多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法及装置，其步骤：A、各通道三通电磁阀接通压力传感器与厌氧发酵瓶，压力传感器测定厌氧发酵瓶压力；B、各通道电子信号经过电路板传输到PC机处理并保存；C、厌氧发酵瓶排气条件满足；D、气体进入气相色谱分析并保存；E、各通道厌氧发酵瓶中温室气体各组份含量的数据整理；F、PC机根据厌氧发酵瓶压力、甲烷和氢气含量计算甲烷和氢气产量。PC机通过电路板与压力传感器和三通电磁阀，通过数据线与气相色谱仪连接，三通电磁阀通过导管与气相色谱仪、压力传感器和厌氧发酵瓶连接。操作简便、数据精确，实现气体自动采集、进样和分析，可获取温室气体生成曲线，使用方便，自动化程度高。
【专利说明】多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物测量领域，具体涉及多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法，同时还涉及多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测装置，适用于检测厌氧发酵时排放的温室气体。
【背景技术】
[0002]体外胃肠道微生物厌氧发酵技术是反刍动物营养学和温室气体生成研究的一个重要研究手段。体外胃肠道微生物厌氧发酵技术不仅要关注于其发酵温室气体总量，其气体各组分研究对于环境保护、家畜温室气体减排和家畜能量利用效率非常重要。
[0003]杨红建等(专利号:200610011301)使用压力传感器实现了对体外胃肠道微生物发酵气体产生量的实时检测。但是，该装置只适用于对发酵气体总量的实时观测，没有涉及发酵气体甲烷和氢气各组分的检测。
[0004]王敏等(专利号:201210284927.3)建立一套体外厌氧发酵温室气体实时检测装置与方法。该发明实现了厌氧发酵温室气体的实时检测，但无法实现在线检测。原因，发明中发酵气体需要真空瓶保存，继而利用气相色谱仪测定各温室气体组分，增加了试验误差的风险。真空瓶需要人工收集，其测定时间存在一定的滞后性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供了一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法，该方法操作简便、数据精确、人为误差小，实现了气体自动采集、进样和分析测定，可获取连续的温室气体生成曲线。
[0006]本发明的另一个目的在于提供了一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测装置，该装置结构简单、使用方便、自动化程度高，实现了厌氧发酵瓶与气相色谱仪相连，并通过PC机调控厌氧发酵瓶放气和启动气相色谱仪测定温室气体的组成。
[0007]为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施:
[0008]一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法，其步骤是:
[0009]A、各通道三通电磁阀接通相应压力传感器与厌氧发酵瓶，压力传感器测定厌氧发酵瓶中的压力，并将其转换成为1-5V的电子信号；
[0010]B、所有通道电子信号通过信号线集成在电路板中进行处理并转化成数字信号，又通过数据线连接到PC机上，PC机对信号进行分析、处理、显示、储存并计算气体产量，同时也可以控制三通电磁阀开关；
[0011]其中，第η次排气时，累积气体产量(Vn，ml)计算方法为:
【权利要求】
1.一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测方法，其步骤是: A、各通道电磁阀接通相应压力传感器与厌氧发酵瓶，压力传感器测定厌氧发酵瓶中的压力，将其转换成为1-5V的电子信号； B、所有通道电子信号通过信号线集成在电路板中，又通过数据线连接到PC机上，PC机对信号进行分析、处理、显示、储存并计算气体产量； C、气体进入气相色谱分析要一定压力:>3kPa，同时气相色谱至少4ml气体对管道进行清洗；设定厌氧发酵瓶的排气条件为9kPa ;厌氧发酵瓶中压力小于9kPa时，回到步骤A ；厌氧发酵瓶中压力大于9kPa，厌氧发酵瓶排气条件满足； D、厌氧发酵瓶排气条件满足成为唯一满足条件的厌氧发酵瓶通道，该厌氧发酵瓶进行排气、启动气相色谱仪测定并完成测定气体组份甲烷和氢气含量，多个通道的厌氧发酵瓶排气条件满足，PC机对各通道厌氧发酵瓶进行排序，按照厌氧发酵瓶先到条件先排，各厌氧发酵瓶依次排气并启动气相色谱工作并完成测定气体组份甲烷和氢气含量； 所述的启动气相色谱仪测定:排气完毕，三通电磁阀关闭厌氧发酵瓶与气相色谱仪间连接，PC机通过数据线释放5V脉冲型号给气相色谱，启动气相色谱仪对进入气体组分测定，重新连通厌氧发酵瓶与压力传感器并返回步骤A ; E、各通道厌氧发酵瓶中温室气体各组份含量的数据整理:PC机记录各气体排放的通道、时间和压力，气相色谱仪记录气体温室气体各组分测定的时间和含量； F、PC机根据厌氧发酵瓶压力、甲烷和氢气含量计算温室气体组分甲烷和氢气的产量。
2.权利要求1所述的一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测装置，包括PC机(I)、压力传感器(3)、三通电磁阀(4)、气相色谱仪(5)、导管(6)、电路板(9)、恒温培养箱(II)，其特征在于:PC机(I)通过电路板(9)分别与压力传感器(3)和三通电磁阀(4)连接，通过数据线(2)与气相色谱仪(5)连接，三通电磁阀(4)通过导管(6)分别与气相色谱仪(5)、压力传感器(3)、厌氧发酵瓶(7)连接，在恒温培养箱(11)内装有压力传感器(3)、三通电磁阀(4)、厌氧发酵瓶(7)、托盘(8)、电路板(9)、环氧树脂板(10)、固定架(12)，在环氧树脂板(10 )上装有不超过40个压力传感器(3 )和三通电磁阀(4 )，托盘(8 )上装有不超过40个厌氧发酵瓶(7)，三通电磁阀(4)与压力传感器(3)连接，电路板(9)通过信号线(14)与三通电磁阀(4)和压力传感器(3 )，通过数据线(2 )相连PC机(I)。
3.根据权利要求2所述的一种多通道厌氧发酵温室气体全自动在线检测装置，其特征在于:所述的压力传感器(3)和三通电磁阀(4)控制信号线(14)连接到五芯连接器(13)，五芯连接器(13)经过信号线(14)连接微控制器(16)，微控制器(16)经过数据线(2)连接到四芯连接器(13)。
【文档编号】C12M1/107GK103954706SQ201410205400
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】王敏, 汤少勋, 周传社, 韩雪峰, 谭支良 申请人:中国科学院亚热带农业生态研究所