[实用新型]厌氧发酵产沼气量自动测量系统

说明书

本实用新型涉及厌氧发酵技术和气体流量测量技术领域，为一种厌氧发酵产沼气量自动测量系统，用于测量沼气产量及流速。系统主要包括发酵装置、缓冲装置、电磁阀、气量测量装置和单片机。发酵瓶内的沼气进入弹性气囊，气囊膨胀，测量管内液面上升；液位传感器探测液面变化并传递给单片机，当液面到达最高液位时，单片机控制电磁阀的进气口关闭排气口打开；当液面落至零液面时，单片机控制电磁阀的进气口打开排气口关闭，周期性计量。所得产气量是经温度压力修正后每次测量管内最高液面与零液面间的容积求和，再加上经温度压力修正后测量结束时液面与零液面间的容积求得。该系统用于厌氧发酵连续测量沼气产量和流速，构造简单，测量误差小。

技术领域

本实用新型涉及微生物发酵技术和气体流量测量技术领域，具体为一种厌氧发酵产沼气量自动测量系统，用于连续测量沼气产量及流速。

背景技术

厌氧发酵技术处理农业废弃物是一个重要的生物质能源转化利用技术。在厌氧发酵等过程中，产气量是一个重要的参数。目前普通实验室测量产气量多采用排水集气法或湿式气体流量计。排水集气法需要人工测量产气量，操作不方便且精确度也不高。湿式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。

中国发明专利（CN106768099A）设计了一种分辨率可调的微量气体流量计，该发明分辨率可调，能够测量微量气体，但装置采用较多的光电传感器，增大了测量误差，测量精准度不能得到保证。此外，该发明的流量计测量时，待测气体与溶液有接触，气体会溶解或者气体受到污染。

全自动甲烷潜力测试系统AMPTS2是一款全自动生物可降解性分析系统。该系统集微量气体测定单元、集成内嵌式芯片和实时数据采集系统，软硬件一体化，可在整个物料发酵周期全自动采集记录、分析和输出实验数据，能够批量的测定不同类型物料在不同条件下的生物降解率、产甲烷潜力，并掌控其降解速率。但该系统的分辨率为10mL，分辨率较大。另外，该系统中的微量气体测定单元采用翻板式液体置换原理，在翻板抬起时，管路内气体受到的水压力降低，导致部分未被测量气体逸出，因此测量误差会明显增大。

因此，为方便实验室研究人员分析研究厌氧发酵过程中微生物活性、反应进行程度等，有必要开发一种简单易行、分辨率高和测量精度高的产气量测量系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种厌氧发酵产沼气量自动测量系统，用于连续测量沼气产量及流速。

本实用新型的技术方案：

一种厌氧发酵产沼气量自动测量系统，主要包括发酵装置、缓冲装置、电磁阀、气量测量装置和单片机；所述发酵装置，主要由具塞发酵瓶和水浴锅组成，所述发酵瓶底部安装于所述水浴锅内；所述缓冲装置主要由气体缓冲瓶组成；所述具塞发酵瓶，塞上设有取样管与导管a，所述导管a连接至所述气体缓冲瓶；所述气量测量装置，主要由弹性气囊、测量管、温度压力传感器及液位传感器组成；所述弹性气囊，顶部设有气囊进气管；所述温度压力传感器安装于所述气囊进气管内且靠近所述弹性气囊处；所述测量管顶部敞口，所述液位传感器安装于所述测量管顶部内管壁上；所述电磁阀，设有电磁阀进气口、电磁阀出气口及电磁阀排气口；所述电磁阀进气口与导管b连接，所述导管b连接至所述气体缓冲瓶，所述电磁阀出气口与所述气囊进气管连接；所述气体缓冲瓶，带塞密封，塞上开设有两孔，分别用于安装所述导管a与所述导管b；所述单片机，通过控制线连接所述温度压力传感器、液位传感器及电磁阀。

进一步，所述测量管管顶直径小于管底直径，且管顶有一段管径缩小的变径长度来防止管内液体的逸出并达到平衡管内外气压的目的。

进一步，所述测量管管壁设有刻度线，最大刻度值位于测量管顶部所述变径以下，最小刻度值位于下端，且最小刻度值以下部位对应的测量管容积大于以上部位对应的容积。