[實用新型]一種農產品物流中車廂二氧化碳激光光譜測量裝置

有效

• 申請號: 201320865191.9
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203745375U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 彭一準;王盼;吳永弘;姜蕾;田煒;張銳;李達;王以忠
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本實用新型屬于氣體檢測領域，涉及一種二氧化碳檢測裝置，尤其是一種農產品物流中車廂二氧化碳激光光譜測量裝置。

背景技術

目前來講，物流的概念沒有一個統一的界定，最新的物流的概念是美國物流管理協會NCPDM（NationalCouncilofPhysicalDistributionManagement）于2002年對物流的定義：“物流是供應鏈過程的一部分，它是對商品、服務及相關信息在起源地到消費地之間有效率和有效益的正向和反向移動與存儲進行的計劃、執行與控制，其目的是滿足客戶要求。”物流是有目的的活動，是社會物質的運動，是一種系統的活動，一種有組織的活動。

農產品物流是物流業的一個分支。它指的是為了滿足消費者需求以最小成本而進行的農產品物質實體從生產者到消費者之間的物理性流動及相關信息的共享。包括農產品生產、收購、運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、配送、流通加工、分銷、信息活動等一系列環節。

近年來，我國農業發展滯后增收困難，原因有多種，但是農產品流通不暢是重要原因之一，主要體現在農產品流通效率低、成本高，農產品物流滯后成為影響農產品流通的關鍵因素。從生鮮農產品供應鏈管理角度看，由于生鮮農產品不能長久存放，到貨存貨安排十分講究，要求周轉快、管理科學，達到應有的生鮮標準；而國際市場范圍大，世界各地氣候變化多樣，在運輸途中有時要經過不同的氣候帶，從而加大了農產品的保鮮難度。我國目前生鮮農產品儲運手段還比較落后，生鮮農產品冷藏保鮮設施欠缺、保鮮加工水平較低，生鮮農產品產后損失驚人，這對我國農產品出口是一個很大的壓力；從生鮮農產品物流成本角度看，長期以來，由于許多生鮮農產品企業從采購、生產到銷售的整個供應鏈及物流運作還停留在傳統的儲運模式上，物流作業環節繁多，基礎設施設備陳舊，不僅使初級加工企業不能集中財力、物力、人力進行產品研發和市場競爭，而且還使產品成本居高不下的狀況難以改變；從生鮮農產品物流技術的角度看，由于缺乏適宜的保鮮技術設備與手段，基礎設施薄弱，使得生鮮農產品流通過程的各種損耗非常巨大（如水果、蔬菜的采后損失高達25%～30%，肉類及水產品亦達10%～15%），每年僅生鮮易腐類農產品采后的各種損耗之和高達千億元。生鮮農產品物流不暢和手段的落后，已成為制約中國農業和食品產業發展的瓶頸。

目前，物流運輸車車廂中大都只有檢測溫濕度的儀器，而缺乏檢測氣體的裝置。

二氧化碳是運輸車車廂內的氣體之一，適當濃度的二氧化碳可以隔絕氧氣，使水果、蔬菜等不被氧化腐爛，保持活性，一般二氧化碳濃度高于5%時就有明顯抑制呼吸作用的效應，但二氧化碳濃度過高后，反而又刺激果蔬的呼吸作用增強和引起無氧呼吸的作用導致果蔬加速腐爛，其危害癥狀主要表現為果蔬表面或內部組織或兩者都發生褐變，出現褐斑或組織脫水、萎軟甚至形成空腔。所以控制運輸車車廂內二氧化碳濃度的范圍在0%～10%之間。

TDLAS技術本質上是一種吸收光譜技術，是通過分析光通過氣體時的選擇吸收來測得氣體濃度。采用可調諧二極管激光吸收光譜結合波長調制光譜技術對氣體濃度進行測量，具有靈敏度高、選擇性好、長期穩定性等優點。其基本原理是：利用激光器的電流調諧和溫度調諧的特性，使激光器的輸出波長掃描待測氣體的某一吸收峰，同時對激光器進行調制，根據諧波信號與氣體濃度的相關性進行檢測。其理論基礎是建立在朗伯-比爾定律基礎上的，公式為：

I＝I₀exp[-PS(T)φ(v)XL]＝I₀exp(-α_mLC)?????????????????(1)

式中，I是輸出光強，即穿越氣體介質時經過氣體吸收后的光強；I₀是輸入光強，即參考光強；P[atm]是氣體壓強；S(T)[cm^-2atm^-1]是吸收面積，即氣體特征譜線的線強度，與溫度有關；φ(v)[cm]是線性函數，與溫度、總壓強以及氣體成分含量有關；X是氣體的體積濃度；L是光與氣體的作用長度（傳感長度）；α_m是摩爾分子吸收系數；C是氣體濃度。

對(1)式進行變換得：