一种沼气池环境参数监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种沼气池环境参数监测装置，该装置由微控制器、温湿度检测模块、酸碱度检测模块、可燃气体浓度检测模块、显示模块、语音告警模块、灯光警示模块、设置模块、电源模块组成，其中电源模块由太阳能电池板、手动开关K1、充电管理单元、手动开关K2、市电转换接口、充电电池组组成。该装置可实现沼气池内环境温湿度、沼液酸碱度、可燃气体浓度等的实时自动检测与显示，具有检测标准值手动设置功能、异常状态语音告警功能及灯光警示功能；装置采用充电电池组供电，具有太阳能充电方式和市电充电方式的手动选择功能，该装置自动化程度高、操作使用方便，便于在农村沼气用户中普及使用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于沼气池监测装置领域，具体涉及一种沼气池环境参数监测装置。 一种沼气池环境参数监测装置
【背景技术】
[0002] 沼气是由有机物质在密闭厌氧环境中，在一定的温湿度及酸碱度条件下通过微生 物发酵作用而产生的一种可燃气体，及时有效的监测沼气池内的环境参数变化，并根据参 数变化采取相应的调节措施是保证沼气池正常工作的基础。在沼气池日常维护中，因沼气 池密封结构的限制及沼气易燃易爆的特性，使得测量沼气池内环境温湿度、沼液酸碱度、可 燃气浓度等的难度较大，测量方法及装备的专业性较强，难以在一般的农村沼气用户中普 及使用。 实用新型内容
[0003] 本实用新型提供一种沼气池环境参数监测装置，该装置可实现沼气池内温湿度、 沼液酸碱度、可燃气体浓度等的实时自动检测，具有实时数据显示、语音告警及灯光警示等 功能；装置采用充电电池组供电，具有太阳能充电方式和市电充电方式的手动选择功能； 该装置自动化程度高、操作使用方便，便于在农村沼气用户中普及使用。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种沼气池环境参数监测装 置，其特征在于：包括微控制器、温湿度检测模块、酸碱度检测模块、可燃气体浓度检测模 块、显示模块、语音告警模块、灯光警示模块、设置模块、电源模块，其中电源模块由太阳能 电池板、手动开关K1、充电管理单元、手动开关K2、市电转换接口、充电电池组组成；所述温 湿度检测模块、酸碱度检测模块、可燃气体浓度检测模块、设置模块分别与微控制器信号输 入端相连；所述显示模块、语音告警模块、灯光警示模块分别与微控制器信号输出端相连； 所述电源模块中太阳能电池板通过手动开关K1与充电管理单元相连，市电转换接口通过 手动开关K2与充电管理单元相连，充电管理单元与充电电池组电源端相连，充电电池组 与装置中各用电单元的电源端相连。
[0005] 本实用新型的有益效果是：该装置可实现沼气池内温度、湿度、沼液酸碱度、可燃 气体浓度的实时自动检测与显示，具有参数异常时的语音和灯光告警功能，工作过程无需 人工干预，自动化程度高；以充电电池组为工作电源，具有太阳能电池充电和市电充电的手 动选择功能，便于用户根据实际情况合理选择，长期使用过程无需更换电池，使用及维护费 用低廉；本装置结构简单，安装使用方便，便于在农村沼气用户中普及使用。
[0006] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本实用新型的电路原理框图。
[0008] 图2为本实用新型电源模块电路原理框图。
[0009] 图中，1.微控制器，2.温湿度检测模块，3.酸碱度检测模块，4.可燃气体浓度检测 模块，5.显示模块，6.语音告警模块，7.灯光警示模块，8.设置模块，9.电源模块；
[0010] 9-1.太阳能电池板，9-2.手动开关Kl，9-3.充电管理模块，9-4.手动开关K2， 9-5.市电转换接口，9-6.充电电池组。
【具体实施方式】
[0011] 如图1所示的一种沼气池环境参数检测装置，包括微控制器（1)，微控制器（1)信 号输入端分别连接有温湿度检测模块（2)、酸碱度检测模块（3)、可燃气体浓度检测模块 (4)、设置模块（8)，微控制器（1)信号输出端分别连接有显示模块（5)、语音告警模块（6)、 灯光警示模块（7)，电源模块（9)中的太阳能电池板（9-1)通过手动开关Κ1 (9-2)与充电 管理模块（9-3)输入端相连，市电转换接口（9-5)通过手动开关Κ2 (9-4)与充电管理模 块（9-3)输入端相连，充电管理单元（9-3)与充电电池组（9-6)电源端相连，充电电池组 (9-6)与装置中各用电单元的电源端相连，为其提供工作电源。
