一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于沼氣【技術領域】。它解決了現(xiàn)有技術中沼氣池內由于壓力、溫度和沼液量不穩(wěn)定而影響沼氣生產等問題。本沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，所述的沼氣池上固定有輸送管，輸送管的另一端與一沼氣收集罐相連，其特征在于，所述的沼氣池內設有能夠對沼氣池進行加熱的加熱裝置、加料裝置和泄壓裝置，本監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器，溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器均設置在沼氣池中且均與一變送器相連，變送器的輸出端與一A/D模數(shù)轉換器相連，A/D模數(shù)轉換器的輸出端與一數(shù)據(jù)處理器相連，數(shù)據(jù)處理器的輸出端還與一控制器相連。本發(fā)明能夠對沼氣池內的生產環(huán)境進行監(jiān)測，以使沼氣穩(wěn)定生產，提高效率。
【專利說明】一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于沼氣【技術領域】，涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發(fā)展，能源已是經濟可持續(xù)發(fā)展的重要保障。目前，人們對不可再生資源的超負荷使用，使各國對能源問題都面臨著嚴峻的考驗。沼氣是我國農村的一種清潔能源，它是利用人畜糞便、秸桿、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內和厭氧(沒有氧氣)條件下發(fā)酵產生的。它可用于燒水、做飯和炒菜等，可替人類節(jié)省大量的燃煤、木材等不可再生資源，并且燃燒后的沼氣不會對環(huán)境產生污染，同時熱效率高。
[0003]沼氣池的沼氣產量通常會受到一定的限制，比如說，它會隨著季節(jié)和晝夜溫度的變化而影響沼氣的產量。一般情況下，當沼氣池內的溫度大于15°的時候，才能夠正常產出沼氣，而當沼氣池內的溫度小于15°的時候，沼氣產率很低，甚至不再產生沼氣，所以，必須保證沼氣池內的溫度適宜。
[0004]沼氣池中的沼氣壓力也會對沼氣池的安全生產受到一定的影響。當沼氣池中的沼氣壓力過大時，會出現(xiàn)沼氣池拱頂被沼氣脹裂的危害，并且，還有可能造成沼氣池天窗口活動蓋漏氣的現(xiàn)象。所以，穩(wěn)定沼氣池內的壓力對沼氣池的正常生產作業(yè)有著非常重要的作用。
[0005]沼氣池中的原料也同樣影響著沼氣的產量，所以在沼氣的生產過程中，必須保證沼氣池內具有源源不斷的沼氣原料供應。
[0006]在現(xiàn)有技術中，公知的沼氣主要有沼氣預處理裝置、厭氧發(fā)酵裝置、沼氣儲存裝置以及沼氣使用裝置等設備，它們通過管道接通終端用戶的各種沼氣用具。目前，各地沼氣行業(yè)運行基本上還都沿用人工操作、單機運行模式，不僅工作效率低，耗用人力成本高，而且在運行過程中還經常出現(xiàn)因對沼氣壓力和溫度等檢測、控制不及時而給沼氣設備運行帶來諸多的危害，難以保證沼氣設備工作的安全性和可靠性，從而影響了沼氣工程整體的效益與技術發(fā)展。
[0007]在沼氣生產過程中，需要經常對產氣量的變化進行分析，從而對加料數(shù)量、壓力參數(shù)和溫度參數(shù)等進行調整，使原料充分發(fā)酵來讓產氣量保持在較高的水平。目前，在我國已建和在建的大中型沼氣工程中，絕大多數(shù)是用商業(yè)計算機或者工控機對沼氣生產中的各技術參數(shù)進行監(jiān)控和記錄。由于計算機的操作對操作人員的要求比較高，需要操作人員具備計算機方面的知識，所以對于我國農村來說，這種設備的缺乏導致沼氣的安全性和可靠性大大降低。
[0008]由于現(xiàn)有沼氣池存在的諸多不足，所以，對于本領域內的技術人員，還有待對現(xiàn)有的沼氣池進行改進以解決現(xiàn)有沼氣池存在沼氣產率低、受控因素多等諸多不足，從而為人類提供更多的清潔能源，快速的推動經濟的可持續(xù)發(fā)展。
【發(fā)明內容】
