[发明专利]一种粮仓中粮堆多通路二氧化碳浓度自动巡测装置

说明书

技术领域

 本发明属于粮食储藏安全监测的技术领域，具体地说，涉及一种可对粮堆大量预设监测点的二氧化碳浓度进行自动巡测的装置，从而在粮堆外远程监测粮堆中害虫和霉菌危害活动的技术。

背景技术

储粮的虫霉控制是储藏行业的主要任务。虫霉活动不仅消耗粮食的数量，引起粮食品质的劣变，还可能导致严重的食品安全问题。众所周知具有强烈毒性和致癌性的黄曲霉毒素就有可能因为黄曲霉等霉菌在粮食中的生长代谢而产生，只有在这些霉菌产生毒素之前进行预警，采取有效的控制措施，才能防止粮食毒素污染的发生。因此，储粮的虫霉活动监测对储粮安全具有及其重要的作用。

粮食储藏行业对虫霉危害活动的监测普遍采用温度检测的方法，其基本原理是基于粮堆是热的不良导体，虫霉等生物代谢活动产生热量可以在粮堆中积累，导致粮食温度升高，从而对储粮的安全性作出警示。该方法的优点是自动化程度高，可以实现仓外远程监测，但存在的缺陷是非常明显的。测温方法难以克服的缺点主要有三个方面：一是粮堆积累热量是虫霉代谢活动产生的结果，粮温有异常升高后，粮食受到虫霉危害已经达到一定的程度，只能起到避免危害更加严重的效果；二是粮堆预埋的测温点一般有2米以上的空间间隔，由于粮食的导热性差，从虫霉活动点产生的温度传导到测温点需要较长的时间，进一步降低了监测虫霉危害的灵敏度；三是接近粮堆表层或仓墙部位受到外界温湿度的影响，是虫霉的高发部位，可是这些部位却具有良好的散热性，使得测温方法很难、甚至不能监测到这些部位的温度变化。因此发展监测粮堆虫霉危害灵敏的新方法是粮食仓储行业迫切的需求。

近几年，人们针对粮食中虫霉活动可以产生二氧化碳气体，同时二氧化碳气体在粮堆中具有较好的扩散性，通过检测粮堆的二氧化碳浓度变化，可以实现对储粮虫霉活动的灵敏监测。现有检测粮堆二氧化碳浓度的方法有很多，它们均有一定的特色，也存在明显的缺陷，归纳起来主要有以下几类：

一类属于人工入仓随机探查的类型，即采用便携式的二氧化碳检测仪和气体采集系统，对粮堆表层进行随机气体采样探查。该方法是人工随机将气体取样管道插入粮堆，操作比较方便，但其检测的深度一般不超过0.5米，由于表层与外界的气体交换量较大，加上二氧化碳的比重大于空气，即使在粮面表层有虫霉活动，其产生的二氧化碳气体部分将会外泄，另一部分将沉降到粮堆内部，因此，在表层存留的二氧化碳气体较少，使得该方法的检测灵敏度较低。

另一类是在粮堆中预埋不同深度和部位的输气管道，人工对每一根输气管道进行检测仪的现场连接和检测。该方法设备简单，人工逐点检测的可靠性也较高，但需要逐一手工连接输气管道进行检测，不仅速度慢、效率低，而且劳动强度很大；最大的缺陷还在于，夏季是虫霉最易发生危害活动的时期，但粮仓往往需要进行熏蒸杀虫处理，在该环节的熏蒸和散气三个多月周期内，操作人员不能进入仓内进行检测，从而给储粮安全监测造成不确定性。

第三类是将粮仓内粮堆中每一条预埋的输气管与一个电磁阀连接，所有电磁阀的出气口端汇集到输气总管中，再与二氧化碳传感器连接，检测时分别开通每一个电磁阀对各检测点进行二氧化碳气体浓度的检测。该方法可以实现仓外远程控制检测，弥补了前两类方法存在的不足，但仍有其自身难以克服的缺陷：（1）系统结构复杂，不易维护。对于粮库中常见的30×50米常规粮仓，通常有效的监测点设置为平面间隔4米、空间分3层，每仓共需布近300个点（增加密度可进一步提高检测效果），这就需要构建一个数量众多的电磁阀群，系统体积庞大，难以在粮仓内找到合适的空间进行安装，为保障电器的可靠性、尤其是电磁阀、气路及连接气密性和可靠性的工作量很大。（2）电磁阀组的购置成本很高。监测系统需要在粮仓内安装（仓外安装的输气管道过长），粮仓的粉尘环境或磷化氢熏蒸气体均属燃暴介质，必须选用价格高的防爆型电磁阀，整个系统的造价很高。（3）汇气总管体积大，影响检测效率和准确度。每个检测系统一般只设一个二氧化碳传感器（每个监测点配置一个二氧化碳传感器不仅成本过高，且会降低监测的效果，因为该监测方法主要通过比较各监测点二氧化碳浓度变化，找出二氧化碳浓度变化较大的点进行进一步的虫霉危害检查确证，但二氧化碳法传感器本身存在检测偏差，粮仓中每个监测点配置二氧化碳传感器反而会影响各监测点的准确比较），该方法需要将所有电磁阀气体输出端汇集到一个总管中，连接数百个输气管道的气体汇集管体积较大，对每个检测点进行检测时需要先将气体汇集管中的气体置换出，不但无法保证气体是否被彻底置换，而且换气耗费的时间长，取样点吸气量大，尤其是吸出大量的气体将改变检测点本身的气体的浓度和性质，影响检测的准确性和可靠性。