一種連續、自動測量疏鬆固體介質中氧氣含量的裝置的製作方法
2023-05-11 16:22:01 2
專利名稱：一種連續、自動測量疏鬆固體介質中氧氣含量的裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種連續、自動氧氣測量裝置，尤其涉及一種測量疏鬆固體介質中氧氣含量的裝置。
目前氧氣的測量多集中於氣體和液體介質的測量。疏鬆固體介質中氧氣的傳統測量方法是將氣體收集後帶回實驗室測量；而堆肥中氧氣的另一類測量方法是間接方法，把堆肥取回做呼吸率試驗，以此來反映堆體的氧氣含量狀況。這種兩種測量方法由於改變了原始的環境狀況，均不能準確、實時地反映原有介質中的氧氣含量狀況，同時也不能實現氧氣的連續自動監測。
為實現上述目的，本發明提供的一種連續、自動測量疏鬆固體介質中氧氣含量的裝置，主要由探杆、盒體及計算機組成，其中探杆由杆體、連接體、探頭套和氣路管構成，而其中探杆的杆體為一中空的管，外部塗覆有機高分子材料保護層，並標有刻度，其上端設有兩手柄，用於握持操作該裝置，整體呈一T形；杆體內插設一氣路管。
一連接體，為上下有螺紋的中空管，上部與杆體螺合，下部與探頭套螺合；連接體中間插設一根錐形管狀接頭，該接頭的錐形部朝上，下部伸出段為探頭，設有若干篩狀小孔；氣路管的下端與連接體的上端錐形接頭插設相連。
一探頭套，為中空錐形體，該錐形體上設有若干氣孔，中空部分容置連接體下部伸出段。
一盒體，整體裝設於探杆杆體的頂端，盒體內固置有抽氣泵和採樣室，氣路管的上端與抽氣泵的進氣端連接，抽氣泵的出氣端與採樣室的進氣端相連，採樣室內氧變送器的信號輸出線連接至計算機。
本發明具有抗腐蝕、抗老化、耐酸鹼、經久耐用等特點，適用於堆肥堆體和土壤等疏鬆固體介質中氧氣含量的準確測定和連續監測。
圖2為上述實施例中探杆與手柄及盒體的連接示意圖。
圖3為上述實施例中連接體的示意圖。
圖4為上述實施例中探頭套的示意圖。
圖5為上述實施例中採樣室的示意圖。
圖6為本發明在空氣中氧氣含量的測量結果。
圖7為本發明在堆肥堆體中，一個通風周期內氧氣的補充與消耗過程。
本實施例的裝置參見
圖1，其中各部件的形狀、結構及相互之間的連接關係分別如圖2-圖5所示。
請參閱圖2-圖5，探杆1由杆體5、手柄6、探頭套7、連接體8組成。杆體5為一中空的金屬管，其上端兩側各螺合一手柄6，用於握持和操作該裝置。為防止導熱和酸鹼腐蝕，杆體5的外部塗覆有機高分子材料保護層18，本實施例塗覆的保護層為聚四氟乙烯，並標有刻度19，以方便地控制探頭插入待測物質的深度。杆體5內插設一氣路管9，該氣路管9可用聚四氟乙烯或金屬材料製作，本實施例採用聚四氟乙烯材料製作，其內徑為0.5-1.5mm，本例採用1mm，外徑小於杆體5的內徑即可，以方便地插設於杆體5內。氣路管9下端與連接體8的上端錐形接頭12插設相連，連結後，將連接體8上端螺紋16與杆體5下部螺合，連接體8下端螺紋17與探頭套7螺合。連接體下部伸出2cm長的探頭13，上面密布篩狀氣孔15。探頭套7為中空錐形體，長13cm，其中錐部3cm，管狀部分10cm，管狀部分中間有5cm長度的管體被挖成窗口，外面包裹一層100目不鏽鋼網27，使待測物體中氣體可以自由進入探頭套7和篩狀氣孔15並順利進入連接體氣路14，從而進入氣路9。
探杆1的頂部的金屬盒23與杆體5上端固定盤24通過螺杆10固定，採樣室2與金屬盒23通過螺杆1 1固定，抽氣泵3與金屬盒通過螺杆25固定，將氣路9上端與抽氣泵3的進氣端20相連，抽氣泵3的出氣端21與採樣室2的進氣端22相連。採樣室信號輸出線26與計算機數據量IO卡28相連。
使用時，將該裝置的探杆插入被測物質中，接通抽氣泵電源，本發明中抽氣泵的抽氣速率控制在40-500ml/min就可滿足測量要求。採集的被測氣體經探頭、氣路管進入採樣室，在採樣室內經氧變送器轉變為電信號後輸入計算機，經COMPOST軟體直接顯示並儲存於計算機相應路徑下。由於本發明採用的採樣室構造以及與計算機的連接均為公知技術，本發明對此不作詳細描述。
