一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方法及光信號發生裝置的製作方法

2023-04-27 04:57:46

專利名稱：一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方法及光信號發生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光信號技術物理方法及光信號發生裝置，特別是一種蔬菜水果保 鮮的光信號技術物理方法及光信號發生裝置。
背景技術：
農產品的保鮮和加工是農業生產的繼續，是農業再生產過程中的「二產經濟」，世 界各國家均把農業生產後蔬菜水果保鮮貯藏加工放在農業的首要位置。蔬菜水果是鮮活食 品，採收後易腐爛，為延長保鮮期，冷藏是現代化蔬菜水果的主要保鮮貯藏形式之一，可在 氣溫較高的季節周年進行貯藏，以保證果品的周年供應。低溫冷藏可降低蔬菜水果的呼吸 代謝、病原菌的發病率和果實的腐爛率，達到阻止組織衰老、延長果實貯藏期的目的。各國 科研人員對高耗能冷藏保鮮技術進行改進，它是採用高於蔬菜水果組織凍結點的較低儲存 環境溫度實現蔬菜水果的保鮮。但是，冷藏保鮮技術中存在高消耗電能製造冷氣系統，另外 不適宜的低溫反而會影響貯藏壽命，喪失商品流通及食用價值。防止冷害和凍害的關鍵是 按不同蔬菜水果的習性，嚴格控制溫度，冷藏期間有些蔬菜水果如鴨梨需採用逐步降溫的 方法以減輕或不發生冷害。所以，冷藏保鮮存在高消耗電能的歷史難題以及冷藏保鮮過程 中防止蔬菜水果冷害和凍害的操作難度缺點問題。目前，探索室溫條件下，採收後蔬菜水果 通過光信號調控恢復新陳代謝維持慢速生長，光信號技術物理方法用於蔬菜水果保鮮貯藏 目的至今未見國內外報導。

發明內容
本發明的目的在於提供一種在室溫貯藏條件下或溫度溼度調控條件下，利用脈衝 式或脈衝式周期掃描組合光譜的紅、綠、藍可見光譜光信號，實現採收後蔬菜水果在光信號 光照環境中恢復新陳代謝進行光合作用維持慢速生長，並可實現調控採收後蔬菜水果慢速 生長速度，使已經收穫蔬菜水果初始新鮮狀態到發生成熟老化和腐爛的時間有效延長的蔬 菜水果保鮮的光信號技術物理方法及光信號發生裝置。本發明的目的可以通過以下措施來達到一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方 法，其特徵在於採用計算機可編程序脈衝掃描信號發生器來控制安裝有紅、綠、籃燈光源組 的裝置產生脈衝或脈衝掃描組合光譜的燈光信號，使室溫貯藏條件下或溫度溼度調控條件 下受照射蔬菜水果在光信號物理環境條件下被調控慢速生長，蔬菜水果採收後新鮮狀態得 以有效延長，使得室溫貯藏條件下或溫度溼度調控條件下蔬菜水果保持新鮮或保鮮時間延 長。一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，包括主框架、外殼、門、蔬果放置裝置，其特 徵在於還有由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構、計算機可編程序脈衝 掃描信號發生器、紅光源雙向可控矽電子開關控制器、綠光源雙向可控矽電子開關控制器、 藍光源雙向可控矽電子開關控制器、紅光源組、綠光源組、藍光源組，計算機可編程序脈衝掃描信號發生器產生的脈衝周期掃描組合信號，調控對應紅光源雙向可控矽電子開關、綠 光源雙向可控矽電子開關控制器、藍光源雙向可控矽電子開關控制器的導通和關斷，從而 控制紅光源組、綠光源組、藍光源組對應發光，發出脈衝式或脈衝式周期掃描或脈衝式周期 掃描組合光譜的光信號。本發明的目的還可以通過以下措施來達到通過調節計算機可編程序脈衝掃描信 號發生器輸出控制信號的頻率、掃描組合形式、掃描時間周期、信號的通斷時間比，實現所 述的組合光譜的燈光信號的強度可調，脈衝周期可調，紅、綠、藍脈衝可見光掃描組合形式 可調，掃描周期可調、光信號的通斷時間比可調。室溫貯藏條件下或溫度溼度調控條件下， 處於人造光信號物理環境受照射保鮮的蔬菜水果，在亮暗周期變化的光信號光照環境中獲 得光合作用中光反應所需光子能量，使細胞組織恢復新陳代謝並維持新陳代謝及生長慣性 的慢速進行。