一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀的製作方法

2023-09-17 03:23:30 1

專利名稱：一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及食品、醫藥、汙泥、餐廚垃圾等基質的微生物乾燥，及基質發酵、堆肥、 垃圾填埋穩定化監測設備技術領域，具體涉及一種測定多孔基質中空氣溫溼度及氧氣和氨 氣濃度的檢測儀。
背景技術：
隨著我國環境保護事業的發展，對環境相關監測技術及手段也提出了新的要 求，中國新型實用專利ZL200820220785. 3 「一種無線溫溼度檢測系統」，中國新型實用專 利ZL200720074842. 7 「焦爐煤氣氧含量分析裝置」，中國新型實用專利96229361. X 「一 種氧量檢測裝置」，中國新型實用專利ZL03244468. 0 「氨氣檢測盒」等專利可分別對空氣 中的溫溼度和氧氣及氨氣濃度進行檢測，但無法同時檢測多種氣體，中國新型實用專利 ZL02292847. 2 「室內空氣品質檢測儀」和中國發明專利200610129635. 7 「空氣多點採樣自 動循檢儀」能同時檢測多種氣體，但只能用於室內空氣汙染物檢測，無法檢測多孔基質內空 氣的各項指標。食品、醫藥、汙泥、餐廚垃圾等基質的微生物乾燥，及基質發酵、堆肥、垃圾填埋穩 定化監測等領域，需要同時測定多孔基質內空氣中溫溼度和氧氣及氨氣濃度，以表徵堆體 內微生物活性，通風條件，臭氣產生情況。目前市場上的單臺分析儀不能同時測出空氣中的 溫溼度和氧氣及氨氣濃度，並且由於無穿孔罩、不鏽鋼網罩等保護結構，無法直接測量堆體 內空氣相關參數，這就需要購置數臺設備，進行數次測量，並對原有設備進行改造，這就造 成了人力和財力資源的浪費。

發明內容
本發明的目的在於提供測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，使 其可同時監測多孔基質內空氣的溫溼度及氧氣和氨氣的濃度，並且可以直接插入多孔基質 內，即插即測，方便快捷，用於解決現有技術中需要採用多臺儀器所造成的人力和財力資源 浪費的缺陷，從而達到節省成本，提高效率的目的。本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，其特徵在於所述檢 測儀含有穿孔罩、不鏽鋼網罩、溫溼度傳感器、通氣管、過濾器、空氣泵、檢測室、含氧量傳感 器、氨氣傳感器、集成變送器、PLC控制器以及固定支撐罩；所述的穿孔罩和不鏽鋼網罩與 支撐罩的下部連接，不鏽鋼網罩設置在穿孔罩內；所述溫溼度傳感器位於不鏽鋼網罩內，所 述含氧量傳感器和氨氣傳感器位於檢測室內；通氣管的進口插入不鏽鋼網罩內，且依次連 接過濾器與空氣泵後與檢測室連通，檢測室開有出氣孔；所述溫溼度傳感器、含氧量傳感 器、氨氣傳感器分別通過信號線與集成變送器連接，所述集成變送器與PLC控制器分別通 過信號線進行連接。本發明的技術特徵還在於穿孔罩上均勻布設有直徑為3 IOmm的小孔；穿孔罩和不鏽鋼網罩與支撐罩之間採用可拆卸連接。本發明所述的集成變送器包含溫溼度變送器、含氧量變送器和氨氣變送器。本發明所述PLC控制器包括A/D轉換器、中央處理器、顯示模塊、存儲模塊、控制模 塊、通訊模塊及報警模塊。本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果對空氣溫溼度及氧氣和氨 氣濃度的測量進行了集成，與只有單一測量功能的儀器相比，有效節省了設備成本，提高了 效率，可直接插入食品、醫藥、汙泥、餐廚垃圾等多孔基質內，或垃圾填埋場基質內，測量空 氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度，即插即測，方便快捷；可根據實際需要，更換相應探頭和變送 器，測量其它相應參數，適用範圍廣泛，並且採用了可編程的PLC控制器代替一般儀表，且 結構簡單，造價低，可對監測數據進行存儲、分析、傳輸；因此在食品、醫藥、汙泥、餐廚垃圾 等基質的微生物乾燥，及基質發酵、堆肥、垃圾填埋穩定化監測及其自動化控制或科學研究 等領域具有廣闊應用前景。