從上述可以看出，本發明結構緊湊，操作方便，由於抽氣量小，避免了抽氣對堆體內氣壓、氧分壓和氣體組分的影響，保證測量結果精確，重複性好且平衡時間短；測量裝置在空氣中平衡時間為15秒鐘，在堆體中平衡時間為30秒鐘。該系統可以連續多日實時在線地自動監測待測介質中氧氣的含量，測量結果儲存於計算機相應路徑下。
下面是本發明在空氣中和堆肥堆體中的測量結果，其中圖6是在空氣中氧氣含量的測量結果，圖7是在堆肥堆體中，一個通風周期內氧氣的補充與消耗過程。
權利要求
1.一種連續、自動測量疏鬆固體介質中氧氣含量的裝置，主要由探杆、盒體及計算機組成，其中探杆由杆體、連接體、探頭套和氣路管構成探杆的杆體為一中空的金屬管，其上端設有兩手柄；杆體內插設一氣路管；一連接體，為上下有螺紋的中空管，上部與杆體的下端螺合，下部與探頭套的上端螺合；連接體中間插設一根錐形管狀接頭，該接頭的錐形部朝上，下部有一伸出段為探頭，設有若干篩狀小孔；氣路管的下端與連接體的錐形接頭插設相連；一探頭套，為中空錐形體，該錐形體上設有若干氣孔，中空部分容置連接體下部伸出的探頭；一盒體，裝設於傳感器的探杆杆體的頂端，盒體內固置有抽氣泵、採樣室和接線盒，氣路管的上端與抽氣泵的進氣端連接，抽氣泵的出氣端與採樣室的進氣端相連，採集的氣體經採樣室內氧變送器轉換成電信號後輸入計算機，直接顯示並儲存於計算機相應路徑下。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述探杆的杆體外部包裹有機高分子材料保護層。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，所述探杆的杆體外部包裹聚四氟乙烯保護層。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述探杆的杆體外部標有刻度。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述探杆內插設的氣路管為銅、鋁、不鏽鋼或聚四氟乙烯材質。
6.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述連接體為金屬、塑料或陶瓷製成。
7.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述的抽氣泵為連續自動抽氣。
8.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述抽氣泵的抽氣速率為40-500ml/min。
9.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述計算機將輸入的標準電壓信號轉換成氧氣含量。
全文摘要
一種連續、自動測量疏鬆固體介質中氧氣含量的裝置，主要由探杆、盒體及計算機組成，其中探杆由杆體、連接體、探頭套和氣路管構成探杆的杆體為一中空的金屬管，管內插設一氣路管；連接體為上下有螺紋的中空管，上部與杆體螺合，下部與探頭套螺合；連接體中間插設一根錐形管狀接頭，下部有一探頭，設有若干篩狀小孔；氣路管的下端與連接體插設相連。一探頭套，設有若干氣孔，容置連接體下部伸出的探頭；一盒體，裝設於傳感器的探杆杆體的頂端，盒體內固置抽氣泵、採樣室和接線盒，採集的氣體經採樣室內氧變送器轉換成電信號後輸入計算機，直接顯示並儲存於計算機相應路徑下。
文檔編號G01N27/00GK1397796SQ0213047
公開日2003年2月19日 申請日期2002年8月21日 優先權日2002年8月21日
發明者陳同斌, 鄭玉琪 申請人:陳同斌, 鄭玉琪