可同時檢測沼氣中CH₄、CO₂及沼液pH值的測試儀的製作方法

2023-05-31 22:51:36 2

專利名稱：可同時檢測沼氣中CH4、CO2及沼液pH值的測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於同時測量沼氣成分中的CH4、 CO2以及沼液酸鹼度pH 值的專用檢測儀器
背景技術：
根據國家《全國農村沼氣工程建設規劃(2006"2010年)》以及《全國農村沼氣服 務體系建設方案(試行)》，我國目前有戶用沼氣池超過2500萬個，到2010年將達到 4000萬個，按照每400戶沼氣池建立一個沼氣技術服務網點計算，我國將建設10萬 個服務網點，國家要求在每一個網點配備一個沼氣成分檢測儀器以及一個酸鹼度pH 檢測儀器。目前我國沼氣成分的主要檢測方法是採用化學吸收的方法，測量精度低， 需要耗材。也有採用熱催化方法檢測CH4，該方法使用壽命短，精度差，不能測量 高濃度的CH4。國際上沼氣成分檢測大都採用紅外吸收測量方法，價格十分昂貴， 很難在農村沼氣服務體系推廣。此外，沼液ph值是影響沼氣中CH4含量的重要因素， 一般應該控制沼液pH在6.8-7.6間。目前農村能源管理部門主要採用pH試紙的方法 測量沼液ph值。該方法需要人工觀察，且容易受沼液的顏色幹擾。數位化的ph檢 測儀價格比較貴。由於沼氣成分檢測與PH檢測得到的兩類參數具有明顯的因果關係， 因此有必要將兩者集成作為一個套件。此外我國沼氣技術服務體系中對這兩個儀器的 總預算較低，因此以上兩者集成將降低購買儀器的總體成本。
本申請人的專利《電調製非分光紅外(ndir)氣體傳感器》(專利號 200620098454.8)，它包括供電電源接口、氣體傳感器光學平臺、儀器測控系統、以 及外圍接口。儀器測控系統的主體為一嵌入式的單片機系統Aduc832，它與氣體傳感 器光學平臺、各接口相連。氣體傳感器光學平臺包括進、出氣口、紅外光源、光源聚 光反射鏡、密封隔離玻璃片、氣室、紅外探測器、探測器加熱器、探測器溫度傳感器 等。紅外光源以及紅外探測器被控制在一定的溫度範圍內，同時紅外光源發出一定頻 率的脈衝調製紅外光，通過氣室後，對於特定氣體對應的波長其光強衰減，如C02 對4.2611111的紅外光具有明顯的吸收，其光強通過紅外探測器感應，在前置放大電路的作用下輸出與濃度對應的脈衝信號，通過再次放大後，儀器測控系統計算出氣室內 的被測氣體濃度，並通過RS232電路、顯示接口、列印及氣泵、報警等外圍接口等 系統輸出濃度相關信號。它適合同時測量多種氣體。
發明內容
本實用新型的目的是針對上述現狀，旨在提供一種既可測量沼氣成分中的 CHyC02，同時又可以測量沼液PH值，檢測方便準確的測試儀。
本實用新型目的的實現方式是，可同時檢測齒氣中CH4、 C02及沼液PH值的測 試儀，儀器測控系統5分別與供電電源l、電調製非分光紅外沼氣成分氣體傳感器2、 PH傳感器3、氣泵4、顯示接口6、鍵盤接口7相連，進氣口 8通過粉塵過濾器9、 氣泵4與沼氣成分傳感器2的左端連通，沼氣氣體成分傳感器2右端與出氣口 10相 通，儀器測控系統5的主體為一嵌入式的單片機系統。
本實用新型在一臺儀器內同時使用了沼氣成分傳感器和PH傳感器，既可以測量 沼氣成分中的CH4、 C02其中一種或兩種的體積百分含量，又可以測量沼液的pH值。 沼氣成分傳感器採用了電調製非分光紅外吸收的方法，也可以採用其它公知的紅外氣 體檢測方法，同時測量CH4、 C02其中的一種或者兩種的體積百分含量，儀器測控 系統5的主體為一嵌入式的單片機系統，如Aduc842包括了 A/D、 D/A、 I/O等豐富 的功能，用於對沼氣成分傳感器2、 PH傳感器3信號的處理和計算，由顯示接口6、 鍵盤接口 7連接的顯示儀器顯示。
本實用新型採用了沼氣成分傳感器和PH傳感器的集成，降低了儀器購買的總成 本，可同時完成沼氣成分及沼液PH的檢測，檢測方便準確。