圖1是本發明的提供的測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀結 構原理示意圖。圖2是本發明的信號傳輸及硬體工作原理框圖。圖中1_穿孔罩；2-不鏽鋼網罩；3-溫溼度傳感器；4-通氣管；5-過濾器；6_空氣 泵；7-檢測室；8-含氧量傳感器；9-氨氣傳感器；10-集成變送器；11-出氣孔；12-PLC控制 器；13-支撐罩。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的原理、結構和工作過程做進一步的說明。圖1是本發明的提供的測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀結 構示意圖，該檢測儀包括穿孔罩1、不鏽鋼網罩2、溫溼度傳感器3、通氣管4、過濾器5、空氣 泵6、檢測室7、含氧量傳感器8、氨氣傳感器9、集成變送器10、PLC控制器12以及支撐罩 13。所述的穿孔罩和不鏽鋼網罩與支撐罩的下部連接，不鏽鋼網罩設置在穿孔罩內；所述溫 溼度傳感器3位於不鏽鋼網罩內，所述含氧量傳感器8和氨氣傳感器9位於檢測室7內；通 氣管4的進口插入不鏽鋼網罩內，且依次連接過濾器5與空氣泵6後與檢測室連通，檢測室 開有出氣孔11 ；所述溫溼度傳感器3、含氧量傳感器8、氨氣傳感器9分別通過信號線與集 成變送器10連接，所述集成變送器與PLC控制器12分別通過信號線進行連接。為了安裝和維護方便，穿孔罩1與支撐罩13之間、不鏽鋼網罩2與支撐罩13之間 的連接採用可拆卸連接。所述溫溼度傳感器3、含氧量傳感器7、氨氣傳感器8通過信號線與集成變送器10 連接，信號線具有傳導微電流和信號的功能。所述集成變送器10包含溫溼度變送器、含氧 量變送器和氨氣變送器。本發明的工作原理如下直接將檢測儀插入到需要測量的堆體中，插入深度根據 實際需要確定。在穿孔罩上均勻布設有直徑為3 IOmm的小孔，這種多孔結構能使空氣進 入穿孔罩1，而將基質顆粒阻擋在穿孔罩1外部，起到保護其內部溫溼度探頭和通氣管4的作用，不鏽鋼網罩2能進一步防止雜質進入穿孔罩1後堵塞通氣管4。空氣泵6運行後，由 於負壓，堆體多孔基質中的空氣進入穿孔罩1，其內部的溫溼度傳感器3能迅速將溫溼度檢 測出來，並將信號傳輸到集成變送器10，穿孔罩1中的空氣經過濾器5乾燥淨化後，進入檢 測室7，檢測室7中有含氧量傳感器8和氨氣傳感器9，能檢測到空氣中含氧量和氨氣的變 化，並將信號傳輸到集成變送器10，集成變送器分別將溫溼度傳感器3、含氧量傳感器8和 氨氣傳感器9中的溫溼度信號、氧氣濃度信號、氨氣傳感器信號轉化成標準電信號後，傳輸 給PLC控制器12，PLC控制器12將標準電信號轉化為數位訊號後，通過可觸屏顯示測量值， 並可對監測數據進行存儲、分析、傳輸，並按設定參數對乾燥、發酵、堆肥過程進行監測、報 警、通訊和控制，檢測室7中的空氣最終通過出氣孔11排出。圖2是本發明的信號傳輸及硬體工作原理框圖，PLC控制器12包括A/D轉換器、 中央處理器、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊、通訊模塊及報警模塊。檢測儀的溫溼度傳感器 3、含氧量傳感器8和氨氣傳感器9分別將檢測到的空氣溫溼度信號、氧氣濃度信號和氣氨 濃度信號傳輸到集成變送器10，集成變送器10中的溫溼度變送器、含氧量變送器、氨氣變 送器分別將這些信號轉換成標準電信號後，傳輸給PLC控制器12的A/D轉換器，將標準電 信號轉化為數位訊號。