专利名称：一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及食品、医药、污泥、餐厨垃圾等基质的微生物干燥，及基质发酵、堆肥、 垃圾填埋稳定化监测设备技术领域，具体涉及一种测定多孔基质中空气温湿度及氧气和氨 气浓度的检测仪。
背景技术：
随着我国环境保护事业的发展，对环境相关监测技术及手段也提出了新的要 求，中国新型实用专利ZL200820220785. 3 “一种无线温湿度检测系统”，中国新型实用专 利ZL200720074842. 7 “焦炉煤气氧含量分析装置”，中国新型实用专利96229361. X “一 种氧量检测装置”，中国新型实用专利ZL03244468. 0 “氨气检测盒”等专利可分别对空气 中的温湿度和氧气及氨气浓度进行检测，但无法同时检测多种气体，中国新型实用专利 ZL02292847. 2 “室内空气质量检测仪”和中国发明专利200610129635. 7 “空气多点采样自 动循检仪”能同时检测多种气体，但只能用于室内空气污染物检测，无法检测多孔基质内空 气的各项指标。食品、医药、污泥、餐厨垃圾等基质的微生物干燥，及基质发酵、堆肥、垃圾填埋稳 定化监测等领域，需要同时测定多孔基质内空气中温湿度和氧气及氨气浓度，以表征堆体 内微生物活性，通风条件，臭气产生情况。目前市场上的单台分析仪不能同时测出空气中的 温湿度和氧气及氨气浓度，并且由于无穿孔罩、不锈钢网罩等保护结构，无法直接测量堆体 内空气相关参数，这就需要购置数台设备，进行数次测量，并对原有设备进行改造，这就造 成了人力和财力资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪，使 其可同时监测多孔基质内空气的温湿度及氧气和氨气的浓度，并且可以直接插入多孔基质 内，即插即测，方便快捷，用于解决现有技术中需要采用多台仪器所造成的人力和财力资源 浪费的缺陷，从而达到节省成本，提高效率的目的。本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪，其特征在于所述检 测仪含有穿孔罩、不锈钢网罩、温湿度传感器、通气管、过滤器、空气泵、检测室、含氧量传感 器、氨气传感器、集成变送器、PLC控制器以及固定支撑罩；所述的穿孔罩和不锈钢网罩与 支撑罩的下部连接，不锈钢网罩设置在穿孔罩内；所述温湿度传感器位于不锈钢网罩内，所 述含氧量传感器和氨气传感器位于检测室内；通气管的进口插入不锈钢网罩内，且依次连 接过滤器与空气泵后与检测室连通，检测室开有出气孔；所述温湿度传感器、含氧量传感 器、氨气传感器分别通过信号线与集成变送器连接，所述集成变送器与PLC控制器分别通 过信号线进行连接。本发明的技术特征还在于穿孔罩上均勻布设有直径为3 IOmm的小孔；穿孔罩和不锈钢网罩与支撑罩之间采用可拆卸连接。本发明所述的集成变送器包含温湿度变送器、含氧量变送器和氨气变送器。本发明所述PLC控制器包括A/D转换器、中央处理器、显示模块、存储模块、控制模 块、通讯模块及报警模块。本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果对空气温湿度及氧气和氨 气浓度的测量进行了集成，与只有单一测量功能的仪器相比，有效节省了设备成本，提高了 效率，可直接插入食品、医药、污泥、餐厨垃圾等多孔基质内，或垃圾填埋场基质内，测量空 气温湿度及氧气和氨气浓度，即插即测，方便快捷；可根据实际需要，更换相应探头和变送 器，测量其它相应参数，适用范围广泛，并且采用了可编程的PLC控制器代替一般仪表，且 结构简单，造价低，可对监测数据进行存储、分析、传输；因此在食品、医药、污泥、餐厨垃圾 等基质的微生物干燥，及基质发酵、堆肥、垃圾填埋稳定化监测及其自动化控制或科学研究 等领域具有广阔应用前景。
图1是本发明的提供的测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪结 构原理示意图。图2是本发明的信号传输及硬件工作原理框图。图中1_穿孔罩；2-不锈钢网罩；3-温湿度传感器；4-通气管；5-过滤器；6_空气 泵；7-检测室；8-含氧量传感器；9-氨气传感器；10-集成变送器；11-出气孔；12-PLC控制 器；13-支撑罩。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的原理、结构和工作过程做进一步的说明。图1是本发明的提供的测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪结 构示意图，该检测仪包括穿孔罩1、不锈钢网罩2、温湿度传感器3、通气管4、过滤器5、空气 泵6、检测室7、含氧量传感器8、氨气传感器9、集成变送器10、PLC控制器12以及支撑罩 13。所述的穿孔罩和不锈钢网罩与支撑罩的下部连接，不锈钢网罩设置在穿孔罩内；所述温 湿度传感器3位于不锈钢网罩内，所述含氧量传感器8和氨气传感器9位于检测室7内；通 气管4的进口插入不锈钢网罩内，且依次连接过滤器5与空气泵6后与检测室连通，检测室 开有出气孔11 ；所述温湿度传感器3、含氧量传感器8、氨气传感器9分别通过信号线与集 成变送器10连接，所述集成变送器与PLC控制器12分别通过信号线进行连接。为了安装和维护方便，穿孔罩1与支撑罩13之间、不锈钢网罩2与支撑罩13之间 的连接采用可拆卸连接。