所述的光信號發生裝置可製成箱櫃式結構，由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接 成的發光板結構安裝於主框架及外殼的四周內側，在由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接 成的發光板結構的表面裝有起防護作用的透明隔離網或透明玻璃隔離板，在外殼內裝有排 氣電風扇及通風道，在外殼下部設有通風道下部進風孔，在外殼的一側裝有對保鮮蔬菜水 果自動加溼控制系統及加溼導管接口，自動加溼控制系統與水存儲罐相通，溼度及溫度探 頭安裝在蔬菜水果農產品存放結構內，帶溫度探頭的溫控器連接排氣電風扇。所述的光信 號發生裝置可製成箱櫃通道式結構，由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構 安裝於主框架及外殼的四周內側，在外殼內裝有排氣電風扇及通風道，在外殼的上部裝有 對保鮮蔬菜水果自動加溼控制系統及加溼導管接口，自動加溼探頭及溫度探頭安裝於蔬菜 水果保鮮存放結構內，自動加溼控制系統與進水管相通，帶溫度探頭的溫控器連接排氣電 風扇，主框架製成可升降調節支撐杆結構。由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光 板結構是把紅光源組、綠光源組、藍光源組按發出紅、綠、藍光或紅、藍、綠光間隔排列成發 光板，重複規則排列發光板拼接成發光板結構，紅光源組、綠光源組、藍光源組採用單根線 狀發光燈管、單點點狀發光燈泡或單點點狀LED發光二極體組成，或採用多根線狀發光燈 管組、多點點狀發光燈泡組或多點點狀LED發光二極體組成，或採用低能耗高效節能稀土 材料發光器件組成，紅光源組、綠光源組、藍光源組的排列拼接結構可按一定間隔，安裝拼 接組成直線平行形式。紅光源組、綠光源組、藍光源組的排列拼接結構可安裝拼接組成同心 圓形式。紅光源組、綠光源組、藍光源組的排列拼接結構可安裝拼接組成放射狀形式。本發明的理論依據(a)蔬菜水果都離不開光照進行光合作用維持新陳代謝生長狀態。依據教科書生 物學植物光合作用細胞組織新陳代謝原理，在室溫條件下5 35°C，體表溼度大於65%條 件下，本發明的脈衝式或脈衝式周期掃描組合光譜的紅、綠、藍可見光譜光信號提供低照度 (典型數值區間40-1000LUX ( 等效太陽光)蔬菜水果保鮮的光合作用高光增益光照 環境，脈衝式光照環境的光子能量級別高於相同等效光照度的連續光譜光環境中光子的能 量級別。剛採摘的蔬果在低照度高能級光子的光信號光照環境中仍然能夠獲得光合作用所 需足夠的光子能量，維持慣性新陳代謝慢速生長狀態。(b)植物新陳代謝生長過程的生物學基礎常識光合作用過程光反應和暗反應一 個周期時間體表單糖轉化合成多糖有機物儲存於植物體內。下一光合作用周期的光反應期間，植物體表騰出光反應再一次生成單糖及碳水化合物的位置空間，利於高效率生成單糖 及碳水化合物，生成植物生長保持新陳代謝狀態的周期亮暗光環境必需重複循，光反應和 暗反應周期頻率加快(從自然晝夜M小時周期時間人工調節為秒級別周期時間)，利於提 高單糖形成總量及最終轉化合成總量更多的多糖有機物儲存於植物體內。另外，我們在進行本發明光信號蔬菜保鮮與連續光譜蔬菜存放對照的科學研究實 驗中，依據實驗現象總結出光反應和暗反應周期頻率加快(從自然晝夜M小時周期時間人 工調節為秒級別周期時間)，低能耗G0-1000LUX範圍內彡太陽光)光信號對蔬菜保鮮 過程光合作用效率提高對比人類已經熟悉的自然光環境晝夜M小時光暗反應一個周期， 太陽光輻射環境下高熱量引起切除根部蔬菜水分蒸騰揮發，沒有根部提供水分補充，蔬菜 幹沽；切除根部蔬菜存放在沒有光線環境中，也沒有了光子能量提供光合作用維持新陳代 謝，蔬菜體內發酵腐爛。蔬菜保鮮實驗首先以M小時作為一個蔬菜保鮮試驗周期時間段， 光信號蔬菜保鮮M小時，試驗中施加的光信號的光暗反應周期時間為秒級別，相比較自然 光環境晝夜M小時光暗反應一個周期，周期時間為秒級別的光信號較晝夜M小時光暗反 應一個周期的自然光具有高頻率特徵，其平均光照度(典型數值100LUX)與連續光譜等效 光照度(典型數值100LUX)相同，較高頻率(秒級別)的光信號蔬菜保鮮過程呈現出明顯 的單糖合成增多及轉化為多糖增加的現象，表明較高頻率(秒級別)的光信號環境，存在高 光增益特徵，具有使植物體內葉綠體光合作用效率提高的優勢，從而可以採用低能級光信 號(典型數值區間40--1000LUXS 等效太陽光)進行蔬菜保鮮，保鮮過程對切除根部的 保鮮蔬菜受熱輻射導致體內脫水乾涸的熱影響影響降到最低。接著比較檢測相同保鮮周期 內(5-7天)的蔬菜，相同低能級光照度G0-1000LUX範圍內)的較高頻率(秒級別)光信 號的停頓間隙次數相比較低頻率(分鐘級別、十分鐘級別或小時級別)光信號的停頓間隙 次數，有較高數量的停頓次數，對比表明為單位乾物質總量增加值更多，葉綠素和抗壞血酸 Vc含量增加值也更多。