專利名稱：一種沼氣制取參數(shù)組合測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及沼氣生產(chǎn)與使用中的參數(shù)測定儀，具體涉及沼氣甲烷濃度、池液 PH值、池內(nèi)硫化氫氣體濃度與沼氣檢漏報警一體化的沼氣制取參數(shù)組合測定儀。
背景技術(shù)：
沼氣生產(chǎn)中，甲烷濃度、池液PH值及池內(nèi)硫化氫氣體濃度是最重要的參數(shù)，通過它可確定何時更換生產(chǎn)原料、改善反應(yīng)環(huán)境，從而達到最大產(chǎn)能；沼氣使用中，如果發(fā)生泄露則會造成事故，輕則影響身體建康，重則造成設(shè)備損失，甚至危及人的生命。目前，國內(nèi)所用的測量儀器大多為功能單一的獨立設(shè)備，分別進行濃度、PH值測量或檢漏操作，精度較低，穩(wěn)定性較差，使用不方便，總價也較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對目前沼氣制取過程中，國內(nèi)所用的測量儀器大多為功能單一的獨立設(shè)備，分別進行濃度、PH值測量或檢漏操作，所存在的精度較低，穩(wěn)定性較差，使用不方便和總價較高的問題，提出一種沼氣制取參數(shù)組合測定儀，集甲烷濃度、池液PH值、 池內(nèi)硫化氫氣體濃度的檢測與沼氣檢漏于一體，生產(chǎn)與使用全量程監(jiān)控，有效節(jié)約成本，提高使用方便性。本實用新型的技術(shù)方案是一種沼氣制取參數(shù)組合測定儀，它包括殼體、顯示器、鍵盤和電路單元，顯示器和鍵盤均安裝在殼體上，電路單元安裝在殼體內(nèi)；鍵盤和顯示器分別作為沼氣制取參數(shù)組合測定儀的控制信號輸入和顯示信號輸出連接電路單元，所述的電路單元包括中央處理器、 池液PH值測量電路、甲烷濃度測量電路、甲烷濃度爆炸下限百分比濃度測量報警電路即甲烷％LEL濃度測量報警電路、硫化氫氣體濃度測量電路和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路，池液PH值測量電路、甲烷濃度測量電路、甲烷％LEL濃度測量報警電路和硫化氫氣體濃度測量電路作為沼氣制取參數(shù)組合測定儀的參數(shù)測量信號端采集相應(yīng)參數(shù)信號，池液PH值測量電路、甲烷濃度測量電路、甲烷％LEL濃度測量報警電路和硫化氫氣體濃度測量電路的信號輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的控制信號輸出端與中央處理器的I/O端口相連。本實用新型的沼氣制取參數(shù)組合測定儀還包括通信接口，顯示器、鍵盤和通信接口均與電路單元中中央處理器的對應(yīng)I/O端口相連。本實用新型的通信接口為RS485或RS232通信接口，用于與上位機控制器進行通
fn °本實用新型的電路單元還包括欠壓與過載保護電路和充電供電電路，充電供電電路由充電電路、供電電路和穩(wěn)壓電路連接組成，充電供電電路為沼氣制取參數(shù)組合測定儀提供穩(wěn)定的工作電源。本實用新型的池液PH值測量電路由R41和R42構(gòu)成的池液PH值測量偏置電路連接PH值測量電極J41組成，PH值測量電極J41作為池液PH值測量電路的信號輸入采集沼氣制取池的PH值參數(shù)信號，PH值測量電極J41的輸出端與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的信號輸出端與中央處理器相連，中央處理器進行處理并通過顯示器輸出。本實用新型的甲烷濃度測量電路包括傳感器CGQl和由電阻R20、R21、電位器JlO 構(gòu)成的甲烷濃度測量電橋，傳感器CGQl采集甲烷濃度參數(shù)信號，通過甲烷濃度測量電橋的采樣電路采樣后，與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的信號輸出端與中央處理器相連，中央處理器進行處理并通過顯示器輸出。本實用新型的甲烷％LEL濃度測量報警電路包括傳感器CGQ2、由電R20、R21、電位器Jio構(gòu)成的甲烷％LEL濃度測量電橋和蜂鳴器，傳感器CGQ2采集甲烷濃度參數(shù)信號通過甲烷％LEL濃度測量電橋的采樣電路采樣后，與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的信號輸出端與中央處理器相連，中央處理器進行處理并通過顯示器輸出。本實用新型的傳感器CGQl為熱傳導(dǎo)式傳感器，傳感器CGQ2為催化燃燒式傳感器。本實用新型的池內(nèi)硫化氫氣體濃度測量電路包括電化學(xué)傳感器S31和測量電路， 電化學(xué)傳感器S31采集硫化氫氣體濃度參數(shù)信號，電化學(xué)傳感器S31的輸出端通過測量電路與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路的信號輸出端與中央處理器相連，中央處理器進行處理并通過顯示器輸出。