具体实施方式

下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。

本实施例为一种确保冷冻食品安全保鲜的冷却速冻机，包括速冻机通道式外壳1和速冻机控制服务器2；所述速冻机通道式外壳1的两端分别设置有进口3和出口4，速冻机通道式外壳1内设置有金属网状输送带16，金属网状输送带16沿的速冻机通道式外壳1长度延伸方向设置，金属网状输送带16的两端分别与速冻机通道式外壳1的进口3、出口4配合设置；所述速冻机通道式外壳1内靠近速冻机通道式外壳1的进口3一端为预冷段，速冻机通道式外壳1内靠近速冻机通道式外壳1的出口4一端为速冻段；所述速冻机通道式外壳1内设置有预冷喷管7，预冷喷管7上设置有若干预冷喷头8，预冷喷头8的喷射方向朝向金属网状输送带16的预冷段并朝向速冻机通道式外壳1的内部底端面；所述速冻机通道式外壳1内设置有离心风机5、内部风道、热成像温度检测探头38和内部环境测量探头组40，内部风道内设置有液氮供液管39，离心风机5的出风口与内部风道连通，内部风道与金属网状输送带16的速冻段配合设置；所述金属网状输送带16上设置有若干称重件，称重件的信号输出端与速冻机控制服务器2的输入端电连接；热成像温度检测探头38的信号输出端与速冻机控制服务器2的输入端电连接；热成像温度检测探头38成像扫描端朝向金属网状输送带16的预冷段与速冻段之间的区域；所述内部环境测量探头组40的信号输出端与速冻机控制服务器2的输入端电连接；所述速冻机控制服务器2接收称重件、热成像温度检测探头38、内部环境测量探头组40传输的数据计算冷冻时间并控制金属网状输送带16的输送速度。

本申请的技术方案中，待冷冻食品通过金属网状输送带16在速冻机通道式外壳1内输送，待冷冻食品首先经过预冷段进行预冷，预冷喷管7上的预冷喷头8向经过预冷段的待冷冻食品喷射液氮，使得经过预冷段的待冷冻食品完成预冷；待冷冻食品经过速冻段时，离心风机5向内部风道内进行送风，使得液氮供液管39喷射到内部风道的液氮被均匀的吹送至金属网状输送带16上的待冷冻食品，对待冷冻食品进行速冻；称重件、热成像温度检测探头38分别对待冷冻食品进行称重、测温，内部环境测量探头组40检测速冻过程中的环境参数，速冻机控制服务器2通过收集的参数计算待冷冻食品的速冻需要的冷冻时间并根据计算的冷冻时间调整金属网状输送带16的输送速度，使得待冷冻食品经过速冻段的时间为冷冻时间，保证待冷冻食品的冷冻效果。

所述内部环境测量探头组40包括表面蒸气压探头9、外壳内部蒸气压探头10、温度探头11、湿度探头12；所述表面蒸气压探头9、温度探头11、湿度探头12设置于金属网状输送带16的速冻段上方，外壳内部蒸气压探头10设置于速冻机通道式外壳1内。

内部环境测量探头组40的表面蒸气压探头9、外壳内部蒸气压探头10、温度探头11、湿度探头12分别检测待冷冻食品的表面蒸气压、速冻段的蒸气压和温湿度，从环境参数确定待冷冻食品的速冻时间。

所述热成像温度检测探头38对待冰冻物品进行热成像扫描并检测出待冰冻物品的表面温度和中心温度；称重件称量金属网状输送带16的速冻段上输送的待冰冻物品的总重量并将数据发送至速冻机控制服务器2；所述速冻机控制服务器2接收表面蒸气压探头9、外壳内部蒸气压探头10、温度探头11、湿度探头12、热成像温度检测探头38发送的数据后，计算金属网状输送带16的速冻段上输送的待冰冻物品的冷冻时间Z_r为：

在速冻过程中，待冷冻食品的总的热交换量为：Q＝Q₁+Q₂，其中Q₁＝F·α·L(t-t_N)、所以将刘易斯系数设定为则速冻过程中总耗能为环境空气耗能和待冷冻食品耗能之和，速冻过程中的总换热系数为则将速冻过程中的热平衡表示为：Q·d_Z＝-ν·c·rd_t；在速冻过程中，Le＝2.6、L＝2.55kj/kg、p＝98kpa；一般速冻食品的速冻温度为零下25摄氏度，则α＝α_L(1.248+0.0253t_N)，

通过以上可得其中并对此式进行积分，则

当a→0时，则待冷冻食品的冻结时间为：Z_r＝Z₀ln[(t-t_n)/(t_r-tN)]，

以此得到

在待冷冻食品表面表面温度达到t_r时，待冷冻食品表面未析出水分，所以从表面冻结到待冷冻食品中心温度达到t_r时所消耗的热量为

k(t_r-t_N)dZ_r′＝r_n·w·L_b·d_x，其中以

对k(t_r-t_N)dZ_r′＝r_n·w·L_b·d_x进行分离变数后得到微分方程为对此积分得到从而得到

其中，α_L为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的热交换系数、L为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的析湿系数、P_t为温度t的情况下速冻段上的待冷冻物品的表面蒸气压、P_N为温度t的情况下速冻段的空气蒸气压、φ为速冻段的空气中的相对湿度、t为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的平均温度、t_N为金属网状输送带16的速冻段上方的空气温度、v为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的体积、c为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的热容、r为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的容重、w为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的含水率、F为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的有效换热面积、t_i为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的中心温度、t_r为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的表面温度、r_n为水的容重、L_b为水的结霜潜热、δ为金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品经过预冷段后的表面冰层厚度、Δδ为待冷冻物品冷冻后表面冰层需要增加的厚度、α为待冷冻物品在空气中的换热系数，λ为待冷冻物品表面冰层的导热系数。