[0009]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，本監(jiān)控系統(tǒng)具有能夠穩(wěn)定沼氣池內壓力、溫度和沼液量的特點。
[0010]本發(fā)明的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn):一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，所述的沼氣池上固定有一能輸送沼氣池中沼氣的輸送管，所述輸送管的另一端與一沼氣收集罐相連，其特征在于，所述的沼氣池內設有能夠對沼氣池進行加熱的加熱裝置，所述的加熱裝置包括固定在池壁的電加熱管，所述的電加熱管通過線路與電源相連接，所述的線路上設有能夠切斷或連通電源的撥動開關；所述的沼氣池上還設有能夠對沼氣池進行減壓的泄壓裝置，所述的泄壓裝置包括緩沖罐，所述的緩沖罐通過輸送支管與所述的輸送管相連，所述的輸送支管上設有能夠切斷或者連通輸送支管的電磁閥；所述的沼氣池上設有能夠對沼氣池進行加料的加料裝置，所述的加料裝置包括開設在池壁上的進料口和與進料口相連通的進料斗，所述的進料口中設有能夠打開或者關閉進料口的閥門；本監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器，且所述的溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器均設置在沼氣池中，所述的溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器均與一變送器相連，所述變送器的輸出端與一 A/D模數(shù)轉換器相連，所述的A/D模數(shù)轉換器的輸出端與一數(shù)據(jù)處理器相連，所述的數(shù)據(jù)處理器的輸出端還與一控制器相連，所述的控制器與所述的撥動開關、閥門和電磁閥相連。
[0011]通過設置在沼氣池內的溫度傳感器就可以時刻感應沼氣池內沼液的溫度，當溫度傳感器感應到沼氣池內沼液的溫度過低時，可以使電加熱管與電源之間的撥動開關閉合，從而使電加熱管通電，使其對沼氣池進行加熱，從而提高沼氣池內的溫度，最終提高沼氣的
產氣效率。
[0012]通過設置在沼氣池內的壓力傳感器就可以時刻感應沼氣池內沼氣的壓力，當壓力傳感器感應到沼氣池內沼氣的壓力過高時，可以使位于輸送支管上的電磁閥打開，使輸送管與緩沖罐通過輸送支 管相連通，這時沼氣池中的沼氣就會順著輸送支管流入到緩沖罐中，減小了沼氣池中沼氣的壓力，保障了沼氣池的安全性和可靠性。
[0013]通過設置在沼氣池內的液位傳感器就可以時刻感應沼氣池內沼液的液位，當液位傳感器感應到沼氣池內沼液的液位過低時，就會使進料口中的閥門打開，通過進料斗為沼氣池添加沼液，保證沼氣池內的沼液量穩(wěn)定，從而使沼氣池能夠源源不斷的產生沼氣。
[0014]本沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其工作原理是這樣的，由溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器檢測到的信號經過變送器后進入A/D模數(shù)轉換器，經A/D模數(shù)轉換器變換后，將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號存入數(shù)據(jù)處理器內，通過在數(shù)據(jù)處理器內設置程序，將由沼氣池內測得的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)進行比較，然后進行信號輸出，分別控制撥動開關、閥門和電磁閥，實現(xiàn)沼氣池內溫度、壓力和沼液量的監(jiān)測，同時對其分別進行控制。
[0015]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理器的輸出端與一報警器相連。當溫度傳感器感應到沼氣池內的溫度低于數(shù)據(jù)處理器中的溫度設定值時報警器發(fā)出警報，當壓力傳感器感應到沼氣池內的壓力高于數(shù)據(jù)處理器中的壓力設定值時報警器發(fā)出警報，當液位傳感器感應到沼氣池內的液位低于數(shù)據(jù)處理器中的液位設定值時報警器發(fā)出警報。