[0012] 本实施例中，所述微控制器（1)为高性能、低功耗AVR单片机ATmegal28L ;所述 温湿度检测模块（2)为数字式温湿度检测一体传感器DHT11 ;所述酸碱度检测模块（3)由 pH值电极传感器及其变送电路组成；所述可燃气体浓度检测模块（4)包括半导体甲烷气体 传感器MQ-4及信号放大电路；所述显示模块（5)为IXD12864 ;所述语音告警模块（6)由数 字式语音录放芯片APR9600和与它相接的语音功放电路组成；所述灯光警示模块（7)包括 三个的RGB三色LED灯及其驱动电路，分别用于温湿度、酸碱度、可燃气体浓度检测状态的 灯光指示功能；所述设置模块（8)为4*4键盘；所述电源模块（9)中的太阳能电池板（9-1) 由四块5V/1W单晶硅太阳能电池板并联组成，手动开关K1 (9-2)、K2 (9-4)均为按键式开关， 充电管理模块（9-3)为电池充电专用管理芯片，市电转换接口（9-5)为交流220V市电转 直流5V电路模块，充电电池组（9-6)为3节1.5V镍氢充电电池串联组成，单节电池容量 1000mAh 〇
[0013] 使用时，首先由用户根据实际情况手动接通K1 (9-2)或K2(9-4)，将太阳能电池或 市电充电回路接通，并通过设置模块（8)设置温湿度、酸碱度及可燃气体浓度的标准值。
[0014] 工作时，由温湿度检测模块（2)采集沼气池内环境温湿度信息，并以数字量方式 将检测结果送往微控制器（1)分析处理；由酸碱度检测模块（3)采集沼气池中沼液酸碱 度信息，并将采集信息输入微控制器（1)中的一个ADC通道，完成AD变换后送往微控制器 (1)分析处理；可燃气浓度检测模块（4)采集沼气池内的甲烷气体浓度信息，并将采集信息 输入微控制器（1)中的另一 ADC通道，完成AD变换送往由微控制器（1)分析处理；微控制 器（1)控制显示模块（5)实时显示采集的温湿度、酸碱度、可燃气体浓度等数据，同时分析 采集值与设定标准值大小关系，当采集的温湿度、酸碱度、可燃气体浓度等大于设定标准值 时，微控制器（1)发送控制指令，使与该数据对应的灯光警示模块（7)中的RGB灯发红光， 语音告警模块（6)播放对应的语音告警信息；当采集的温湿度、酸碱度、可燃气体浓度等于 设定标准值时，微控制器（1)发送控制指令，使与该数据对应的灯光警示模块（7)中RGB灯 发绿光；当采集的温湿度、酸碱度、可燃气体浓度等于设定值小于设定标准值时，微控制器 (1)发送控制指令，使与该数据对应的灯光警示模块（7)中的RGB灯发蓝光，使语音告警模 块（6)播放对应的语音告警信息。
[0015] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种沼气池环境参数监测装置，其特征在于，包括微控制器（1)、温湿度检测模块 (2) 、酸碱度检测模块（3)、可燃气体浓度检测模块（4)、显示模块（5)、语音告警模块￠)、灯 光警示模块（7)、设置模块（8)、电源模块（9);所述温湿度检测模块（2)、酸碱度检测模块 (3) 、可燃气体浓度检测模块（4)、设置模块（8)分别与微控制器（1)信号输入端连接，所述 显示模块（5)、语音告警模块￠)、灯光警示模块（7)分别与微控制器（1)信号输出端连接， 电源模块（9)与装置中各用电单元的电源端相连。
2. 如权利要求1所一种沼气池环境参数监测装置，其特征在于，所述电源模块（9)由太 阳能电池板（9-1)、手动开关K1 (9-2)、充电管理模块（9-3)、手动开关K2 (9-4)、市电转换接 口（9-5)、充电电池组（9-6)组成；所述太阳能电池板（9-1)通过手动开关K1 (9-2)与充电 管理模块（9-3)输入端相连，所述市电转换接口（9-5)通过手动开关K2 (9-4)与充电管理 模块（9-3)输入端相连，所述充电管理单元（9-3)与充电电池组（9-6)电源端相连，所述充 电电池组（9-6)与装置中各用电单元的电源端相连，为其提供工作电源。
3. 如权利要求1或2所述一种沼气池环境参数监测装置，其特征在于，所述微控制器 (1)为高性能低功耗AVR单片机ATmegal28L;所述温湿度检测模块（2)为数字式温湿度检 测一体传感器DHT11 ;所述酸碱度检测模块（3)由pH值电极传感器及其变送电路组成；所 述可燃气体浓度检测模块（4)包括半导体甲烷气体传感器MQ-4及信号放大电路；所述显示 模块（5)为LCD12864 ;所述语音告警模块（6)由数字式语音录放芯片APR9600和与它相接 的语音功放电路组成；所述灯光警示模块（7)包括三个彼此独立的RGB LED灯及其驱动电 路，分别用于温湿度、酸碱度、可燃气体浓度检测状态的灯光指示功能；所述设置模块（8) 为4*4键盘；所述电源模块（9)中的太阳能电池板（9-1)由四块5V/1W单晶硅太阳能电池板 并联组成，手动开关K1 (9-2)、K2(9-4)均为按键式开关，充电管理模块（9-3)为电池充电专 用管理芯片，市电转换接口（9-5)为交流220V市电转直流5V电路模块，充电电池组（9-6) 为3节1. 5V镍氢充电电池串联组成，单节电池容量lOOOmAh。
【文档编号】H02J7/35GK203869731SQ201420245887
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】王战备 申请人:陕西理工学院