魏朝暉（西安航空學院能源與建筑學院，陜西西安 710077）

茶葉加工冷卻系統(tǒng)的發(fā)展與冷卻設備分析

魏朝暉
（西安航空學院能源與建筑學院，陜西西安 710077）

激光冷卻是利用激光技術對制冷設備前端采集過來的制冷設備序列進行自動的分析與處理。如今也廣泛應用到了茶葉冷卻領域中，并逐漸綜合了嵌入式技術、制冷設備信息處理技術和無線通信技術等，隨著這些技術的發(fā)展，茶葉冷卻技術也有了廣闊的應用空間，本文結(jié)合激光冷卻技術，對該技術在現(xiàn)階段我國茶葉冷卻領域的應用做出相關研究。

激光冷卻；茶葉加工；冷卻技術；設備

激光冷卻技術是信息化時代一種新興的科技技術，被列為21世紀最有影響的技術和改變世界的十大技術之一，其目的主要是檢測特定區(qū)域中的運動目標，將制冷設備目標和制冷設備分隔開并跟蹤特定區(qū)域內(nèi)的節(jié)點目標。經(jīng)過幾十年的發(fā)展以及科學研究的不斷努力，推進了茶葉加工冷卻系統(tǒng)的不斷革新。高端計算機技術、制冷設備寬帶技術、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人工模擬時代

在20世紀90年代初及其以前，當時的茶葉加工冷卻系統(tǒng)剛剛發(fā)展沒多久，相關技術不夠成熟，大多采用模擬設備對制冷設備數(shù)據(jù)信息進行模擬提取，稱為模擬制冷設備信號時代，即第一代茶葉冷卻系統(tǒng)時代。但是由于制冷設備信息是通過電纜的形式進行傳輸，傳輸距離有限，而且在有線傳輸時模擬制冷設備系統(tǒng)無法聯(lián)網(wǎng)，只能以節(jié)點對節(jié)點的形式連接現(xiàn)場，導致鋪線過程所耗費的財力巨大，因而此種茶葉冷卻系統(tǒng)的拓展性較差。

1.2半智能時代

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

1.3智能時代

20世紀90年代末，制冷設備信息處理技術的不斷革新，以及制冷設備壓縮技術的不斷進步，同時制冷設備技術不斷發(fā)展和計算機存儲容量數(shù)據(jù)的處理速度的不斷提升，促進了茶葉冷卻系統(tǒng)進入一個全新的智能化時代。全智能茶葉冷卻系統(tǒng)主要依托于制冷設備技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸，同時兼具對激光冷卻數(shù)據(jù)的壓縮處理存儲等功能，并融入了制冷設備信息的行為分析結(jié)合異常處理，最終實現(xiàn)一個全智能化的茶葉冷卻系統(tǒng)，是制冷設備技術的一次革新。如今發(fā)達的網(wǎng)路技術，使跨區(qū)域、跨國際的傳輸制冷設備成為了可能，因此其發(fā)展和應用得到了大力的推進。

2　茶葉加工冷卻中的溫度采集設計

2.1室內(nèi)溫度檢測方法

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)量的有害細菌以及一些污染物，而室內(nèi)檢測主要是針對室內(nèi)溫度的檢測。室內(nèi)溫度檢測的方法有許多種，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)的一些有機物氧化的特點來進行測量的，具體的檢測方法就是采集一定量的溫度，然后對其進行氧化測試，看這些溫度的耗氧量有多少，最后通過得到的數(shù)據(jù)來推測室內(nèi)溫度。

化學分析方法：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反應來區(qū)分的特點。在室內(nèi)采集一定量的溫度，對這些帶溫氣體做化學實驗，將會得到各種氣體溫度的實驗數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)我們就可以分析每種氣體在室內(nèi)的溫度。

傳感器檢測法：這種檢測方法是最方便的，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，對溫度可以直接感應測量，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、電化學型和電容型這四種。

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

2.2傳感器的選用及其簡介

本課題中主要以檢測室內(nèi)空氣溫度為目標，所以選用相關實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式傳感器。其檢測原理是：在室內(nèi)環(huán)境下，當溫度接觸傳感器后，會與傳感器里面的溶液發(fā)生化學反應，從而產(chǎn)生電壓信號，將電壓信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后就可以得到室內(nèi)相應的溫度濃度。這種類型的傳感器測量操作十分簡單，而且體積小巧，精度也不錯，方便組合安裝，因此，在室內(nèi)的溫度檢測應用中相當普遍。本課題選用MS1100-P111傳感器模塊。

