )、绿光源组(27)、蓝光源组08)的排列拼接结构可安装拼接组成同心圆形式。
10.根据权利要求4所述的一种蔬菜水果保鲜的光信号发生装置,其特征在于红光源 组( )、绿光源组(27)、蓝光源组08)的排列拼接结构可安装拼接组成放射状形式。
全文摘要
一种蔬菜水果保鲜的光信号技术物理方法及光信号发生装置。本发明采用计算机可编程序脉冲扫描信号发生器来控制安装有红、绿、蓝光源组的发光装置产生脉冲式或脉冲式周期扫描组合光谱的光信号,照射贮藏装置中室温贮藏条件下或温度湿度调控条件下存放保鲜的蔬菜水果;在人造光信号物理环境条件下,受照射保鲜的蔬菜水果,在亮暗周期变化的光信号光照环境中获得光合作用中光反应所需光子能量,使细胞组织恢复新陈代谢并维持新陈代谢及生长惯性的慢速进行;通过调控周期脉冲光谱或周期脉冲扫描光谱或周期脉冲扫描组合光谱光信号,红、绿、蓝光源组发出可见光谱光信号的光照度、脉冲周期、组合扫描形式可调,室温条件下或温度湿度调控条件下实现调控已收获蔬菜水果慢速生长过程;保鲜的蔬菜水果新陈代谢的慢速进行使采收后蔬菜水果的新鲜状态得以有效延长,存放贮藏蔬菜水果保持新鲜,保鲜时间达到延长目的。
文档编号H05B37/02GK102113543SQ201110041210
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年4月7日
发明者陈愈, 陈景莉, 陈欣 申请人:陈愈, 陈景莉, 陈欣

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