低能級光照度G0-1000LUX範圍內< 等效太陽光)的較高頻率 (秒級別)光信號能使蔬菜保鮮維持新陳代謝保持慢速生長過程中光合作用效率提高，體 內單糖轉化為多糖頻率加快，細胞分子騰出了生成及暫時儲存單糖的表層，下一周期單糖 生成的阻尼降低，一定保鮮時間周期內(例如5-7天)多次數的光反應生成的單糖更多，多 次數的暗反應過程單糖轉化為多糖增多。較高頻率(秒級別)的低能耗G0-1000LUX範圍 內< 太陽光)光信號對蔬菜保鮮過程進行較光合作用效率提高，體現在實驗結果中，測 試結果表明為單位乾物質總量增加值更多，葉綠素和抗壞血酸Vc含量增加值也更多。(c)蔬菜水果在亮暗周期變化的光信號光照環境中維持慣性新陳代謝慢速生長， 依據教科書生物學植物光合作用細胞組織新陳代謝原理可知體表體內組織細胞獲得光子 能量，體表毛細代謝導管口打開，吸入水分子使表面張力恢復，體表體內組織細胞吸氧代謝 作用與吸二氧化碳代謝作用的共同作用，蔬菜水果體內的催熟劑一乙烯氣體C2H4排出，催 熟劑——乙烯氣體C2H4不會在體內積聚，減弱蔬菜水果催熟劑乙烯在體內快速生成積聚呈 現發酵特徵進而出現蔬菜水果機體腐爛，體表二氧化碳有抑制需氧菌和黴菌的繁殖作用； 另外，高頻脈衝光譜紫外頻譜分量(存在於藍光光源發出的光信號高頻諧波頻譜中，依據 紫外線殺菌知識採用波長253. 7nm頻譜分量最佳)抑制黴菌細菌繁殖的效果優於連續紫 外線，使蔬菜水果體內細菌無法快速大量繁殖，降低蔬菜水果的快速腐爛率。(d)室溫5 35°C，體表溼度大於65%條件下，低光照度G0—1000LUX彡等效太陽光)光信號環境中，已收穫蔬菜水果組織細胞保持新陳代謝過程，吸入水分子使表面 張力恢復，恢復原有生長慣性維持新陳代謝的慢速進行的同時，防止無氧呼吸的產生(無 氧呼吸指生活細胞對有機物進行的不完全的氧化沒有分子氧參與，其氧化後的不完全氧化 產物呈現發酵特徵)，並使體內有害物質(指非生命維持新陳代謝所需物質)排出體表。依 據植物生理知識體表體內組織細胞吸氧代謝作用與吸二氧化碳代謝作用的共同作用，保 鮮蔬菜水果恢復慢速生長，形成慢速新陳代謝生長蔬菜水果保鮮過程。(e)依據教科書牛頓光學原理，太陽光是吸收光譜，在其本身的各譜線間已存在著 吸收暗線，它形成了一種色光組合。太陽地球相對運動，地球周期自轉，太陽光東升西斜經 過大氣層照射到地球表面上的過程中由於其受到各層氣層中不斷運動著的水蒸汽、冰晶、 煙霧和塵埃等物質的阻擋影響，太陽光被吸收，反射，折射，衍射，幹涉；，地球表面的太陽 光環境中，照射到植物上光合作用的太陽光客觀上已呈現移動、周期性、脈衝、光譜組合變 化的光信號特性。本發明的由計算機可編程序脈衝掃描信號發生器調控產生脈衝式或脈衝 式周期掃描組合光譜的紅、綠、藍可見光譜光信號，實現可調控的移動、周期性、脈衝、紅綠 藍光譜組合變化的低能級(四十至一千勒克斯< 等效太陽光)光信號特徵。(f)依據教科書牛頓光學及熱輻射原理，室溫5 35°C，體表溼度大於65%條件 下，本發明低能耗光信號蔬菜保鮮裝置中光照環境的光強度是四十至一千勒克斯，使蔬菜 獲得光信號能量維持新陳代謝慢速生長保鮮的同時避免了強光照度大量熱量引起切除根 部蔬菜體內水分大量蒸騰揮發，切除了根部的蔬菜在強光照度高熱輻射下，得不到根部提 供水分補充快速萎縮幹化；在夏天中午，自然太陽光光照度可達十幾萬勒克斯，太陽環境下 高熱度引起切除根部蔬菜體內水分蒸騰揮發而萎縮，本發明提供蔬菜保鮮的低光照度光信 號環境(四十至一千勒克斯)，把影響蔬菜保鮮的熱幹擾因素降到最低。(g)我們在進行本發明蔬菜保鮮科學研究實驗中，依據實驗現象總結提出的低能 級藍紅光信號疊加產生高光增益效應假說即比較相同光照度的低能級藍紅光信號分別單 獨作用於蔬菜保鮮及同時作用於蔬菜保鮮，每種光譜光信號的照射時間總量相同、頻率相 同，結果是藍紅光信號同時作用於蔬菜保鮮的效果遠優於藍紅光信號分別單獨作用於蔬菜 保鮮效果，呈現出明顯的單糖合成增多及轉化為多糖增加的現象，表明這樣的低能級藍紅 光信號同時同步照射蔬菜保鮮的光信號環境，存在使蔬菜體內葉綠體進行光合作用高光增 益特徵，具有使植物生命體內葉綠體光合作用效率提高的優勢。說明蔬菜保鮮光合作用過 程，體內葉綠體吸收光子存在光增益有效性差異，組合光信號產生的光增益優於單色光譜 光信號產生的光增益。所以，可以設置採用更低光照度的組合光信號來達到相同的蔬菜保 鮮效果，這樣，光信號對保鮮蔬菜產生的熱影響就會更小。低光照度G0-1000LUX彡等效太陽光)的光信號環境中，避免了類似太陽光 強光傳遞的熱能量使室溫下切除根部蔬菜體內水分快速散發而萎縮，低能耗光信號蔬菜保 鮮裝置中光照環境的光強度是四十至一千勒克斯< 等效太陽光，使蔬菜獲得光信號能 量保鮮的同時避免了強光照度引起切除根部蔬菜水分蒸騰揮發，而在中午，自然太陽光光 照度可達十幾萬勒克斯；太陽環境下高熱度引起切除根部蔬菜水分蒸騰揮發，沒有根部提 供水分補充，蔬菜乾沽；沒有光線環境，也沒有了光合作用提供的維持新陳代謝光子能量， 蔬菜自然腐爛。本發明相比現有技術具有如下優點