中央處理器將數位訊號分析處理後可通過顯示模塊，對測量值進行 顯示，並將數據保存在存儲模塊中，當監測值超過報警模塊的設定值時，報警模塊將進行動 作；PLC控制器12的通訊模塊可實現與PLC控制器外部設備的數據通訊功能，控制模塊不 斷把監測數據與設定值進行比較，向外部的控制器發出指令，使監測數據與控制模塊中的 設定值相同。本發明的檢測儀對多孔基質的空氣溫溼度和含氧量及氨氣濃度的測量進行了集 成，可直接插入食品、醫藥、汙泥、餐廚垃圾等基質的微生物乾燥堆體內，結構簡單，造價低， 即插即測，快捷精準，可對監測數據進行存儲、分析、傳輸，還可按設定參數對過程進行監 測、報警、通訊和控制，在食品、醫藥、汙泥、餐廚垃圾等基質的微生物乾燥，及基質發酵、堆 肥、垃圾填埋穩定化監測及其自動化控制或科學研究等領域具有廣闊應用前景。
權利要求
一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，其特徵在於所述檢測儀含有穿孔罩(1)、不鏽鋼網罩(2)、溫溼度傳感器(3)、通氣管(4)、過濾器(5)、空氣泵(6)、檢測室(7)、含氧量傳感器(8)、氨氣傳感器(9)、集成變送器(10)、PLC控制器(12)以及支撐罩(13)；所述的穿孔罩和不鏽鋼網罩與支撐罩(13)的下部連接，不鏽鋼網罩(2)設置在穿孔罩(1)內；所述溫溼度傳感器(3)位於不鏽鋼網罩(2)內，所述含氧量傳感器(8)和氨氣傳感器(9)位於檢測室(7)內；通氣管(4)的進口插入不鏽鋼網罩(2)內，且依次連接過濾器(5)與空氣泵(6)後與檢測室(7)連通，檢測室(7)開有出氣孔(11)；所述溫溼度傳感器(3)、含氧量傳感器(8)、氨氣傳感器(9)分別通過信號線與集成變送器(10)連接，所述集成變送器(10)與PLC控制器(12)分別通過信號線進行連接。
2.根據權利要求1所述的一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀， 其特徵在於所述穿孔罩上均勻布設有直徑為3 IOmm的小孔。
3.根據權利要求1或2所述的一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測 儀，其特徵在於所述穿孔罩(1)和不鏽鋼網罩與支撐罩(13)之間採用可拆卸連接。
4.根據權利要求1所述的一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀， 其特徵在於所述集成變送器(10)包含溫溼度變送器、含氧量變送器和氨氣變送器。
5.根據權利要求1所述的一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀， 其特徵在於所述PLC控制器(12)包括A/D轉換器、中央處理器、顯示模塊、存儲模塊、控制 模塊、通訊模塊及報警模塊。
全文摘要
一種測定多孔基質空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，該檢測儀包括穿孔罩、不鏽鋼網罩、溫溼度傳感器、過濾器、空氣泵、檢測室、含氧量傳感器、氨氣傳感器、集成變送器以及PLC控制器。本發明可直接插入到多孔基質中，可將堆體內空氣溫溼度及氧氣和氨氣濃度的測定一次性完成，即插即測，操作簡單，與只有單一測量功能的儀器相比，有效節約了成本，提高了效率。該檢測儀可用於監測堆體內微生物活性、通風條件、臭氣產生情況，並對微生物堆體內的溫溼度、含氧量和氨氣濃度數據進行分析，以實現對微生物新陳代謝過程的監測、報警、通訊和控制，具有廣闊應用前景。
文檔編號G01N15/06GK101968424SQ20101026864
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者李冬, 杜瓊, 王洪濤, 趙巖, 陽金龍, 韓融 申請人:清華大學