[0016]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理器的輸出端與一顯示器相連。該顯示器可以顯示由溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器檢測到的溫度值、壓力值和液位值。[0017]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的輸送管的一端與沼氣池相連通，且輸送管與沼氣池之間固定有密封圈。密封圈可以保證輸送管與沼氣池之間的密封性，使沼氣池內的沼氣不會外泄，同時使沼氣池的密封性能好，保證較好的厭氧環(huán)境。
[0018]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的變送器為SD900系列變送器。該產品在現(xiàn)有市場上可以買到。
[0019]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的A/D模數(shù)轉換器為ADC0809模數(shù)轉換器。該產品在現(xiàn)有市場上可以買到。
[0020]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理器為PHILIPS 51LPC系列單片機。該產品在現(xiàn)有市場上可以買到。
[0021]在上述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的控制器為PLC可編程控制器。PLC可編程控制器使用方便，編程簡單。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
[0023]1、本發(fā)明通過在沼氣池中設置溫度傳感器就能夠時刻感應沼氣池內的溫度，從而通過控制電加熱管的啟閉來保證沼氣池中的溫度不會過低，使沼氣池內的溫度能夠始終處于正常產生沼氣的溫度，使沼液更有利于發(fā)酵，保證沼氣產量。
[0024]2、本發(fā)明通過在沼氣池中設置壓力傳感器就能夠時刻感應沼氣池內的壓力，當沼氣池內的壓力過高時，通過使沼氣池內的沼氣流向緩沖罐，對沼氣池進行減壓，從而穩(wěn)定沼氣池內的壓力，不會因為沼氣池內的壓力過大而使沼氣池發(fā)生安全故障，影響沼氣的生產。
[0025]3、本發(fā)明通過在沼氣池中設置液位傳感器就能夠時刻感應沼液的液位，通過控制進料斗向沼氣池中輸入沼液，來·穩(wěn)定沼氣池內的沼液量，保證沼氣池不會因為缺乏原料而導致停止生產沼氣。
[0026]4、本發(fā)明還具有智能化程度高、工作效率高、安全性和可靠性好的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明各傳感器的連接結構示意圖。
[0029]圖中，1、沼氣池；2、輸送管；3、沼氣收集罐；4、電加熱管；5、進料斗；6、緩沖罐；7、
輸送支管。
【具體實施方式】
[0030]以下是本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0031]如圖1所示，一種沼氣池，包括固定有一能輸送沼氣池I中沼氣的輸送管2，輸送管2的一端與沼氣池I相連通，且輸送管2與沼氣池I之間固定有密封圈，輸送管2的另一端與一沼氣收集罐3相連通。密封圈可以保證輸送管2與沼氣池I之間的密封性，使沼氣池I內的沼氣不會外泄，同時使沼氣池I的密封性能好，保證較好的厭氧環(huán)境。在本實施例中，沼氣池I內還分別設有能夠對沼氣池I進行加熱的加熱裝置、能夠對沼氣池I進行減壓的泄壓裝置和能夠對沼氣池I進行加料的加料裝置。
[0032]加熱裝置包括固定在池壁上的電加熱管4，電加熱管4通過燈管安裝座固定在沼氣池I的池壁上，并且電加熱管4通過線路與一能夠為電加熱管4提供電能的電源相連接，線路上設有能夠切斷或連通電源的撥動開關，通過控制撥動開關的斷開與閉合，就能夠控制電加熱管4的通電或是斷電。
[0033]泄壓裝置包括緩沖罐6，緩沖罐6通過輸送支管7與輸送管2相連通，且輸送支管7上設有能夠切斷或者連通輸送支管7的電磁閥，通過控制輸送支管7與輸送管2斷開與連通，就能夠控制沼氣池I中的沼氣是否流向緩沖罐6，從而對沼氣池I進行減壓。
[0034]加料裝置包括開設在池壁上的進料口和與進料口相連通的進料斗5，進料斗5中盛有足夠沼液供加入到沼氣池I中，進料口中設有能夠打開或者關閉進料口的閥門，通過控制閥門的打開或關閉，就能夠控制是否向沼氣池I中加入沼液。