本發明提出設計一種低光照度(光信號光照度小於中午太陽光最大光照度) 脈衝式、光譜組合、周期性掃描的紅、綠、藍可見光譜光信號照射採收後蔬菜水果，通過對計 算機可編程序控制器輸入編程控制程序，設置脈衝信號掃描順序變化控制方式，調控紅， 綠，藍光的脈衝周期、掃描形式、組合方式，及調整光信號參數光照度、光譜脈衝的周期，光 譜組合和掃描的速度，光信號產生和停止之間時間周期比值，以及調節照射保鮮蔬菜光信 號的亮和滅時間(人工創造出光反應和暗反應時間)，在室溫5 35°C溼度大於65%條件 下，使蔬菜水果在光信號光照環境中恢復新陳代謝並實現調控慢速生長速度，蔬菜水果在 光信號光照環境中維持新鮮狀態，使蔬菜水果採收時新鮮狀態得以有效延長，達到保持新 鮮或保鮮時間延長目的，保鮮批次可以重複，可以靈活控制，可以方便進入家庭化及實現工 廠化生產使用。本發明所消耗電能非常低，人造脈衝式周期掃描光信號光照環境屬於低光 照度環境(光信號光照度小於中午太陽光最大光照度)。


圖1為本發明的光信號發生裝置採用箱櫃式結構時的示意圖；圖2-圖4本發明的光信號發生裝置採用箱櫃通道式結構時的示意圖；圖5-圖7為可升降調節支撐杆結構的結構示意圖；圖8為本發明控制電路原理方框圖；圖9是本發明的紅.綠.藍光發光板發光示意圖；圖10為發光板紅.綠.藍光源組直線平行形式安裝位置排列平面結構示意圖；圖11為發光板紅.綠.藍光源組同心圓形式安裝位置排列平面結構示意圖；圖12為發光板紅.綠.藍光源組直線放射形式安裝位置排列平面結構示意圖。
具體實施例方式本發明下面將結合附圖(實施例)作進一步詳述實施例一參照圖1，本發明包括由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構1、主 框架2、外殼3、門4、內部電控箱5 (內置各控制電路)、懸掛式蔬果放置裝置6、起防護作用 的透明隔離網或透明玻璃隔離板7、電風扇及通風道8、通風道下部進風孔9、指示燈10、電 源開關11、支承腳或移動滑輪12、自動加溼系統13、加溼導管接口 14、計算機可編程序脈衝 掃描信號發生器22、紅光源雙向可控矽電子開關控制器23、綠光源雙向可控矽電子開關控 制器對、藍光源雙向可控矽電子開關控制器25、紅光源組沈、綠光源組27、藍光源組28等。 由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構1安裝於主框架2及外殼3的四周內 側；在由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構1的表面裝有起防護作用的透 明隔離網或透明玻璃隔離板7 ；在外殼3內裝有排氣電風扇及通風道8 ；在外殼3下部設有 通風道下部進風孔9 ；在外殼3的一側裝有自動加溼系統13及加溼導管接口 14，自動加溼 系統13的溼度探頭及溫控器溫度探頭安裝在蔬菜水果農產品存放結構內，自動加溼控制 系統與水存儲罐相通，帶溫度探頭的溫控器連接排氣電風扇。實施例二參照圖2-圖4，其結構組成基本與圖1相同。由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構1安裝於主框架2及外殼3的四周內側；在外殼3內裝有排氣電風扇及 通風道8 ；在外殼3的上部裝有自動加溼系統13及加溼導管接口 14 ；自動加溼系統13與進 水管16相通，自動加溼系統13的溼度探頭及溫控器溫度探頭安裝在蔬菜水果農產品存放 結構內，帶溫度探頭的溫控器連接排氣電風扇。主框架2製成可升降調節支撐杆結構15。 具體是推薦的插銷式升降支撐架調節器方式(見圖幻；推薦的螺絲升降支撐架調節器方式 (見圖6)；推薦的插銷粗調配合螺絲細調升降支撐架調節器方式(見圖7)。升降支撐架調 節器使箱櫃通道式結構內放置蔬菜水果空間高度由插銷或螺絲調整，也方便拆卸運輸。