[發明專利]一種冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控方法及系統

有效

• 申請號: 202010548419.6
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111856930B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 韓佳偉;楊信廷;吉增濤;朱文穎
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G06Q10/04;G06Q10/0832
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

本發明實施例提供的冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控方法及系統，該方法包括：確定在不同操控參數下，儲運載體內部的多物理場時空耦合分布均勻性與風機能耗量；根據時空耦合分布均勻性與風機能耗量，確定儲運載體冷風機的最優調控參數。本發明實施例提供的冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控方法及系統，依據多物理場特別是果品溫濕度場時空分布均勻性以及制冷機組能耗量，實現最優化的儲運載體環境與果品品質調控，對實現品質與能耗的雙重優化以及促進冷鏈物流降本增效具有重要工程應用價值與經濟價值。

技術領域

本發明實施例涉及冷鏈儲運技術領域，尤其涉及一種冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控方法及系統。

背景技術

溫濕度是影響果品品質安全的關鍵因子，也是目前冷鏈全程重點監控數據。動態監測冷鏈環境溫濕度，特別是動態監控果品自身溫濕度變化是減少冷鏈損耗的關鍵，也是促進冷鏈提質增效的基礎。

目前傳感器點位監測是冷鏈運輸中主要監控手段，并將監測結果作為評判果品溫濕度是否滿足需求或品質是否安全的重要指標。由于受數量、位置與環境限制，受環境溫濕度波動、均勻性差及果心與環境存在溫差等客觀因素影響，致使該評判方式存在片面性、主觀性與不科學性，且缺乏非破壞性果品溫濕度感控能力，既不能精準獲取果品自身溫濕度動態變化規律，也不能實現環境與果品品質的協同調控，這也是導致我國水果運輸損失率嚴重的主要原因，且伴隨果品產前產后相關人力物力與能耗的流失與浪費。

有鑒于此，如何實現儲運載體環境與果品溫濕度精確耦合感控，并依據儲運載體內部微環境風場、溫度場及濕度分布均勻性以及能耗量實現最優化的冷風機調控設置，對突破傳統冷鏈點位監測的局限性，實現品質與能耗雙重優化，以及對提升冷鏈運輸保質力、節能性與經濟效益具有重要工程應用價值。

發明內容

本發明實施例提供一種冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控方法及系統，用于克服或部分解決現有技術在冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控中存在的調控精度差，從而導致水果冷鏈運輸損失率嚴重等缺陷。

第一方面，本發明實施例提供一種冷鏈環境與果品溫濕度耦合感控方法，主要包括：

S1，確定在不同操控參數下，儲運載體內部的多物理場時空耦合分布均勻性與風機能耗量；

S2，根據時空耦合分布均勻性與風機能耗量，確定儲運載體冷風機的最優調控參數。

作為可選地，步驟S1具體可以包括：

S11，基于環境與果品濕熱擴散性系數、果品初始溫濕度、冷風機位置、基準冷卻參數、儲運載體空間尺寸及果品堆棧打包方式，構建儲運載體內部空間與堆棧果品的數字孿生體；

S12，對數字孿生體進行網格劃分，確定網格劃分后數字孿生體的初始邊界條件信息，并構建儲運載體內部的多物理場時空耦合分布預測模型；

S13，基于多物理場時空耦合分布預測模型，確定不同操控參數下，儲運載體內部的多物理場時空耦合分布均勻性與風機能耗量。

作為可選地，步驟S12具體可以包括：

融合結構化與非結構化網格劃分方法，對數字孿生體進行網格化；將冷風機出口位置設置為濕冷空氣入口邊界；將風機出風口溫濕度與風速設置為多相流入口邊界值；將堆棧打包果品所在區域設置為固體區域，并將堆棧打包果品所在區域的濕熱擴散系數、初始溫度、初始含水量設置為固體區域的邊界值；基于能量守恒、動量守恒與質量守恒方程，并結合有限體積法，構建儲運載體的多物理場時空耦合分布預測模型。

作為可選地，在對數字孿生體進行網格化之后，還可以包括：調節網格扭曲度以及果品呼吸強度、表面蒸發與冷凝強度，對多物理場時空耦合分布預測模型進行模擬訓練。

作為可選地，濕熱擴散系數主要包括：水分擴散系數、熱量擴散系數、體積密度和/或比熱容等。