一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统。氧浓度实时监测系统包括通气管、氧浓度传感器、微负压装置和数据实时显示与存储终端；通气管的一端与微负压装置相连通；沿通气管的开口端至其与微负压装置的连接端的方向上，通气管内依次设有前置过滤器和氧浓度传感器；前置过滤器和所述氧浓度传感器均贯穿通气管的内管，且氧浓度传感器设置于测气孔内；氧浓度传感器与信号转换器电连接，信号转换器将氧浓度传感器获取的模拟电子信号转换成数字信号；数据实时显示与存储终端包括电脑，电脑与信号转换器电连接。本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统的前置、后置两级过滤器能有效防止高湿气体对氧浓度传感器的损害，有效提高传感器的工作寿命和精确度。
【专利说明】一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统，属于有机固体废弃物处置和资源化利用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，我国各类有机固体废弃物产量巨大，若不加以科学合理利用，不仅会导致资源的大量浪费，对人类生存环境和健康也会造成严重威胁。好氧堆肥化处理各类有机固体废弃物无害化、减量化和资源化利用的主要途径，其在有氧高温的条件下微生物分解有机质使其矿质化、腐殖化变成腐熟肥料，在微生物分解有机物的过程中，不但生成大量可被植物吸收利用的有效态氮、磷、钾化合物，而且又合成新的高分子有机物-腐殖质，它是构成土壤肥力的重要活性物质。
[0003]好氧堆肥处理过程中，堆体氧浓度是影响堆肥化进程和堆肥产品质量的重要因素。适宜的氧浓度能使堆肥初期温度迅速上升，减少恶臭气体的大量产生；同时缩短堆肥周期，提升产品品质。实时获取堆肥过程氧浓度数据变化情况，有利于实时掌控堆肥工况和优化堆肥工艺。利用实验室好氧堆肥反应器系统模拟研究堆肥过程参数变化成为该领域开展相关研究的重要手段，但目前相关氧浓度数据实时监测系统仍在以下方面仍亟待改进:实验室好氧堆肥反应器空间往往受限，作为目前主流的两种类型之一的氧化锆型氧浓度传感器因工作时产生高温会影响堆肥自然进程和其他相关数据的监测分析，因此不便于采用；相比之下，电化学型氧浓度传感器因工作时无较大温差效益，较为适宜选用，但好氧堆肥过程产生的大量高湿度气体极易导致实时采集氧浓度数据的核心探头失效，故障率较高；再者，好氧堆肥反应器中在无强制气流时孔道中气体流动性较差，所获取氧浓度数据具有较大的滞后误差。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统，该系统用于解决氧浓度数据实施获取过程核心氧浓度传感器故障率高、获取数据误差较大的问题。两级过滤装置可有效确保氧浓度传感器始终在适宜环境中运行，微负压装置可有效确保所获取的氧浓度数据的高精度。
[0005]本实用新型所提供的一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统包括通气管、氧浓度传感器、微负压装置和数据实时显示与存储终端；
[0006]所述通气管的一端与所述微负压装置相连通；
[0007]沿所述通气管的开口端至其与所述微负压装置的连接端的方向上，所述通气管内依次设有前置过滤器和氧浓度传感器；所述前置过滤器和所述氧浓度传感器均贯穿所述通气管的内管，且所述氧浓度传感器设置于一测气孔内；
[0008]所述氧浓度传感器与信号转换器电连接，所述信号转换器将所述氧浓度传感器获取的模拟电子信号转换成数字信号；[0009]所述数据实时显示与存储终端包括一电脑，所述电脑与所述信号转换器电连接。
[0010]上述的氧浓度实时监测系统中，所述通气管为具有一定壁厚的防腐塑料管，是整个系统的支撑和气体传输结构；在所述微负压装置的作用下，好氧堆肥反应器中气体稳定、缓慢的在所述通气管中流动，并在所述测气孔处被所述氧浓度传感器感应。
[0011]上述的氧浓度实时监测系统中，所述氧浓度传感器与所述微负压装置之间设有后置过滤器，所述后置过滤器贯穿所述通气管的内管，在所述微负压装置故障时，所述后置过滤器对从好氧堆肥反应器外部空间进入的气体进行干燥处理，因此，所述前置过滤器和所述后置两级过滤器能有效地防止高湿气体对所述氧浓度传感器的损害，有效提高传感器的工作寿命和精确度。
[0012]上述的氧浓度实时监测系统中，所述前置过滤器和所述后置过滤器均为由金属网制成的圆柱筒体，所述圆柱筒体的底面直径大于所述通气管的内径且小于所述通气管的外径；所述圆柱筒体内内置干燥剂；所述前置过滤器可对好氧堆肥反应器中通入气体进行干燥处理，所述后置过滤器可在所述微负压装置故障时反应器外部空间进入的气体进行干燥处理，前置、后置两级过滤器装置能有效防止高湿气体对氧浓度传感器的损害，有效提高传感器的工作寿命和精确度。
[0013]上述的氧浓度实时监测系统中，所述圆柱筒体通过一塑料盖进行密封。
[0014]上述的氧浓度实时监测系统中，所述氧浓度传感器通过信号传输线与所述信号转换器电连接。
[0015]上述的氧浓度实时监测系统中，所述微负压装置包括气泵和与所述气泵相连接的胶管；考虑到好氧堆肥反应器内部的气体流动性较差，在不通气的情况下传统的氧浓度实时采集系统所测得的数据反映的是通气管内部未流通的气体中的氧浓度，存在较大的误差，所述气泵为整个采集系统提供一个稳定负压环境，让待测混合气体能够稳定、缓慢流动，使所实时获取氧浓度数据精度更高。
[0016]本实用新型采用以上技术方案，其具有以下优点:
[0017]1、本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统可通过该塑料管安装于好氧堆肥反应器，操作简捷，携带方便，整个系统结构紧凑、所占空间体积较小。