圖8中的21是電源輸入調壓器(自耦式調壓器外部安放設置，輸入交流電源電 壓 220V，輸出交流電源電壓0 220V可光信號光照度強度)；22是計算機可編程序脈 衝掃描信號發生器，控制程序編制輸入後由按鈕板啟動；23是控制紅燈光源組亮暗開關的 雙向可控矽電子開關；對是控制綠燈光源組亮暗開關的雙向可控矽電子開關；25是控制藍 燈光源組亮暗開關的雙向可控矽電子開關；RSCR是輸出紅燈光源組控制信號的接線埠 ； GSCR是輸出綠燈光源組控制信號的接線埠 ；BSCR是輸出籃燈光源組控制信號的接線端 口。光源組按發出紅、綠、藍光或紅、藍、綠光間隔排列成發光板單元，重複規則排列發光板 單元，拼接成滿足照射存放空間尺寸所需光照度要求的發光板結構並安裝於蔬菜水果農產 品存放空間結構內壁J6是發光板結構中發出紅色光譜光信號的光源組，27是發光板結構 中發出藍色光譜光信號的光源組二8是發光板結構中發出綠色光譜光信號的光源組。圖9中L表示發光板紅.綠.藍光發光器件電線匯集接口連接到計算機可編程 序脈衝掃描信號發生器22 ；Rl——表示發紅光第1光源組，Rn——表示發紅光第η光源組， 亮或滅由圖8中沈的紅燈控制信號的接線埠對應控制，Gl——表示發綠光第1光源組， Gn——表示發綠光第η光源組，亮或滅由圖8中27的綠燈控制信號的接線埠對應控制， Bl——表示發藍光第1光源組，Bn——表示發藍光第η光源組，亮或滅由圖8中28的藍燈 控制信號的接線埠對應控制。圖10中1 是發光板結構中發出紅色光譜光信號的第η光源組，&ι是發光板結構 中發出藍色光譜光信號的第η光源組，( 是發光板結構中發出綠色光譜光信號的第η光源 組，按(a)紅.綠.藍.紅.綠.藍重複排列或(b)紅.藍.綠.紅.藍.綠重複排列直 線平行形式排列結構安裝組成。圖11中紅.綠.藍直線光源組同心圓按一定間隔安裝，圖11中1 是發光板結構 中發出紅色光譜光信號的第η光源組，to是發光板結構中發出藍色光譜光信號的第η光源 組，Gn是發光板結構中發出綠色光譜光信號的第η光源組；各光源組同心圓成一定間隔， 按(a)紅、綠、藍、紅、綠、藍重複排列的同心圓形式排列結構或(b)紅、藍、綠、紅、藍、綠重 復排列同心圓形式排列結構安裝組成。圖12中1 是發光板結構中發出紅色光譜光信號的第η光源組，&ι是發光板結構 中發出藍色光譜光信號的第η光源組，( 是發光板結構中發出綠色光譜光信號的第η光源 組；各光源組成一定規則間隔放射狀排列，按紅.綠.藍.紅.綠.藍重複排列直線放射狀 形式排列結構安裝；或紅.藍.綠.紅.藍.綠重複排列直線放射狀形式排列結構安裝。如圖1-圖12所示，用0. 35-0. 75mm不鏽鋼板焊成主框架2及箱櫃式結構外殼3 ； 或用鋼管制成圖2通道式可升降空間高度的可升降調節支撐杆結構，前後左右及頂端底端 用不鏽鋼板把整個裝置密閉成為一個暗室系統，單側或兩側安裝可開合的門4。由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構1安裝於主框架通道2四周內側(地面及兩側 門除外)，絕緣隔離可拆卸。裝置中，光源組按發出紅、綠、藍光或紅、藍、綠光間隔排列成發 光板，重複規則排列發光板拼接成發光板結構安裝於蔬菜水果農產品存放結構空間內壁， 固定後的平面發光板結構發光照射方向不可調，平面發光板旋轉結構可調節光源組發光板 照射方向，各發光光源電極匯集於每塊發光板一側L，分別連接到雙向可控矽23、24、25的 對應接線埠，通過計算機可編程脈衝掃描信號發生器22輸出脈衝掃描控制開關信號控 制雙向可控矽23、24、25的通斷狀態，使裝置中的對應發光紅、綠、藍光源組R、G、B產生各 種有規律的脈衝式周期掃描組合光譜光信號，電源輸入調壓器21調節光信號強度的光照 度參數；掃描組合形式典型例1 如紅光的掃描順序可以是，(a)紅光Rl亮、其他紅光滅一 紅光R2亮、其他紅光滅一按此掃描順序變化一紅光1 亮、其他紅光滅；(b)紅光Rl亮、其 他紅光滅一紅光Rl、R2亮、其他紅光滅一按此掃描順序變化一紅光1、2、…紅光1 亮、其 他紅光滅一紅光全亮及全滅，接著，本程序反向運行；如此本程序重複循環正向、反向運行。 綠光、藍光的掃描過程類同上述紅光的掃描；還可以產生不同光線的交叉、組合；掃描組合 形式典型例2 如藍光Bl亮其他紅、綠、藍光滅一藍光Bl紅光Rl亮其他紅、綠、藍光滅一藍 光Bl紅光Rl亮綠光Gl亮其他紅、綠、藍光滅一按此掃描順序變化一藍光紅光1 亮綠 光亮其他紅、綠、藍光滅一按此掃描順序變化一接著，本程序反向運行；如此本程序重複 循環正向、反向運行。