所述温湿度传感器3、含氧量传感器7、氨气传感器8通过信号线与集成变送器10 连接，信号线具有传导微电流和信号的功能。所述集成变送器10包含温湿度变送器、含氧 量变送器和氨气变送器。本发明的工作原理如下直接将检测仪插入到需要测量的堆体中，插入深度根据 实际需要确定。在穿孔罩上均勻布设有直径为3 IOmm的小孔，这种多孔结构能使空气进 入穿孔罩1，而将基质颗粒阻挡在穿孔罩1外部，起到保护其内部温湿度探头和通气管4的作用，不锈钢网罩2能进一步防止杂质进入穿孔罩1后堵塞通气管4。空气泵6运行后，由 于负压，堆体多孔基质中的空气进入穿孔罩1，其内部的温湿度传感器3能迅速将温湿度检 测出来，并将信号传输到集成变送器10，穿孔罩1中的空气经过滤器5干燥净化后，进入检 测室7，检测室7中有含氧量传感器8和氨气传感器9，能检测到空气中含氧量和氨气的变 化，并将信号传输到集成变送器10，集成变送器分别将温湿度传感器3、含氧量传感器8和 氨气传感器9中的温湿度信号、氧气浓度信号、氨气传感器信号转化成标准电信号后，传输 给PLC控制器12，PLC控制器12将标准电信号转化为数字信号后，通过可触屏显示测量值， 并可对监测数据进行存储、分析、传输，并按设定参数对干燥、发酵、堆肥过程进行监测、报 警、通讯和控制，检测室7中的空气最终通过出气孔11排出。图2是本发明的信号传输及硬件工作原理框图，PLC控制器12包括A/D转换器、 中央处理器、显示模块、存储模块、控制模块、通讯模块及报警模块。检测仪的温湿度传感器 3、含氧量传感器8和氨气传感器9分别将检测到的空气温湿度信号、氧气浓度信号和气氨 浓度信号传输到集成变送器10，集成变送器10中的温湿度变送器、含氧量变送器、氨气变 送器分别将这些信号转换成标准电信号后，传输给PLC控制器12的A/D转换器，将标准电 信号转化为数字信号。中央处理器将数字信号分析处理后可通过显示模块，对测量值进行 显示，并将数据保存在存储模块中，当监测值超过报警模块的设定值时，报警模块将进行动 作；PLC控制器12的通讯模块可实现与PLC控制器外部设备的数据通讯功能，控制模块不 断把监测数据与设定值进行比较，向外部的控制器发出指令，使监测数据与控制模块中的 设定值相同。本发明的检测仪对多孔基质的空气温湿度和含氧量及氨气浓度的测量进行了集 成，可直接插入食品、医药、污泥、餐厨垃圾等基质的微生物干燥堆体内，结构简单，造价低， 即插即测，快捷精准，可对监测数据进行存储、分析、传输，还可按设定参数对过程进行监 测、报警、通讯和控制，在食品、医药、污泥、餐厨垃圾等基质的微生物干燥，及基质发酵、堆 肥、垃圾填埋稳定化监测及其自动化控制或科学研究等领域具有广阔应用前景。
权利要求
一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪，其特征在于所述检测仪含有穿孔罩(1)、不锈钢网罩(2)、温湿度传感器(3)、通气管(4)、过滤器(5)、空气泵(6)、检测室(7)、含氧量传感器(8)、氨气传感器(9)、集成变送器(10)、PLC控制器(12)以及支撑罩(13)；所述的穿孔罩和不锈钢网罩与支撑罩(13)的下部连接，不锈钢网罩(2)设置在穿孔罩(1)内；所述温湿度传感器(3)位于不锈钢网罩(2)内，所述含氧量传感器(8)和氨气传感器(9)位于检测室(7)内；通气管(4)的进口插入不锈钢网罩(2)内，且依次连接过滤器(5)与空气泵(6)后与检测室(7)连通，检测室(7)开有出气孔(11)；所述温湿度传感器(3)、含氧量传感器(8)、氨气传感器(9)分别通过信号线与集成变送器(10)连接，所述集成变送器(10)与PLC控制器(12)分别通过信号线进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪， 其特征在于所述穿孔罩上均勻布设有直径为3 IOmm的小孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测 仪，其特征在于所述穿孔罩(1)和不锈钢网罩与支撑罩(13)之间采用可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪， 其特征在于所述集成变送器(10)包含温湿度变送器、含氧量变送器和氨气变送器。
5.根据权利要求1所述的一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪， 其特征在于所述PLC控制器(12)包括A/D转换器、中央处理器、显示模块、存储模块、控制 模块、通讯模块及报警模块。
全文摘要
一种测定多孔基质空气温湿度及氧气和氨气浓度的检测仪，该检测仪包括穿孔罩、不锈钢网罩、温湿度传感器、过滤器、空气泵、检测室、含氧量传感器、氨气传感器、集成变送器以及PLC控制器。本发明可直接插入到多孔基质中，可将堆体内空气温湿度及氧气和氨气浓度的测定一次性完成，即插即测，操作简单，与只有单一测量功能的仪器相比，有效节约了成本，提高了效率。该检测仪可用于监测堆体内微生物活性、通风条件、臭气产生情况，并对微生物堆体内的温湿度、含氧量和氨气浓度数据进行分析，以实现对微生物新陈代谢过程的监测、报警、通讯和控制，具有广阔应用前景。
文档编号G01N15/06GK101968424SQ20101026864
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者李冬, 杜琼, 王洪涛, 赵岩, 阳金龙, 韩融 申请人:清华大学