本實用新型的沼氣制取參數(shù)組合測定儀還包括溫度傳感器與接口電路，測量過程中，通過溫度傳感器及接口電路采集測量環(huán)境下的溫度信號，并由中央處理器對所測的其他參數(shù)加以修正。本實用新型的有益效果本實用新型使用時，通過鍵盤設(shè)置功能，中央處理器對相應(yīng)功能的傳感信號進行處理，并在顯示器上顯示出來。本實用新型集成度、可靠性、測量精度和穩(wěn)定性高，可以對甲烷生產(chǎn)與使用設(shè)備在作業(yè)過程中的技術(shù)參數(shù)進行間歇測量，也可通過通信接口接入控制局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信， 實現(xiàn)智能化管理與控制，有效節(jié)約成本，提高使用方便性。

圖1是本實用新型沼氣制取參數(shù)組合測定儀的原理框圖。圖2是本實用新型的充電供電電路的電路圖。圖3是本實用新型的甲烷濃度測量電路和甲烷濃度爆炸下限百分比濃度測量報警電路即甲烷％LEL濃度測量報警電路的電路圖。圖4是本實用新型的池液PH值測量電路的電路圖。圖5是本實用新型的硫化氫氣體濃度測量電路的電路圖。圖中1.中央處理器，2.顯示器，3.鍵盤，4.欠壓與過載保護電路，5.通信接口，6.池液PH值測量電路，7.甲烷濃度測量電路，8.甲烷％LEL濃度測量報警電路，9.硫
5化氫氣體濃度測量電路，10.充電供電電路，11. A/D轉(zhuǎn)換與接口電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，一種沼氣制取參數(shù)組合測定儀，它包括殼體、顯示器2、鍵盤3和電路單元，顯示器2、通信接口 5(采用RS485或RS232通信接口，用于與上位機控制器進行通信) 和鍵盤3均安裝在殼體上，電路單元安裝在殼體內(nèi)；鍵盤3和顯示器2分別作為沼氣制取參數(shù)組合測定儀的控制信號輸入和顯示信號輸出連接電路單元，所述的電路單元包括中央處理器1 (采用AMD Athlon X2 Processor 7750)、池液PH值測量電路6、甲烷濃度測量電路 7、甲烷濃度爆炸下限百分比濃度測量報警電路即甲烷％LEL濃度測量報警電路8、硫化氫氣體濃度測量電路9和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11 (A/D轉(zhuǎn)換采用AD76M，接口電路采用AD76M 與單片機的常規(guī)接口電路)，池液PH值測量電路6、甲烷濃度測量電路7、甲烷％LEL濃度測量報警電路8和硫化氫氣體濃度測量電路9作為沼氣制取參數(shù)組合測定儀的參數(shù)測量信號端采集相應(yīng)參數(shù)信號，池液PH值測量電路6、甲烷濃度測量電路7、甲烷％LEL濃度測量報警電路8和硫化氫氣體濃度測量電路9的信號輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的控制信號輸出端與中央處理器1的I/O端口相連。本實用新型的電路單元還包括欠壓與過載保護電路4和充電供電電路10，如圖2 所示，充電供電電路10由充電電路、供電電路和穩(wěn)壓電路連接組成，充電供電電路10為沼氣制取參數(shù)組合測定儀提供穩(wěn)定的工作電源。如圖4所示，本實用新型的池液PH值測量電路6由R41和R42構(gòu)成的池液PH值測量偏置電路連接PH值測量電極J41組成，PH值測量電極J41作為池液PH值測量電路6 的信號輸入采集沼氣制取池的PH值參數(shù)信號，PH值測量電極J41的輸出端與放大電路(采用常規(guī)信號放大電路)的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的信號輸出端與中央處理器1相連，中央處理器1 進行處理并通過顯示器2輸出。如圖3所示，本實用新型的甲烷濃度測量電路7包括傳感器CGQl和由電阻R20、 R21、電位器JlO構(gòu)成的甲烷濃度測量電橋，傳感器CGQl為熱傳導(dǎo)式傳感器，傳感器CGQl采集甲烷濃度參數(shù)信號，通過甲烷濃度測量電橋的采樣電路采樣后，與放大電路(采用常規(guī)信號放大電路)的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的信號輸出端與中央處理器1相連，中央處理器1進行處理并通過顯示器2輸出。如圖3所示，本實用新型的甲烷％LEL濃度測量報警電路8包括傳感器CGQ2、由電 R20、R21、電位器JlO構(gòu)成的甲烷％LEL濃度測量電橋和蜂鳴器，傳感器CGQ2為催化燃燒式傳感器，傳感器CGQ2采集甲烷濃度參數(shù)信號通過甲烷％LEL濃度測量電橋的采樣電路采樣后，與放大電路(采用常規(guī)信號放大電路)的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的信號輸出端與中央處理器1相連，中央處理器1進行處理并通過顯示器2輸出。