掃描組合形式典型例3 藍光Bl紅光Rl亮綠光Gl亮其他紅、綠、藍 光滅一藍光Bl紅光Rl亮綠光Gl藍光B2紅光R2亮綠光G2亮其他紅、綠、藍光滅一按此 掃描順序變化一藍光Bl紅光Rl亮綠光Gl藍光B2紅光R2亮綠光G2亮一按此掃一紅、描 順序變化一藍光紅光1 亮綠光亮其他紅、綠、藍光滅一按此掃描順序變化綠、藍光全 亮及全滅(設計在全亮及全滅後停頓時間)，接著，，本程序反向運行；掃描組合形式典型例 4 藍光+紅光，紅光+綠光，綠光+藍光，藍光+紅光一按此掃描順序變化產生不同光線的 交叉、組合掃描形式；上述的典型例通過計算機可編程脈衝掃描信號發生器22產生的脈 衝周期掃描組合信號，來調控雙向可控矽電子開關23、24、25的導通和關斷，來控制安裝有 紅、綠、籃光源組沈、27、觀對應發光R、G、B的光源組發出脈衝式或脈衝式周期掃描或脈衝 式周期掃描組合光譜的光信號，在掃描一個周期以後可以全部光熄滅，形成光反應和暗反 應周期時間；產生一個脈衝周期後，再重複上述脈衝掃描過程；發光光源組R、G、B發出紅、 綠、籃光信號及組合光信號照射蔬菜水果，室溫5 35°C溼度大於65%條件下實現蔬菜水 果保鮮目的。另外，裝置輔助自動加溼器的水霧導管及製冷裝置導管冷氣導管連接於頂部 或後面導管接口進入蔬菜水果農產品存放結構內，自動加溼控制系統與水存儲罐相通或與 進水管連接，溼度及溫度探頭安裝在蔬菜水果農產品存放結構內，帶溫度探頭的溫控器連 接排氣電風扇；整個系統採用交流220V的電源供電，電源輸入調壓器21的輸入端接電源控 制開關輸出端的交流220V，輸出0 220V連接主發光板電路以調節光信號光照度參數；脈 衝光譜光信號參數紅、綠、藍光源組全亮光照度彡lOOOlux，紅光中心波長660nm，綠光中 心波長550nm，藍光中心波長420nm，脈衝佔空比50 % (即脈衝亮/ (亮+滅)時間)，脈衝 寬度500ms，掃描周期間隙時間k，l個掃描周期IOs;結構中還可以安裝有通風機8，溫溼 度計，溫度溼度調控裝置，自動加溼系統12，漏電保護裝置，電源輸入調壓器21。實施例三本發明製造步驟還可在冷藏庫、電冰箱或冷櫃實施，或在電冰箱、冷櫃中設置一個
10獨立空間實施本發明用於蔬菜水果保鮮。發光板紅.綠.藍光源組安裝固定於長方形(或 正方形)絕緣板(或絕緣鐵皮)平面上，做成平面發光板結構或帶萬向節方向調節器平面 發光板旋轉結構，大體積獨立空間使用的大平面發光板絕緣板四周用角鐵固定，成可拆卸 的懸吊形式(以方便維修，絕緣隔離)，吊裝於冷藏庫獨立空間頂端及安裝於庫內獨立空間 四周牆內壁(地面及兩側出入門除外)；裝置中，發光板安裝於蔬菜水果農產品存放結構 內壁，固定後的平面發光板懸掛式結構發光照射方向不可調，大空間安裝平面發光板旋轉 結構可調節光源組發光板照射方向；各發光光源電極匯集於每塊發光板一側L，分別連接 到雙向可控矽23、24、25的對應接線埠，通過計算機可編程脈衝掃描信號發生器產生22 的脈衝周期掃描組合信號，調控雙向可控矽電子開關23、24、25的導通和關斷，控制安裝有 紅、綠、籃光源組對應發光的光源組沈、27、觀發出脈衝式或脈衝式周期掃描或脈衝式周期 掃描組合光譜的光信號，其電氣控制原理與以上實施例相同，溫溼度調控原理與以上實施 例相同。本發明的實際使用例本發明的典型保鮮趨勢試驗方法及試驗過程，參考中華人民共和國農業行業標準 NY/T428-2000、中華人民共和國農業行業標準(無公害食品蔬菜)NY 5193-2002及相關蔬 菜水果檢測、包裝、運輸及貯藏的保鮮標準或方法；通過用光度計測量脈衝周期掃描光照環 境中的光強度是幾百勒克斯，而在中午，太陽光光照度可達十幾萬勒克斯；產生脈衝式周期 掃描光照環境的人造光物理技術裝置耗能非常低。趨勢試驗1 將採收的生菜12份按農業行業標準NY/T428-2000、NY5193-2002經 過感官檢驗合格分成四組，每組3份，一組放入上述試驗裝置內置的放置蔬菜水果結構中， 進行光信號照射(光信號光照度400勒克斯光照度單位)；一組放在自然光下或玻璃溫室 內；一組放入安裝有白熾燈的暗室中，一組放在全黑的暗室中，四組生菜試樣除了光照條件 不同以外，其餘水、空氣(25°C)、溼度(85%)等條件全部相同，處理過程每6小時進行一 次觀察檢查生菜試樣外觀，48小時後檢查結果發現(a)全黑暗條件下生菜已出現嚴重的 黃化，早生葉已枯黃萎縮，輕度爛葉；(b)白熾燈(40瓦電燈泡光照度大於等於400勒克斯 光照度單位)照射條件的生菜，出現幹黃萎凋；(c)自然光條件下的生菜乾黃萎凋；(d)脈 衝式光譜周期掃描光信號物理條件下，生菜仍然新鮮挺拔；趨勢試驗1光信號物理參數光 照度400勒克斯光照度單位(脈衝式光譜光照度小於500勒克斯光照度單位，為低光照度 環境，即脈衝式光譜光信號環境的光照度小於太陽光10萬勒克斯光照度單位；脈衝光 譜典型參數為光照度(紅、綠、藍光全亮)400LUX,紅光波長660nm，綠光波長550nm，藍光波 長420nm，脈衝佔空比50% (即脈衝亮/(亮+滅)時間)，脈衝寬度500ms，掃描周期間隙 時間10s，1個掃描周期60s)。