[0018]2、本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统的前置、后置两级过滤器能有效防止高湿气体对氧浓度传感器的损害，有效提高传感器的工作寿命和精确度。
[0019]3、本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统微负压装置为整个采集系统提供一个稳定的负压，在需要测量的时候让待测的混合气体能够在通气管内流通起来，使所采集的氧浓度数据能够更加精确地反应好氧堆肥反应器内部的氧浓度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度监测系统的结构示意图。
[0021]图2是本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度监测系统的剖面图。
[0022]图1中各标记如下:
[0023]I通气管,2前置过滤器,3信号转换器，4信号传输线,5氧浓度传感器,6测气孔,7后置过滤器，8微负压装置；
[0024]图2中各标记如下:[0025]9气体流通管道，10、13密封盖，11、14圆柱筒体，12氧浓度传感器密封盖。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
[0027]如图1所示，本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统包括通气管1、前置过滤器2、测气孔6、氧浓度传感器5、信号转换器3及信号传输线4、后置过滤器7、微负压装置8和数据实时显示与存储终端。
[0028]如图2所示，通气管I是中空的、具有一定壁厚的防腐塑料管，是整个系统的支撑和气体传输结构。其一端与好氧堆肥反应器物料相接，另一端与微负压装置8相连接，中间依次分布着前置过滤器2所需孔、测气孔6和后置过滤器7所需孔。在微负压装置8的作用下，好氧堆肥反应器堆体中气体稳定、缓慢的在通气管I的气体流通管道9中流动，并在测气孔6处被氧浓度传感器5感应。
[0029]如图2所示，前置过滤器2和后置过滤器7均是由金属网制成的圆柱筒体11和14，其底面直径和高度均大于通气管内径且小于通气管外径，内置干燥剂，放入通气管I上相匹配孔内，然后装上塑料盖10和13加以密封。测气孔6处放置氧浓度传感器5，并由氧浓度传感器密封盖12进行密封，测量经过干燥的混合气体中氧浓度。测气孔6处放置着氧浓度传感器5，测量经过干燥的混合气体中氧气的浓度。
[0030]如图1所示，信号转换器3通过信号传输线4与氧浓度传感器5电连接，将传感器5感应到的气体模拟信号转换为可被数据实时显示与存储终端识别与存储的数字信号，并通过数据线将信号传输给数据实时显示与存储终端进行汇总。
[0031]本实用新型中，微负压装置8主要由气泵和胶管构成，其中气泵为整个采集系统提供一个稳定负压环境，让待测混合气体能够稳定、缓慢流动，使所实时获取氧浓度数据精度更高。
[0032]下面详细说明本实用新型的使用方法。
[0033]本实用新型进行好氧堆肥过程氧浓度实时获取时，可按照以下步骤进行:
[0034]I)将本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统的通气管安装在好氧堆肥反应器的特定位置上。
[0035]2)将本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统各部件组装好，其中在前置、后置过滤器内装入干燥剂；在测气孔中安装氧浓度传感器，并加以密封；将气泵通过胶管与通气管的尾端相连，并检验密封性。
[0036]3)好氧堆肥反应器工作之后，若要在某时间点采集氧浓度数据，先让气泵工作一段时间，待数据显示趋于稳定，即可获取数据。
[0037]4)根据好氧堆肥反应器中物料的含水率以及反应所处的阶段来决定干燥剂的更
换频率。
[0038]本实用新型好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统不仅可以采集好氧堆肥反应器中的氧浓度数据，适当更换气体传感器的类型，也可以对其它如二氧化碳、甲烷、氨气、硫化氢、氧化亚氮等气体浓度进行测量。
【权利要求】
1.一种好氧堆肥反应器氧浓度实时监测系统，其特征在于:所述氧浓度实时监测系统包括通气管、氧浓度传感器、微负压装置和数据实时显示与存储终端； 所述通气管的一端与所述微负压装置相连通； 沿所述通气管的开口端至其与所述微负压装置的连接端的方向上，所述通气管内依次设有前置过滤器和氧浓度传感器；所述前置过滤器和所述氧浓度传感器均贯穿所述通气管的内管，且所述氧浓度传感器设置于一测气孔内； 所述氧浓度传感器与信号转换器电连接，所述信号转换器将所述氧浓度传感器获取的模拟电子信号转换成数字信号； 所述数据实时显示与存储终端包括一电脑，所述电脑与所述信号转换器电连接。
2.根据权利要求1所述的氧浓度实时监测系统，其特征在于:所述氧浓度传感器与所述微负压装置之间设有后置过滤器，所述后置过滤器贯穿所述通气管的内管。
3.根据权利要求2所述的氧浓度实时监测系统，其特征在于:所述前置过滤器和所述后置过滤器均为由金属网制成的圆柱筒体，所述圆柱筒体的底面直径大于所述通气管的内径且小于所述通气管的外径。
4.根据权利要求3所述的氧浓度实时监测系统，其特征在于:所述圆柱筒体通过一塑料盖进行密封。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的氧浓度实时监测系统，其特征在于:所述氧浓度传感器通过信号传输线与所述信号转换器电连接。
6.根据权利要求5所述的氧浓度实时监测系统，其特征在于:所述微负压装置包括气泵和与所述气泵相连接的胶管。
【文档编号】C05F17/02GK203741236SQ201420119689
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】黄光群, 曾剑飞, 韩鲁佳, 张安琪, 黄晶, 马秋林 申请人:中国农业大学