如圖5所示，本實用新型的池內(nèi)硫化氫氣體濃度測量電路9包括電化學(xué)傳感器S31 和測量電路，電化學(xué)傳感器S31采集硫化氫氣體濃度參數(shù)信號，電化學(xué)傳感器S31的輸出端通過測量電路與放大電路(采用常規(guī)信號放大電路)的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/ D轉(zhuǎn)換與接口電路11的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11的信號輸出端與中央處理器1相連，中央處理器1進行處理并通過顯示器2輸出。本實用新型的沼氣制取參數(shù)組合測定儀還包括溫度傳感器與接口電路12，測量過程中，通過溫度傳感器及接口電路12采集測量環(huán)境下的溫度信號，并由中央處理器1對所測的其他參數(shù)加以修正。具體實施時如圖1所示，該測定儀由殼體、顯示器、鍵盤、通信接口和電路單元組成，在殼體上安裝顯示器、鍵盤和通信接口，在殼體內(nèi)安裝電路單元，顯示器、鍵盤和通信接口連接電路單元，整體構(gòu)成測定儀；電路單元的電回路由中央處理器1上連接顯示器2、鍵盤3、欠壓與過載保護電路4、通信接口 5、充電供電電路10、甲烷濃度測量電路7、池液PH值測量電路6、 甲烷％LEL濃度測量報警電路8和硫化氫氣體濃度測量電路9及A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11相互連接形成，顯示器、鍵盤和通信接口分別通過顯示器2、鍵盤3、通信接口 5連接中央處理器1 ；充電供電電路10由充電電路與供電電路及穩(wěn)壓電路連接組成；池液PH值測量電路6 由池液PH值測量偏置電路連接PH值測量電極組成，PH值測量電極采集參數(shù)信號經(jīng)放大和 A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11后送中央處理器進行處理并顯示出來，測量過程中，同時采集測量環(huán)境下的溫度信號，并對所測的數(shù)據(jù)加以修正。PH值測量時，需定期采用標準液進行標定， 以提高測量精度；甲烷濃度測量電路7由熱傳導(dǎo)式傳感器連接測量電橋組成，熱傳導(dǎo)式傳感器采集濃度參數(shù)信號經(jīng)測量電橋、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11后送中央處理器進行處理并顯示出來；甲烷％LEL濃度測量報警電路8由催化燃燒式傳感器及蜂鳴器連接測量電橋組成，催化燃燒式傳感器采集濃度參數(shù)信號經(jīng)測量電橋、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11后送中央處理器進行處理，并以％LEL濃度顯示出來，％LEL濃度至設(shè)定指標由蜂鳴器發(fā)音示警；硫化氫氣體濃度測量電路9由電化學(xué)傳感器連接測量電路組成，電化學(xué)傳感器采集濃度參數(shù)信號經(jīng)測量電路放大和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路11后送中央處理器進行處理并顯示出來。使用時，通過鍵盤設(shè)置功能，中央處理器對相應(yīng)功能的傳感信號進行處理，并在顯示器上顯示出來。本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種沼氣制取參數(shù)組合測定儀，它包括殼體、顯示器(2)、鍵盤(3)和電路單元，顯示器(2)和鍵盤(3)均安裝在殼體上，電路單元安裝在殼體內(nèi)；鍵盤(3)和顯示器(2)分別作為沼氣制取參數(shù)組合測定儀的控制信號輸入和顯示信號輸出連接電路單元，其特征在于 所述的電路單元包括中央處理器(1)、池液PH值測量電路(6)、甲烷濃度測量電路(7)、甲烷濃度爆炸下限百分比濃度測量報警電路即甲烷％LEL濃度測量報警電路(8)、硫化氫氣體濃度測量電路(9)和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)，池液PH值測量電路(6)、甲烷濃度測量電路 (7)、甲烷％LEL濃度測量報警電路(8)和硫化氫氣體濃度測量電路(9)作為沼氣制取參數(shù)組合測定儀的參數(shù)測量信號端采集相應(yīng)參數(shù)信號，池液PH值測量電路(6)、甲烷濃度測量電路(7)、甲烷％LEL濃度測量報警電路(8)和硫化氫氣體濃度測量電路(9)的信號輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的控制信號輸出端與中央處理器(1)的I/O端口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀還包括通信接口(5)，顯示器(2)、鍵盤(3)和通信接口(5)均與電路單元中中央處理器(1)的對應(yīng)I/O端口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的通信接口(5) 