一种用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置的制作方法

本实用新型专利属于电子技术领域，具体涉及一种用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置。

背景技术：

生鲜食品在冷却过程中，降至某一温度时，生鲜食品中的水分开始冻结，并形成冰晶，这个温度即为冻结点或冰点。由于生鲜食品中的水分一般占2/3，最高达95％以上，水中溶有糖、酸、矿物质以及胶体物质，因此冰点一般在(-0.5～-3.5)℃之间。现有的生鲜食品保藏物理技术单纯对生鲜食品进行降温冷藏或冻藏。当温度降到冰点附近时，生鲜食品将会逐渐被冻结。利用低频交变电场可以使生鲜食品中的水分子发生极化，并使其随着电场的交变保持低频非制热震动，影响冰晶的生成，从而使生鲜食品的冰点大幅降低。然而现有技术存在诸多缺陷，例如产生的低频电场不能长时存在，效率低下。且理论表明，不同的电场幅值使不同的生鲜食品(比如鱼类、肉类、蔬果类)的冰点的降低有着不同的成效，此时如果要达到生鲜食品不结冰最优的效果就需要做出多套不同幅值的装置来达到目的，然而这就造成了资源的浪费以及需隔离出装置作用区而造成的空间不合理利用的问题，同时理论表明，电场频率、电场的模式(波形连续模式及脉冲模式)同幅值一样，不同的值或模式对不同的生鲜食品冰点的降低有着不同的成效，亦会出现上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：为了解决现有技术中存在的以上技术缺陷，本实用新型提出了一种用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置。

本实用新型的技术方案是：一种用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置，包括依次连接的集成开关控制装置、电流信号产生源和电场天线板；所述电流信号产生源包括降压模块、现场可编程电压放大阵列、升压模块、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块、驱动单元、检测单元和控制单元，所述降压模块、现场可编程电压放大阵列、升压模块、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块、驱动单元及检测单元依次连接，所述控制单元分别与所述现场可编程电压放大阵列、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块及检测单元连接。

进一步地，所述电场天线板设置在柜体内部上表壁。

进一步地，所述现场可编程电压放大阵列包括运算放大器及现场可编程电阻阵列。

进一步地，所述运算放大器的反相端通过第一电阻与降压模块的一个输出端连接，其同相端通过第二电阻与降压模块的另一个输出端连接，其输出端通过第三电阻与同相端连接；所述现场可编程电阻阵列包括多个并联支路，其两端分别与第三电阻的两端连接，每个并联支路由串联连接的第一MOS管和第四电阻组成。

进一步地，所述现场可编程模拟调频阵列由现场可编程电容阵列组成。

进一步地，所述现场可编程电容阵列包括多个并联支路，其两端分别与升压模块的两输出端连接，每个并联支路由串联连接的第二MOS管和第一电容组成。

进一步地，所述模式切换模块包括第三MOS管。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在柜体内外部加装一种低频交变场的稳态产生装置，能产生频率介于50Hz～50KHz的低频交变电场，进而达到稳态谐振状态，从而可以使柜体内部低频交变电场长时存在，降低生鲜食品冰点，实现生鲜食品冰寒超长时保鲜灭菌；此外，本实用新型能够调控电场幅值、调控电场频率以及改变信号模式，用以达到提高保鲜成效，降低冰点的目的。

附图说明

图1是本实用新型的用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中现场可编程电压放大阵列电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例中现场可编程模拟调频阵列电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例中装置相对于冰柜的位置示意图。

其中附图标记为：1、集成开关控制装置，2、电流信号产生源，3、电场天线板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，为本实用新型的用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置的结构示意图。一种用于生鲜食品低温保鲜的低频交变电场稳态产生装置，包括依次连接的集成开关控制装置1、电流信号产生源2和电场天线板3；所述电流信号产生源2包括降压模块、现场可编程电压放大阵列、升压模块、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块、驱动单元、检测单元和控制单元，所述降压模块、现场可编程电压放大阵列、升压模块、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块、驱动单元及检测单元依次连接，所述控制单元分别与所述现场可编程电压放大阵列、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块及检测单元连接。

在本实用新型的一个可选实施例中，上述集成开关控制装置用于控制电源的通断，该功能可以采用现有的开关电路实现，本领域技术人员根据本领域的现有技术可以很容易的实现该功能，这里不作赘述。

在本实用新型的一个可选实施例中，上述电流信号产生源用于产生交变电流信号且具有可调控幅值、可调控频率、以及改变信号模式的功能，具有包括降压模块、现场可编程电压放大阵列、升压模块、现场可编程模拟调频阵列、模式切换模块、驱动单元、检测单元和控制单元。电流信号产生源根据内部现场可编程阵列的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电场天线板的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到产生频率介于50Hz～50KHz的低频交变电场，进而达到稳态谐振状态的目的，另外还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等。