趨勢試驗2 脈衝式組合光譜周期掃描光信號物理環境試驗組與冷藏保鮮對照 組對照試驗；光信號參數設置與趨勢試驗1光信號參數設置相同，包裝及冷藏箱符合NY/ T428-2000.NY 5193-2002中包裝、運輸及貯藏的保鮮標準，冷藏箱溫度5°C溼度85%，將採 收的生菜12份按農業行業標準NY/T428-2000、NY 5193-2002經過感官檢驗合格分成四組， 每組3份，每6小時進行一次觀察檢查，168小時後觀察檢查生菜試樣外觀發現脈衝式光 譜周期掃描光信號物理條件下，生菜仍然新鮮挺拔；冷藏箱物理條件下，對照組生菜葉片萎 凋輕微幹黃早生葉已萎縮枯黃；試驗結果光信號物理環境試驗組生菜保鮮效果明顯優於冷藏保鮮對照組。採用了更多品種蔬菜水果進行多次實驗得到結果光信號物理環境試驗 組有保鮮優勢。趨勢試驗3 (典型極端對照試驗a)將新鮮採收的海南島檳榔生果按農業行業標 準NY/T428-2000、NY 5193-2002經過感官檢驗合格九份分成三組，試驗條件光信號參數 設置與趨勢試驗1光信號參數設置相同，包裝及冷藏箱符合NY/T428-2000、NY 5193-2002 中包裝、運輸及貯藏的保鮮標準，冷藏箱溫度5 °C溼度85 % (符合NY/T428-2000、NY 5193-2002) ； (a) 3份置於光譜周期掃描光物理環境中的海南島檳榔生果30天；觀察檢查試 樣外觀檳榔生果展現強盛生命力和新鮮狀態；(b) 3份置於室溫25°C環境，7天出現萎縮及 外表發黑腐爛；(c) 2份置於冷藏箱10天出現萎縮及外表發黑腐爛。趨勢試驗4 (典型極端對照試驗b)將新鮮採收的烏龍茶品種黃旦茶芽按農業行 業標準NY/T428-2000、NY 5193-2002經過感官檢驗合格十二份分成四組，每組3份，一組放 入上述試驗裝置內置的放置蔬菜水果結構中，進行光信號照射；一組放在室內透光處(自 然光照度400LUX)；—組放入溫度5°C溼度85%冷藏箱中；72小時觀察檢查試樣光譜光信 號照射組展現強盛生命力、茶芽挺拔的新鮮狀態，並且飄出強烈茶芳香；室內透光處放置對 照組茶芽葉片萎凋輕微發黑；冷藏箱對照組茶芽葉片萎凋輕微萎縮枯黃；工藝相同制出的 黃旦茶，光譜光信號照射組香氣最佳，茶水色最金黃透亮；分別取下上述試驗樣品體內的細 胞進行測定，採用蔥銅法、比色法測定可溶性總糖和總蛋白，光譜光信號照射組可溶性總糖 和總蛋白較多。以上實驗展示本發明使蔬菜水果採收時新鮮狀態得以有效延長，實現室溫條件 下安全低能耗蔬菜水果保鮮目的。
權利要求
1.一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方法，其特徵在於採用計算機可編程序脈衝掃 描信號發生器來控制安裝有紅、綠、籃燈光源組的裝置產生脈衝或脈衝掃描組合光譜的燈 光信號，使受照射蔬菜水果在光信號物理環境條件下被調控慢速生長，蔬菜水果採收後新 鮮狀態得以有效延長，使得室溫貯藏條件下或溫度溼度調控條件下蔬菜水果保持新鮮或保 鮮時間延長。
2.根據權利要求1所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方法，其特徵在於所 述的組合光譜的燈光信號的強度可調，脈衝周期可調，紅、綠、藍脈衝可見光掃描組合形式 可調，掃描周期可調。
3.根據權利要求1所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方法，其特徵在於在 人造光信號物理環境條件下，受照射保鮮的蔬菜水果，在亮暗周期變化的光信號光照環境 中獲得光合作用中光反應所需光子能量，使細胞組織恢復新陳代謝並維持新陳代謝及生長 慣性的慢速進行。
4.一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，包括主框架O)、外殼(3)、門0)、蔬果放 置裝置(6)，其特徵在於還有由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構(1)、 計算機可編程序脈衝掃描信號發生器(22)、紅光源雙向可控矽電子開關控制器(23)、綠光 源雙向可控矽電子開關控制器(M)、藍光源雙向可控矽電子開關控制器(25)、紅光源組 ( )、綠光源組(27)、藍光源組( )，計算機可編程序脈衝掃描信號發生器0 產生的脈 衝周期掃描組合信號，調控對應紅光源雙向可控矽電子開關(23)、綠光源雙向可控矽電子 開關控制器(M)、藍光源雙向可控矽電子開關控制器0 的導通和關斷，從而控制紅光源 組( )、綠光源組(27)、藍光源組08)對應發光，發出脈衝式或脈衝式周期掃描或脈衝式 周期掃描組合光譜的光信號。