為RS485或RS232通信接口，用于與上位機控制器進行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的電路單元還包括欠壓與過載保護電路(4)和充電供電電路(10)，充電供電電路(10)由充電電路、供電電路和穩(wěn)壓電路連接組成，充電供電電路(10 )為沼氣制取參數(shù)組合測定儀提供穩(wěn)定的工作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的池液PH值測量電路(6)由R41和R42構(gòu)成的池液PH值測量偏置電路連接PH值測量電極J41組成，PH 值測量電極J41作為池液PH值測量電路(6)的信號輸入采集沼氣制取池的PH值參數(shù)信號， PH值測量電極J41的輸出端與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的信號輸出端與中央處理器
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于甲烷濃度測量電路 (7)包括傳感器CGQl和由電阻R20、R21、電位器JlO構(gòu)成的甲烷濃度測量電橋，傳感器CGQl 采集甲烷濃度參數(shù)信號，通過甲烷濃度測量電橋的采樣電路采樣后，與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的信號輸出端與中央處理器(1)相連，中央處理器(1)進行處理并通過顯示器(2)輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于甲烷％LEL濃度測量報警電路(8)包括傳感器CGQ2、由電R20、R21、電位器JlO構(gòu)成的甲烷％LEL濃度測量電橋和蜂鳴器，傳感器CGQ2采集甲烷濃度參數(shù)信號通過甲烷％LEL濃度測量電橋的采樣電路采樣后，與放大電路的輸入端相連，放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的信號輸出端與中央處理器(1)相連，中央處理器 (1)進行處理并通過顯示器(2)輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的傳感器CGQl為熱傳導(dǎo)式傳感器，傳感器CGQ2為催化燃燒式傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的池內(nèi)硫化氫氣體濃度測量電路(9)包括電化學(xué)傳感器S31和測量電路，電化學(xué)傳感器S31采集硫化氫氣體濃度參數(shù)信號，電化學(xué)傳感器S31的輸出端通過測量電路與放大電路的輸入端相連， 放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的對應(yīng)信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換與接口電路(11)的信號輸出端與中央處理器(1)相連，中央處理器(1)進行處理并通過顯示器(2) 輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀，其特征在于所述的沼氣制取參數(shù)組合測定儀還包括溫度傳感器與接口電路(12)，測量過程中，通過溫度傳感器及接口電路(12 )采集測量環(huán)境下的溫度信號，并由中央處理器(1)對所測的其他參數(shù)加以修正。
專利摘要本實用新型公開了一種沼氣制取參數(shù)組合測定儀，包括顯示器、鍵盤和電路單元，顯示器和鍵盤安裝在殼體上，電路單元安裝在殼體內(nèi)；鍵盤和顯示器作為控制信號輸入和顯示信號輸出連接電路單元，該電路單元包括中央處理器、池液PH值測量電路、甲烷濃度測量電路、甲烷濃度爆炸下限百分比濃度測量報警電路即甲烷%LEL濃度測量報警電路、硫化氫氣體濃度測量電路和A/D轉(zhuǎn)換與接口電路。本實用新型的集成度、可靠性、測量精度和穩(wěn)定性高，可以對沼氣制取過程中的技術(shù)參數(shù)進行間歇測量，也可通過通信接口接入控制局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)智能化管理與控制，有效節(jié)約成本，提高使用方便性。
文檔編號C12M1/107GK202018434SQ201120045110

公開日2011年10月26日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者唐義鋒, 李志坤, 王連 申請人:淮安市蘇通市政機械有限公司