[实用新型]基于电路通断的气体流量测定系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微生物发酵领域，具体为一种基于电路通断的气体流量测定系统，可用于测定气体流速及流量。

背景技术

在研究微生物燃料电池、沼气发酵等过程时，微生物发酵产生二氧化碳、甲烷等气体，气体的生成量和生成速率能够反应微生物的活性、发酵过程的进行程度等，是研究的一个重要参数。气体产气量的检测可以用排水集气法、气体流量计等，气体流量计通常用于气体流量较大的场合，对于微量气体难以测量。排水集气法需要人工测量产气量，记录数据，操作不方便。特别是实验室中反应装置规模很小，产生的气体量小，不在常用的气体流量计量程范围内，测量其产气过程比较困难。

中国实用新型专利(授权公告号CN2883386Y)公开一种基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置，设置有微生物培养瓶，微生物培养瓶的气相与U型通道相连接，在所述U型通道内装有可透光的密封液，U型通道的入口立管是气体进入端，U型通道的出口立管是气体排出端，在所述出口立管上可透光的、有密封液的部位外侧，安装用于检测出口立管内气泡通过数量的光电感应检测装置。

中国发明专利申请(公开号CN1952639A)公开一种基于光电技术的气泡自动计数系统，包括进气管、气泡管、玻璃测量管、测量剂、发光二极管、直流恒压电源、硅光电池、放大电路、数据采集卡和计算机。利用硅光电池感应由发光二极管发出的光信号，将光信号转换为电压信号，经放大电路放大后，通过数据采集卡输入到计算机。在玻璃测量管中，当气泡通过测量剂时，气泡对光信号的扰动引起硅光电池输出电压信号的波动，利用计算机对采集到的电压信号进行波形分析，从而实现气泡计数。

上述两项专利“基于气泡计数的微生物呼吸速率测定装置”和“基于光电技术的气泡自动计数系统”都是利用光电原理进行测量，对光环境要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于电路通断的气体流量测定系统，主要用于测量气体产气量和气体流速。

本实用新型的技术方案是：

一种基于电路通断的气体流量测定系统，该测定系统由缓冲装置、气泡测定传感器和信号采集器三部分组成，具体结构如下：

缓冲装置包括：缓冲瓶、进气管、温度传感器及压力传感器、气体连接管，进气管的一端伸至缓冲瓶内，待测气体通过进气管的另一端进入缓冲瓶，气体连接管的两端分别连接缓冲瓶和气泡测定传感器中的气泡管，缓冲瓶中的温度传感器及压力传感器与信号采集器连接；

气泡测定传感器包括：气泡管、内管、气泡、正极、液面、负极、外管、进气管、出气管，气泡管为竖直管部分和倾斜管部分上下组合的一体管结构，气泡管的倾斜管部分倾斜向下，进气管、测定管外管和出气管自下而上竖向组合形成测定管，外管内竖向设置内管；气泡管的上部管口通过气体连接管与缓冲瓶相连，气泡管的下部管口与测定管的进气管连通，形成底部倾斜的U型结构；气泡测定传感器中装有溶液，气泡管和测定管的液面高度一致；

内管为筒形细管部分和倒置的漏斗形集气罩部分上下组合的一体结构，进气管位于内管正下方，内管下部的漏斗形集气罩部分与进气管的上口对应，气泡通过内管下部的漏斗形集气罩部分进入内管上部的筒形细管部分，内管设置于液面以下，所述筒形细管部分的上部侧面、于外管内侧安装正极，正极位于液面以下，与溶液接触；负极与内管上部的筒形细管部分顶部对应，负极位于液面的上面，不接触溶液，所述正极和负极的引出导线与信号采集器连接。

所述的基于电路通断的气体流量测定系统，信号采集器采用单片机或数据采集卡。

所述的基于电路通断的气体流量测定系统，外管的内径大于出气管和进气管的内径。

所述的基于电路通断的气体流量测定系统，内管上部的筒形细管部分为比气泡管细的管。

所述的基于电路通断的气体流量测定系统，液面保持在内管上部的筒形细管部分顶端以上，所述筒形细管部分不触及正极。

本实用新型的设计思想是：

本实用新型基于电路的通断进行测量，气体通入装有溶液的气泡测定传感器中，气泡管产生气泡，气泡进入内管上部细管，推动细管中的溶液上喷形成液柱，当液柱触及探针电极时，测量电路处于通路状态；没有气泡产生时，测量电路处于断路状态。电路的通断导致测量装置所测量到的电压或电流发生变化，通过采集电路的电压或电流变化得出气泡个数，气体流量由气泡个数乘以单个气泡的体积得出，气体流速由气体流量除以所用时间得出。

本实用新型的优点及积极效果是：