可同时检测沼气中CH₄、CO₂及沼液pH值的测试仪的制作方法

专利名称：可同时检测沼气中CH₄、CO₂及沼液pH值的测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于同时测量沼气成分中的CH4、 CO2以及沼液酸碱度pH 值的专用检测仪器
背景技术：
根据国家《全国农村沼气工程建设规划(2006"2010年)》以及《全国农村沼气服 务体系建设方案(试行)》，我国目前有户用沼气池超过2500万个，到2010年将达到 4000万个，按照每400户沼气池建立一个沼气技术服务网点计算，我国将建设10万 个服务网点，国家要求在每一个网点配备一个沼气成分检测仪器以及一个酸碱度pH 检测仪器。目前我国沼气成分的主要检测方法是采用化学吸收的方法，测量精度低， 需要耗材。也有采用热催化方法检测CH4，该方法使用寿命短，精度差，不能测量 高浓度的CH4。国际上沼气成分检测大都采用红外吸收测量方法，价格十分昂贵， 很难在农村沼气服务体系推广。此外，沼液ph值是影响沼气中CH4含量的重要因素， 一般应该控制沼液pH在6.8-7.6间。目前农村能源管理部门主要采用pH试纸的方法 测量沼液ph值。该方法需要人工观察，且容易受沼液的颜色干扰。数字化的ph检 测仪价格比较贵。由于沼气成分检测与PH检测得到的两类参数具有明显的因果关系， 因此有必要将两者集成作为一个套件。此外我国沼气技术服务体系中对这两个仪器的 总预算较低，因此以上两者集成将降低购买仪器的总体成本。
本申请人的专利《电调制非分光红外(ndir)气体传感器》(专利号 200620098454.8)，它包括供电电源接口、气体传感器光学平台、仪器测控系统、以 及外围接口。仪器测控系统的主体为一嵌入式的单片机系统Aduc832，它与气体传感 器光学平台、各接口相连。气体传感器光学平台包括进、出气口、红外光源、光源聚 光反射镜、密封隔离玻璃片、气室、红外探测器、探测器加热器、探测器温度传感器 等。红外光源以及红外探测器被控制在一定的温度范围内，同时红外光源发出一定频 率的脉冲调制红外光，通过气室后，对于特定气体对应的波长其光强衰减，如C02 对4.2611111的红外光具有明显的吸收，其光强通过红外探测器感应，在前置放大电路的作用下输出与浓度对应的脉冲信号，通过再次放大后，仪器测控系统计算出气室内 的被测气体浓度，并通过RS232电路、显示接口、打印及气泵、报警等外围接口等 系统输出浓度相关信号。它适合同时测量多种气体。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种既可测量沼气成分中的 CHyC02，同时又可以测量沼液PH值，检测方便准确的测试仪。
本实用新型目的的实现方式是，可同时检测齒气中CH4、 C02及沼液PH值的测 试仪，仪器测控系统5分别与供电电源l、电调制非分光红外沼气成分气体传感器2、 PH传感器3、气泵4、显示接口6、键盘接口7相连，进气口 8通过粉尘过滤器9、 气泵4与沼气成分传感器2的左端连通，沼气气体成分传感器2右端与出气口 10相 通，仪器测控系统5的主体为一嵌入式的单片机系统。
本实用新型在一台仪器内同时使用了沼气成分传感器和PH传感器，既可以测量 沼气成分中的CH4、 C02其中一种或两种的体积百分含量，又可以测量沼液的pH值。 沼气成分传感器采用了电调制非分光红外吸收的方法，也可以采用其它公知的红外气 体检测方法，同时测量CH4、 C02其中的一种或者两种的体积百分含量，仪器测控 系统5的主体为一嵌入式的单片机系统，如Aduc842包括了 A/D、 D/A、 I/O等丰富 的功能，用于对沼气成分传感器2、 PH传感器3信号的处理和计算，由显示接口6、 键盘接口 7连接的显示仪器显示。
本实用新型采用了沼气成分传感器和PH传感器的集成，降低了仪器购买的总成 本，可同时完成沼气成分及沼液PH的检测，检测方便准确。


图1是本实用新型结构框图 .
图2是本实用新型内部结构示意图
具体实施方式
参照图1、 2，本实用薪型的仪器测控系统5分别与供电电源1、沼气成分传感 器2、 PH传感器3、气泵4、显示接口6、键盘接口7相连，进气口8通过粉尘过滤 器9、气泵4与沼气成分传感器2的左端连通，，沼气成分传感器2右端与出气口 10 相通。沼气成分传感器2为红外气体传感器。仪器测控系统5的主体为一嵌入式的单片机系统，如Aduc842，包括了 A/D、 D/A、 1/0等丰富的功能，用于对沼气成分传感器2、 PH传感器3信号的处理和计算、 显示和输出等。其处理和计算原理同本申请人的专利《电调制非分光红外(NDIR)气 体传感器》(专利号200620098454.8)，键盘接口 7的作用为给仪器测控系统5提供参 数输入和设置，显示接口6的作用是连接显示仪器，由显示仪器显示本实用新型的运 行状态和测量结果。
PH传感器3是一种玻璃电极或者高分子固态鬼极，为一种公知的传感器。 检测时，将本实用新型的进气口8连接到沼气管道中，PH传感器3探头插入沼 液中，沼气成分传感器2、 PH传感器3分别获取了沼气中的CH4、 C02其中的一种 或者两种量及PH值，传给仪器测控系统5，显示仪器显示出CH4、 C02其中的一种 或者两种的体积百分含量及PH值。
权利要求1.可同时检测沼气中CH4、CO2及沼液pH值的测试仪，其特征在于仪器测控系统(5)分别与供电电源(1)、沼气成分传感器(2)、pH传感器(3)、气泵(4)、显示接口(6)、键盘接口(7)相连，进气口(8)通过粉尘过滤器(9)、气泵(4)与沼气成分传感器(2)的左端连通，沼气成分传感器(2)右端与出气口(10)相通，仪器测控系统(5)的主体为一嵌入式的单片机系统。
2、 根据权利要求1所述的可同时检测沼气中CH4、 c02及沼液ph值的测试仪， 其特征在于ph传感器(3)是一种玻璃电极或者离分子固态电极。
3、 根据权利要求1所述的可同时检测沼气中CH4、 c02及沼液pH值的测试仪， 其特征在于沼气成分传感器(2)为红外气体传感器。
专利摘要可同时检测沼气中CH₄、CO₂及沼液pH值的测试仪，涉及一种用于同时测量沼气成分中的CH₄、CO₂以及沼液酸碱度pH值的专用检测仪器。仪器测控系统分别与供电电源、沼气成分传感器、pH传感器、气泵、显示接口、键盘接口相连，进气口通过粉尘过滤器、气泵与沼气成分传感器的左端连通，沼气成分传感器右端与出气口相通，仪器测控系统的主体为一嵌入式的单片机系统。本实用新型在一台仪器内同时使用了沼气成分传感器和pH传感器，既可以测量沼气成分中的CH₄、CO₂其中一种或两种的体积百分含量，又可以测量沼液的pH值。本实用新型采用了沼气成分传感器和pH传感器的集成，降低了仪器购买的总成本，可同时完成沼气成分及沼液pH的检测，检测方便准确。
文档编号G01N33/00GK201130175SQ20072008785
公开日2008年10月8日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者刘志强, 熊友辉, 蒋泰毅 申请人:武汉四方光电科技有限公司