魏朝暉（西安航空學(xué)院能源與建筑學(xué)院，陜西西安 710077）

茶葉加工冷卻系統(tǒng)的發(fā)展與冷卻設(shè)備分析

魏朝暉
（西安航空學(xué)院能源與建筑學(xué)院，陜西西安 710077）

激光冷卻是利用激光技術(shù)對(duì)制冷設(shè)備前端采集過(guò)來(lái)的制冷設(shè)備序列進(jìn)行自動(dòng)的分析與處理。如今也廣泛應(yīng)用到了茶葉冷卻領(lǐng)域中，并逐漸綜合了嵌入式技術(shù)、制冷設(shè)備信息處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)等，隨著這些技術(shù)的發(fā)展，茶葉冷卻技術(shù)也有了廣闊的應(yīng)用空間，本文結(jié)合激光冷卻技術(shù)，對(duì)該技術(shù)在現(xiàn)階段我國(guó)茶葉冷卻領(lǐng)域的應(yīng)用做出相關(guān)研究。

激光冷卻；茶葉加工；冷卻技術(shù)；設(shè)備

激光冷卻技術(shù)是信息化時(shí)代一種新興的科技技術(shù)，被列為21世紀(jì)最有影響的技術(shù)和改變世界的十大技術(shù)之一，其目的主要是檢測(cè)特定區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，將制冷設(shè)備目標(biāo)和制冷設(shè)備分隔開并跟蹤特定區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展以及科學(xué)研究的不斷努力，推進(jìn)了茶葉加工冷卻系統(tǒng)的不斷革新。高端計(jì)算機(jī)技術(shù)、制冷設(shè)備寬帶技術(shù)、高度集成化產(chǎn)品的不斷推廣，為茶葉加工冷卻系統(tǒng)的發(fā)展提供了有利的保障。

1　茶葉加工冷卻系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1.1人工模擬時(shí)代

在20世紀(jì)90年代初及其以前，當(dāng)時(shí)的茶葉加工冷卻系統(tǒng)剛剛發(fā)展沒多久，相關(guān)技術(shù)不夠成熟，大多采用模擬設(shè)備對(duì)制冷設(shè)備數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模擬提取，稱為模擬制冷設(shè)備信號(hào)時(shí)代，即第一代茶葉冷卻系統(tǒng)時(shí)代。但是由于制冷設(shè)備信息是通過(guò)電纜的形式進(jìn)行傳輸，傳輸距離有限，而且在有線傳輸時(shí)模擬制冷設(shè)備系統(tǒng)無(wú)法聯(lián)網(wǎng)，只能以節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式連接現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致鋪線過(guò)程所耗費(fèi)的財(cái)力巨大，因而此種茶葉冷卻系統(tǒng)的拓展性較差。

1.2半智能時(shí)代

20世紀(jì)90年代中期，制冷設(shè)備多媒體技術(shù)逐漸得到了區(qū)域性廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，制冷設(shè)備技術(shù)有了一次質(zhì)的飛躍，制冷設(shè)備采集與顯示技術(shù)由原本灰度化色調(diào)逐漸演變成了富有色彩的制冷設(shè)備。與此同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展得到了提高，在制冷設(shè)備采集以及處理過(guò)程中計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力得到了充分的發(fā)揮，計(jì)算機(jī)顯示器的高分辨率對(duì)畫面的高質(zhì)量顯示提供了基礎(chǔ)。這種主要是基于計(jì)算機(jī)的茶葉冷卻系統(tǒng)，即半智能時(shí)代。由于受到但是制冷設(shè)備技術(shù)和制冷設(shè)備壓縮相關(guān)技術(shù)的局限性，導(dǎo)致無(wú)法組建覆蓋面積較大的制冷設(shè)備系統(tǒng)，使其應(yīng)用推廣受到了一定的滯后。