MS1100-P111傳感器模塊是一個集成的采集模塊，采集的信號可以直接得到輸出，這個模塊使用了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，可測量精度精確到了0.1ppm，相對于普通應用來說，這個精度已經(jīng)夠用戶使用了，如果是在一些要求精度相當高的情況下，就需要采用更高精度的溫度傳感器了；此傳感器不但價格便宜，而且整體體積是非常小巧的，非常有利于減小整個系統(tǒng)的整體占用體積；最后這個傳感器還是十分利于用戶監(jiān)測室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量的。

3　茶葉加工的冷卻技術及設備分析

3.1國外茶葉加工冷卻系統(tǒng)設計

Interscan科技公司生產(chǎn)的激光冷卻-4000系列單溫度分析儀：其特點是采用專利技術的高精度電化學傳感器，響應時間短，連續(xù)泵吸式采樣，體積小、重量輕，操作簡單、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，第一種是單點測試模式，第二種就是連續(xù)測試模式。單點測試模式就是只能一個點一個點地測量，不能設置時間連續(xù)性工作；連續(xù)測試模式就是可以在一定的時間段里的任意時刻，顯示器都可以隔一段時間就顯示一次數(shù)據(jù)，這個時間可以設置，一般是10秒更新一次，如果時間段結(jié)束了，那么這個測試也就停止。這個冷卻系統(tǒng)使用了公司專門開發(fā)的過濾器技術，可以排除一些其它的溫度對茶葉冷卻溫度的測量影響，使得茶葉冷卻濃度的測量結(jié)果準確度高，而且還有良好的可靠性。

英國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)具有許多獨特的優(yōu)點。此冷卻系統(tǒng)可以方便攜帶，可以拿在手上直接使用，而且應用起來十分簡單，是一款測試茶葉冷卻的好儀器。它的特點有：此儀器的內(nèi)部采用的是電化學溫度傳感器進行泵吸式采集溫度，儀器的反應速度十分快捷，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顯示測得的數(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，可以達到0.001mg/m3這個數(shù)量級；同時此儀器還可以對濕度進行補償。

3.2國內(nèi)茶葉加工冷卻系統(tǒng)設計

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

全自動激光冷卻茶葉質(zhì)量冷卻、氨測定儀：此種類型的冷卻系統(tǒng)可以對許多種物質(zhì)產(chǎn)生的茶葉冷卻以及氨污染物進行現(xiàn)場冷卻，在眾多場所都可以實時使用，其特點有：使用國家標準冷卻方法，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不上快，但是也不是那么慢，冷卻過程需要10-15分鐘；該冷卻系統(tǒng)配備了大屏幕液晶來顯示測試結(jié)果，儀器內(nèi)部是使用單片機智能控制操作的，具有比較良好的人機交互界面，同時該冷卻系統(tǒng)還具有非常優(yōu)秀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理功能，而且得到的測試數(shù)據(jù)還可以實時保存和記錄。

激光冷卻茶葉加工冷卻系統(tǒng)SKY2000-CH2O：該冷卻系統(tǒng)在價格上來說，具有非常大的優(yōu)勢，它是國內(nèi)性價比最高的一款儀器設備，具有非常強大的競爭力；使用時可以明顯知道，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十分靈敏，而且可以長時間使用；該冷卻系統(tǒng)在顯示方面，使用的是點陣顯示技術，支持兩種語言操作界面，中文和英文；該冷卻系統(tǒng)還具有報警的功能，采用的是聲光報警技術，由于茶葉冷卻的特性，報警的閥值可以根據(jù)需要自主設置；還有就是該冷卻系統(tǒng)還可以存儲冷卻到的數(shù)據(jù)，還能保持最大的冷卻效果值。

4　結(jié)語

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支持，使其應用開發(fā)的周期得到明顯的縮短，同時提高了開發(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用。在整個過程中制冷設備目標的檢測是關鍵性的一步，由于制冷設備受外景諸多因素的影響，導致制冷設備節(jié)點極其不夠穩(wěn)定，使得運動檢測的難度加大。茶葉冷卻系統(tǒng)前端直接連接激光冷卻服務器，在芯片采集完成之后，直接對采集后的制冷設備序列進行處理，然后通過WLAN/LAN傳輸?shù)街评湓O備中心或者后臺的客戶端上面顯示，很好地滿足了茶葉加工冷卻技術的相關要求。

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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。