圖1是本實用新型結構框圖 .
圖2是本實用新型內部結構示意圖
具體實施方式
參照圖1、 2，本實用薪型的儀器測控系統5分別與供電電源1、沼氣成分傳感 器2、 PH傳感器3、氣泵4、顯示接口6、鍵盤接口7相連，進氣口8通過粉塵過濾 器9、氣泵4與沼氣成分傳感器2的左端連通，，沼氣成分傳感器2右端與出氣口 10 相通。沼氣成分傳感器2為紅外氣體傳感器。儀器測控系統5的主體為一嵌入式的單片機系統，如Aduc842，包括了 A/D、 D/A、 1/0等豐富的功能，用於對沼氣成分傳感器2、 PH傳感器3信號的處理和計算、 顯示和輸出等。其處理和計算原理同本申請人的專利《電調製非分光紅外(NDIR)氣 體傳感器》(專利號200620098454.8)，鍵盤接口 7的作用為給儀器測控系統5提供參 數輸入和設置，顯示接口6的作用是連接顯示儀器，由顯示儀器顯示本實用新型的運 行狀態和測量結果。
PH傳感器3是一種玻璃電極或者高分子固態鬼極，為一種公知的傳感器。 檢測時，將本實用新型的進氣口8連接到沼氣管道中，PH傳感器3探頭插入沼 液中，沼氣成分傳感器2、 PH傳感器3分別獲取了沼氣中的CH4、 C02其中的一種 或者兩種量及PH值，傳給儀器測控系統5，顯示儀器顯示出CH4、 C02其中的一種 或者兩種的體積百分含量及PH值。
權利要求1.可同時檢測沼氣中CH4、CO2及沼液pH值的測試儀，其特徵在於儀器測控系統(5)分別與供電電源(1)、沼氣成分傳感器(2)、pH傳感器(3)、氣泵(4)、顯示接口(6)、鍵盤接口(7)相連，進氣口(8)通過粉塵過濾器(9)、氣泵(4)與沼氣成分傳感器(2)的左端連通，沼氣成分傳感器(2)右端與出氣口(10)相通，儀器測控系統(5)的主體為一嵌入式的單片機系統。
2、 根據權利要求1所述的可同時檢測沼氣中CH4、 c02及沼液ph值的測試儀， 其特徵在於ph傳感器(3)是一種玻璃電極或者離分子固態電極。
3、 根據權利要求1所述的可同時檢測沼氣中CH4、 c02及沼液pH值的測試儀， 其特徵在於沼氣成分傳感器(2)為紅外氣體傳感器。
專利摘要可同時檢測沼氣中CH4、CO2及沼液pH值的測試儀，涉及一種用於同時測量沼氣成分中的CH4、CO2以及沼液酸鹼度pH值的專用檢測儀器。儀器測控系統分別與供電電源、沼氣成分傳感器、pH傳感器、氣泵、顯示接口、鍵盤接口相連，進氣口通過粉塵過濾器、氣泵與沼氣成分傳感器的左端連通，沼氣成分傳感器右端與出氣口相通，儀器測控系統的主體為一嵌入式的單片機系統。本實用新型在一臺儀器內同時使用了沼氣成分傳感器和pH傳感器，既可以測量沼氣成分中的CH4、CO2其中一種或兩種的體積百分含量，又可以測量沼液的pH值。本實用新型採用了沼氣成分傳感器和pH傳感器的集成，降低了儀器購買的總成本，可同時完成沼氣成分及沼液pH的檢測，檢測方便準確。
文檔編號G01N33/00GK201130175SQ20072008785
公開日2008年10月8日 申請日期2007年10月30日 優先權日2007年10月30日
發明者劉志強, 熊友輝, 蔣泰毅 申請人:武漢四方光電科技有限公司