1.3智能時(shí)代

20世紀(jì)90年代末，制冷設(shè)備信息處理技術(shù)的不斷革新，以及制冷設(shè)備壓縮技術(shù)的不斷進(jìn)步，同時(shí)制冷設(shè)備技術(shù)不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量數(shù)據(jù)的處理速度的不斷提升，促進(jìn)了茶葉冷卻系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)全新的智能化時(shí)代。全智能茶葉冷卻系統(tǒng)主要依托于制冷設(shè)備技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)兼具對(duì)激光冷卻數(shù)據(jù)的壓縮處理存儲(chǔ)等功能，并融入了制冷設(shè)備信息的行為分析結(jié)合異常處理，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)全智能化的茶葉冷卻系統(tǒng)，是制冷設(shè)備技術(shù)的一次革新。如今發(fā)達(dá)的網(wǎng)路技術(shù)，使跨區(qū)域、跨國(guó)際的傳輸制冷設(shè)備成為了可能，因此其發(fā)展和應(yīng)用得到了大力的推進(jìn)。

2　茶葉加工冷卻中的溫度采集設(shè)計(jì)

2.1室內(nèi)溫度檢測(cè)方法

茶葉加工冷卻中的室內(nèi)環(huán)境擁有很多的危害茶葉質(zhì)量的有害細(xì)菌以及一些污染物，而室內(nèi)檢測(cè)主要是針對(duì)室內(nèi)溫度的檢測(cè)。室內(nèi)溫度檢測(cè)的方法有許多種，本文只是介紹其中的主要的三種方法，在這三種方法中選擇一種最好的解決方法作為本課題的使用方法。這三種方法如下：

溫度耗氧量法：這種方法是十分可靠的，也就是利用了室內(nèi)的一些有機(jī)物氧化的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的，具體的檢測(cè)方法就是采集一定量的溫度，然后對(duì)其進(jìn)行氧化測(cè)試，看這些溫度的耗氧量有多少，最后通過(guò)得到的數(shù)據(jù)來(lái)推測(cè)室內(nèi)溫度。

化學(xué)分析方法：這種方法是比較繁雜的，就是使用了不同的溫度可以用化學(xué)反應(yīng)來(lái)區(qū)分的特點(diǎn)。在室內(nèi)采集一定量的溫度，對(duì)這些帶溫氣體做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，將會(huì)得到各種氣體溫度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)我們就可以分析每種氣體在室內(nèi)的溫度。

傳感器檢測(cè)法：這種檢測(cè)方法是最方便的，也是十分有效的。就是選擇市面上已經(jīng)有的各種溫度傳感器，對(duì)溫度可以直接感應(yīng)測(cè)量，將得到的數(shù)據(jù)傳送到處理器中處理，轉(zhuǎn)換成濃度方式顯示。溫度傳感器的類型有四種：電阻型、電感型、電化學(xué)型和電容型這四種。

對(duì)以上三種檢測(cè)方法的對(duì)比分析，本課題選用了傳感器的檢測(cè)方法，這種方法簡(jiǎn)單易用，同時(shí)其檢測(cè)的數(shù)據(jù)也是十分有效的，相對(duì)于其它兩種方法，方便了太多，也給廣大的用戶提供了可行性的檢測(cè)方法。

2.2傳感器的選用及其簡(jiǎn)介

本課題中主要以檢測(cè)室內(nèi)空氣溫度為目標(biāo)，所以選用相關(guān)實(shí)用合理的溫度傳感器。溫度傳感器擁有許多的品種，有電化學(xué)型、電阻型、電容型以及電感型這四種類型。本課題中溫度傳感器采用的是電化學(xué)式傳感器。其檢測(cè)原理是：在室內(nèi)環(huán)境下，當(dāng)溫度接觸傳感器后，會(huì)與傳感器里面的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電壓信號(hào)，將電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后就可以得到室內(nèi)相應(yīng)的溫度濃度。這種類型的傳感器測(cè)量操作十分簡(jiǎn)單，而且體積小巧，精度也不錯(cuò)，方便組合安裝，因此，在室內(nèi)的溫度檢測(cè)應(yīng)用中相當(dāng)普遍。本課題選用MS1100-P111傳感器模塊。