金属网状输送带16，金属网状输送带16连接有若干输送辊17，其中一个输送辊17的端部连接有输送电机，金属网状输送带16通过输送辊17端部的输送电机提供输送动力；所述称重件为压力式电子称重板18，压力式电子称重板18上设置有若干通孔，压力式电子称重板18在金属网状输送带16上沿金属网状输送带16的长度延伸方向均匀间隔设置，压力式电子称重板18固定于金属网状输送带16上；所述压力式电子称重板18内设置有无线充电线圈；所述速冻机通道式外壳1内部底端面上设置有无线充电器19，相邻的两个压力式电子称重板18之间连接有弹性金属网31。

金属网状输送带16上的压力式电子称重板18对待冷冻食品进行称重，因为金属网状输送带16是循环输送的，在金属网状输送带16输送状态下，压力式电子称重板18难以获得有线电源的供电，所以采用无线充电的方式进行供电，保证压力式电子称重板18的工作。

速冻机控制服务器2包括电机转速控制器13、数据处理器14、数据存储器20和数据通信装置15；所述数据处理器14与数据存储器20进行数据传输，数据处理器14通过数据通信装置15与内部环境测量探头组40、压力式电子称重板18进行数据传输；所述电机转速控制器13通过数据通信装置15与输送辊17端部的输送电机进行数据传输；所述数据处理器14接收内部环境测量探头组40、压力式电子称重板18发送的数据并计算金属网状输送带16的速冻段上输送的待冰冻物品的冷冻时间Z_r，电机转速控制器13根据冷冻时间Z_r调整输送辊17端部的输送电机的转速。

速冻机控制服务器2的电机转速控制器13控制金属网状输送带16的动力电机的转速，从而控制金属网状输送带16的输送速度；数据存储器20存储各种待冷冻食品的数据，以供数据处理器14计算时阅读数据。

数据处理器14读取数据存储器20内存储的待冷冻物品的密度，数据处理器14根据待冷冻物品的密度、全部压力式电子称重板18称重数据的总和计算金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的体积v；所述金属网状输送带16的速冻段上的待冷冻物品的有效换热面积F近似计算为压力式电子称重板18总表秒面积的四分之一。

所述速冻机通道式外壳1内设置有若干刮平板21，刮平板21设置于速冻机通道式外壳1的内部定断面并位于金属网状输送带16的预冷段、速冻段之间，刮平板21上朝向金属网状输送带16的端部表面上设置有软质刮板22。

在金属网状输送带16输送待冷冻食品时，待冷冻食品可能会产生堆叠，这样即使计算出待冷冻食品的重量从而计算冷冻时间，也不能够使得堆叠的待冷冻食品得到较好的冷冻处理；刮平板21在金属网状输送带16输送过程中将堆叠的待冷冻食品推开，防止堆叠的待冷冻食品过厚而影响冷冻效果。

所述离心风机5的出风口与内部风道之间设置有送风腔体23，送风腔体23的一端与离心风机5的出风口连通，送风腔体23设置于速冻机通道式外壳1内部下段；所述内部风道包括两端开口的内部筒体25、两端开口的外部筒体26和两个环形的端部封板24，内部筒体25套接于外部筒体26内，内部筒体25的外壁与外部筒体26的内壁之间间隔，两个环形的端部封板24分别设置于外部筒体26的两端开口上并封堵内部筒体25的外壁与外部筒体26的内壁之间的空腔；所述外部筒体26放置于送风腔体23上，送风腔体23内部与内部筒体25的外壁、外部筒体26的内壁之间的空腔连通；所述内部筒体25上设置有若干送风孔27，部分送风孔27朝向速冻机通道式外壳1内部顶端面，部分送风孔27朝向速冻机通道式外壳1的内部底端面；所述内部筒体25、外部筒体26之间设置有液氮供液管39，液氮供液管39穿过其中一个端部封板24并固定；所述液氮供液管39上设置有若干喷射头29，喷射头29穿过送风孔27并朝向金属网状输送带16，金属网状输送带16的速冻段设置于内部筒体25内。

离心风机5通过送风腔体23向内部筒体25、外部筒体26之间的空腔进行送风，经过送风腔体23的输送，可以使得内部筒体25、外部筒体26之间的空腔内的风压尽量均匀；喷射头29穿过送风孔27向金属网状输送带16上的待冷冻食品喷射液氮，送风孔27内喷射的风压将喷射头29喷出的液氮散布于内部风道内，提高内部风道内的温度保持均匀，从而保证冷冻效果。

所述预冷喷管7中段、液氮供液管39中段分别设置有一个增压泵30，电机转速控制器13的控制输出端与增压泵30的控制输入端电连接，电机转速控制器13根据冷冻时间Z_r调整输送辊17端部的输送电机的转速升高或者降低时，控制增压泵30的转速降低或者升高。

通过同步调整输送电机的转速、增压泵30的转速，冷冻食品需要冷冻时间Z_r较长时，通过调整输送电机的转速降低并且提高增压泵30的转速，使得待冷冻食品以较慢的速度输送并增加液氮的供应量，以提高冷冻效果。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。