本实用新型的降压模块T1用于将市电220v降压成12v安全电压，并输入到现场可编程电压放大阵列；该功能可以采用现有的变压器实现，本领域技术人员根据本领域的现有技术可以很容易的实现该功能，这里不作赘述。

本实用新型的现场可编程电压放大阵列包括运算放大器及现场可编程电阻阵列，如图2所示，为本实用新型实施例中现场可编程电压放大阵列电路结构示意图；运算放大器U1的反相端通过第一电阻R1与降压模块T1的一个输出端连接，其同相端通过第二电阻R2与降压模块T1的另一个输出端连接，其输出端通过第三电阻R3与同相端连接；现场可编程电阻阵列包括多个并联支路，其两端分别与第三电阻R3的两端连接，每个并联支路由串联连接的第一MOS管Q1和第四电阻R4组成。现场可编程电压放大阵列通过控制第三电阻R3后的现场可编程电阻阵列来控制电压放大器的放大系数，从而达到调压的目的；并通过控制单元控制第一MOS管Q1的开启和关闭，使并联支路中的第四电阻R4并入回路来调整整个回路的电阻，从而达到调整电压放大系数的目的。

本实用新型的升压模块T2用于将现场可编程电压放大阵列输出的电压进行升压，并输入到现场可编程模拟调频阵列；该功能可以采用现有的变压器实现，本领域技术人员根据本领域的现有技术可以很容易的实现该功能，这里不作赘述。

本实用新型的现场可编程模拟调频阵列由现场可编程电容阵列组成，如图3所示，为本实用新型实施例中现场可编程模拟调频阵列电路结构示意图；现场可编程电容阵列包括多个并联支路，其两端分别与升压模块T2的两输出端连接，每个并联支路由串联连接的第二MOS管Q2和第一电容C1组成。由前级升压模块T2的变压器线圈形成一个电感，后加现场可编程电容阵列构成LC振荡回路，通过控制单元控制开启和关断第二MOS管Q2来控制并入电容数量，从而调整现场可编程电容阵列的总电容，控制整个LC振荡回路的特征频率，从而达到控制电压频率输出的目的。

本实用新型的模式切换模块采用第三MOS管，其连接在现场可编程模拟调频阵列的输出端；通过控制单元控制第三MOS管的开启和关闭从而达到调节电场模式的目的，实现在波形连续模式及脉冲模式之间进行切换。

本实用新型的控制单元用于控制现场可编程电压放大阵列中第一MOS管Q1、现场可编程模拟调频阵列中第二MOS管Q2、模式切换模块中第三MOS管的开启和关闭；该功能可以采用微处理器或数字电路实现，本领域技术人员根据本领域的现有技术可以很容易的实现该功能，这里不作赘述。

如图4所示，为本实用新型实施例中装置相对于冰柜的位置示意图。本实用新型的电流信号产生源2产生交变电流信号且具有改变信号波形的功能，电场天线板3设置在柜体内部上表壁，通过接入交变电流信号产生交变电场，在柜体内部形成电场的稳态谐振，从而使冰柜内部的低频电场可以长时稳态存在，从而实现高效的冰寒超长保鲜。此外，装置能够调控电场幅值、调控电场频率以及改变信号模式，用以达到提高保鲜成效，降低冰点的目的。

本实用新型采用对称不锈钢表壁实现低频交变电场的稳态谐振，其原理为：交变电场在柜体内产生后，传输到对面的表壁后会产生，反射回来的电波碰到本侧的表壁又会形成反射，从而可以在对称的不锈钢表壁间来回反射，形成稳态谐振状态。

本实用新型充分利用了金属表壁可以低损耗反射低频交变电场的特点，利用多块对称放置的不锈钢表壁，从而实现了低频交变电场高效的在冰柜内的长时、均匀的稳态谐振。均匀分布的低频交变电场可以大幅降低了存放于柜体内部的生鲜食品的冰点，使生鲜食品保持在冰寒温度带，即在零度以下、冰点以上不会冻结。既可以降低生鲜食品细胞的新陈代谢、抑制细菌的生长，又避免了因冻结而出现组织结构损伤，维持了生鲜食品的原有状态、风味、口感等，实验结果证明，采用本实用新型所述的低频交变电场稳态谐振装置，可以将水、牛肉、鱼肉等生鲜食品的冰点降至-10℃。

本实用新型的低频交变电场的稳态产生装置具有结构简单、成本低、效果好、对生鲜食品无影响等优点，适合在市场中作进一步推广。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。