MS1100-P111傳感器模塊是一個(gè)集成的采集模塊，采集的信號(hào)可以直接得到輸出，這個(gè)模塊使用了MS1100探頭作為傳感器的核心探頭；它具有極其優(yōu)良的穩(wěn)定性和十分良好的靈敏度，可測(cè)量精度精確到了0.1ppm，相對(duì)于普通應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這個(gè)精度已經(jīng)夠用戶使用了，如果是在一些要求精度相當(dāng)高的情況下，就需要采用更高精度的溫度傳感器了；此傳感器不但價(jià)格便宜，而且整體體積是非常小巧的，非常有利于減小整個(gè)系統(tǒng)的整體占用體積；最后這個(gè)傳感器還是十分利于用戶監(jiān)測(cè)室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量的。

3　茶葉加工的冷卻技術(shù)及設(shè)備分析

3.1國(guó)外茶葉加工冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Interscan科技公司生產(chǎn)的激光冷卻-4000系列單溫度分析儀：其特點(diǎn)是采用專利技術(shù)的高精度電化學(xué)傳感器，響應(yīng)時(shí)間短，連續(xù)泵吸式采樣，體積小、重量輕，操作簡(jiǎn)單、易攜帶。

Z-300茶葉加工冷卻系統(tǒng)：此公司生產(chǎn)的冷卻系統(tǒng)具有不同的工作方式，第一種是單點(diǎn)測(cè)試模式，第二種就是連續(xù)測(cè)試模式。單點(diǎn)測(cè)試模式就是只能一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地測(cè)量，不能設(shè)置時(shí)間連續(xù)性工作；連續(xù)測(cè)試模式就是可以在一定的時(shí)間段里的任意時(shí)刻，顯示器都可以隔一段時(shí)間就顯示一次數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)間可以設(shè)置，一般是10秒更新一次，如果時(shí)間段結(jié)束了，那么這個(gè)測(cè)試也就停止。這個(gè)冷卻系統(tǒng)使用了公司專門開發(fā)的過(guò)濾器技術(shù)，可以排除一些其它的溫度對(duì)茶葉冷卻溫度的測(cè)量影響，使得茶葉冷卻濃度的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高，而且還有良好的可靠性。

英國(guó)PPM公司生產(chǎn)的PPM-400茶葉加工冷卻系統(tǒng)：PPM-400茶葉加工冷卻系統(tǒng)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。此冷卻系統(tǒng)可以方便攜帶，可以拿在手上直接使用，而且應(yīng)用起來(lái)十分簡(jiǎn)單，是一款測(cè)試茶葉冷卻的好儀器。它的特點(diǎn)有：此儀器的內(nèi)部采用的是電化學(xué)溫度傳感器進(jìn)行泵吸式采集溫度，儀器的反應(yīng)速度十分快捷，而且整體結(jié)構(gòu)是非常緊密的；還可以使用兩種單位量來(lái)顯示測(cè)得的數(shù)據(jù)，即ppm和mg/ m3這兩種衡量單位；此儀器的精確度非常高，可以達(dá)到0.001mg/m3這個(gè)數(shù)量級(jí)；同時(shí)此儀器還可以對(duì)濕度進(jìn)行補(bǔ)償。