5.根據權利要求4所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，其特徵在於所述的 光信號發生裝置可製成箱櫃式結構，由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構 (1)安裝於主框架⑵及外殼⑶的四周內側，在由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成 的發光板結構(1)的表面裝有起防護作用的透明隔離網或透明玻璃隔離板(7)，在外殼(3) 內裝有電風扇及通風道(8)，在外殼C3)下部設有通風道下部進風孔(9)，在外殼(3)的一 側裝有自動加溼系統(13)及加溼導管接口(14)。
6.根據權利要求4所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，其特徵在於所述的 光信號發生裝置可製成箱櫃通道式結構，由紅，綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板 結 構⑴安裝於主框架⑵及外殼⑶的四周內側，在外殼⑶內裝有電風扇及通風道(8)， 在外殼(3)的上部裝有自動加溼系統(13)及加溼導管接口(14)，自動加溼系統(13)與進 水管(16)相通，主框架(2)製成可升降調節支撐杆結構(15)。
7.根據權利要求4所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，其特徵在於由紅， 綠，藍光源發光板平面單元拼接成的發光板結構(1)是把紅光源組( )、綠光源組(27)、藍 光源組08)按發出紅、綠、藍光或紅、藍、綠光間隔排列成發光板，重複規則排列發光板拼 接成發光板結構，紅光源組( )、綠光源組(27)、藍光源組08)採用單根線狀發光燈管、單 點點狀發光燈泡或單點點狀LED發光二極體組成，或採用多根線狀發光燈管組、多點點狀 發光燈泡組或多點點狀LED發光二極體組成，或採用低能耗高效節能稀土材料發光器件組 成。
8.根據權利要求4所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，其特徵在於紅光源 組( )、綠光源組(27)、藍光源組08)的排列拼接結構可按一定間隔，安裝拼接組成直線 平行形式。
9.根據權利要求4所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，其特徵在於紅光源 組( )、綠光源組(27)、藍光源組08)的排列拼接結構可安裝拼接組成同心圓形式。
10.根據權利要求4所述的一種蔬菜水果保鮮的光信號發生裝置，其特徵在於紅光源 組( )、綠光源組(27)、藍光源組08)的排列拼接結構可安裝拼接組成放射狀形式。
全文摘要
一種蔬菜水果保鮮的光信號技術物理方法及光信號發生裝置。本發明採用計算機可編程序脈衝掃描信號發生器來控制安裝有紅、綠、藍光源組的發光裝置產生脈衝式或脈衝式周期掃描組合光譜的光信號，照射貯藏裝置中室溫貯藏條件下或溫度溼度調控條件下存放保鮮的蔬菜水果；在人造光信號物理環境條件下，受照射保鮮的蔬菜水果，在亮暗周期變化的光信號光照環境中獲得光合作用中光反應所需光子能量，使細胞組織恢復新陳代謝並維持新陳代謝及生長慣性的慢速進行；通過調控周期脈衝光譜或周期脈衝掃描光譜或周期脈衝掃描組合光譜光信號，紅、綠、藍光源組發出可見光譜光信號的光照度、脈衝周期、組合掃描形式可調，室溫條件下或溫度溼度調控條件下實現調控已收穫蔬菜水果慢速生長過程；保鮮的蔬菜水果新陳代謝的慢速進行使採收後蔬菜水果的新鮮狀態得以有效延長，存放貯藏蔬菜水果保持新鮮，保鮮時間達到延長目的。
文檔編號H05B37/02GK102113543SQ201110041210
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月28日 優先權日2010年4月7日
發明者陳愈, 陳景莉, 陳欣 申請人:陳愈, 陳景莉, 陳欣