3.2國(guó)內(nèi)茶葉加工冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

“甲保御”牌激光冷卻茶葉加工冷卻系統(tǒng)：該冷卻系統(tǒng)應(yīng)用了非常先進(jìn)的電化學(xué)傳感器以及一流的運(yùn)放芯片，使得可以精確采集和分析數(shù)據(jù)；該冷卻系統(tǒng)有一個(gè)非常方便的功能應(yīng)用，就是可以實(shí)時(shí)地得到連續(xù)的電信號(hào)，就是直接將茶葉冷卻的質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)化而來(lái)，然后微處理器可以直接處理這些電信號(hào)，然后將分析的結(jié)果通過(guò)LCD顯示出來(lái)。該冷卻系統(tǒng)突破了以前冷卻復(fù)雜、價(jià)格昂貴的限制，使得產(chǎn)品既便宜又適用，該產(chǎn)品可以成天不間斷地進(jìn)行實(shí)時(shí)冷卻，其操作也是非常簡(jiǎn)單的。

全自動(dòng)激光冷卻茶葉質(zhì)量冷卻、氨測(cè)定儀：此種類型的冷卻系統(tǒng)可以對(duì)許多種物質(zhì)產(chǎn)生的茶葉冷卻以及氨污染物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)冷卻，在眾多場(chǎng)所都可以實(shí)時(shí)使用，其特點(diǎn)有：使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)冷卻方法，茶葉冷卻使用酚試劑法，而氨則使用納氏試劑法；該儀器的冷卻速度說(shuō)不上快，但是也不是那么慢，冷卻過(guò)程需要10-15分鐘；該冷卻系統(tǒng)配備了大屏幕液晶來(lái)顯示測(cè)試結(jié)果，儀器內(nèi)部是使用單片機(jī)智能控制操作的，具有比較良好的人機(jī)交互界面，同時(shí)該冷卻系統(tǒng)還具有非常優(yōu)秀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理功能，而且得到的測(cè)試數(shù)據(jù)還可以實(shí)時(shí)保存和記錄。

激光冷卻茶葉加工冷卻系統(tǒng)SKY2000-CH2O：該冷卻系統(tǒng)在價(jià)格上來(lái)說(shuō)，具有非常大的優(yōu)勢(shì)，它是國(guó)內(nèi)性價(jià)比最高的一款儀器設(shè)備，具有非常強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力；使用時(shí)可以明顯知道，該冷卻系統(tǒng)冷卻茶葉冷卻濃度的速度是非?？斓?，它所使用的溫度傳感器反應(yīng)十分靈敏，而且可以長(zhǎng)時(shí)間使用；該冷卻系統(tǒng)在顯示方面，使用的是點(diǎn)陣顯示技術(shù)，支持兩種語(yǔ)言操作界面，中文和英文；該冷卻系統(tǒng)還具有報(bào)警的功能，采用的是聲光報(bào)警技術(shù)，由于茶葉冷卻的特性，報(bào)警的閥值可以根據(jù)需要自主設(shè)置；還有就是該冷卻系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)冷卻到的數(shù)據(jù)，還能保持最大的冷卻效果值。

4　結(jié)語(yǔ)

激光冷卻集成了成熟的開發(fā)工具套件，健全的內(nèi)部軟件，高速的中央處理器和豐富的第三方服務(wù)支持，使其應(yīng)用開發(fā)的周期得到明顯的縮短，同時(shí)提高了開發(fā)的便捷性，從而激光冷卻方面開發(fā)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。在整個(gè)過(guò)程中制冷設(shè)備目標(biāo)的檢測(cè)是關(guān)鍵性的一步，由于制冷設(shè)備受外景諸多因素的影響，導(dǎo)致制冷設(shè)備節(jié)點(diǎn)極其不夠穩(wěn)定，使得運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的難度加大。茶葉冷卻系統(tǒng)前端直接連接激光冷卻服務(wù)器，在芯片采集完成之后，直接對(duì)采集后的制冷設(shè)備序列進(jìn)行處理，然后通過(guò)WLAN/LAN傳輸?shù)街评湓O(shè)備中心或者后臺(tái)的客戶端上面顯示，很好地滿足了茶葉加工冷卻技術(shù)的相關(guān)要求。

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魏朝暉（1980-），男，陜西西安人，碩士研究生，講師，研究方向：傳熱、制冷。