[0035]如圖2所示，一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器，且溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器分別通過各自的安裝座固定在沼氣池I中。溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器均與一變送器相連，變送器的輸出端與一 A/D模數(shù)轉換器相連，A/D模數(shù)轉換器 的輸出端與一數(shù)據(jù)處理器相連，數(shù)據(jù)處理器的輸出端還與一控制器相連，控制器與撥動開關、閥門和電磁閥相連。具體的，數(shù)據(jù)處理器的輸出端還與一報警器相連，當溫度傳感器感應到沼氣池I內的溫度低于數(shù)據(jù)處理器中的溫度設定值時報警器發(fā)出警報，當壓力傳感器感應到沼氣池I內的壓力高于數(shù)據(jù)處理器中的壓力設定值時報警器發(fā)出警報，當液位傳感器感應到沼氣池I內的液位低于數(shù)據(jù)處理器中的液位設定值時報警器發(fā)出警報。數(shù)據(jù)處理器的輸出端還與一顯示器相連，該顯示器可以顯示由溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器檢測到的溫度值、壓力值和液位值。
[0036]在本實施例中，變送器為SD900系列變送器，該產品在現(xiàn)有市場上可以買到。
[0037]在本實施例中，A/D模數(shù)轉換器為ADC0809模數(shù)轉換器，該產品在現(xiàn)有市場上可以買到。
[0038]在本實施例中，數(shù)據(jù)處理器為PHILIPS 51LPC系列單片機，該產品在現(xiàn)有市場上可以買到。
[0039]在本實施例中，控制器為PLC可編程控制器，PLC可編程控制器不僅使用方便，而
且編程簡單。
[0040]通過設置在沼氣池I內的溫度傳感器就可以時刻感應沼氣池I內沼液的溫度，當溫度傳感器感應到沼氣池I內沼液的溫度過低時，可以使電加熱管4與電源之間的撥動開關閉合，從而使電加熱管4通電，使其對沼氣池I進行加熱，從而提高沼氣池I內的溫度，最終提高沼氣的產氣效率。
[0041]通過設置在沼氣池I內的壓力傳感器就可以時刻感應沼氣池I內沼氣的壓力，當壓力傳感器感應到沼氣池I內沼氣的壓力過高時，可以使位于輸送支管7上的電磁閥打開，使輸送管2與緩沖罐6通過輸送支管7相連通，這時沼氣池I中的沼氣就會順著輸送支管7流入到緩沖罐6中，減小了沼氣池I中沼氣的壓力，保障了沼氣池I的安全性和可靠性。
[0042]通過設置在沼氣池I內的液位傳感器就可以時刻感應沼氣池I內沼液的液位，當液位傳感器感應到沼氣池I內沼液的液位過低時,就會使進料口中的閥門打開,通過進料斗5為沼氣池I添加沼液，保證沼氣池I內的沼液量穩(wěn)定，從而使沼氣池I能夠源源不斷的產生沼氣。
[0043]本沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其工作原理是這樣的，由溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器檢測到的信號經過變送器后進入A/D模數(shù)轉換器，經A/D模數(shù)轉換器變換后，將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號存入數(shù)據(jù)處理器內，通過在數(shù)據(jù)處理器內設置程序，將由沼氣池I內測得的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)進行比較，然后進行信號輸出，分別控制撥動開關、閥門和電磁閥，實現(xiàn)沼氣池I內溫度、壓力和沼液量的監(jiān)測，同時對其分別進行控制。
[0044]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0045]盡管本文較多地使用了 1、沼氣池；2、輸送管；3、沼氣收集罐；4、電加熱管；5、進料斗；6、緩沖罐；7、輸送支管等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描 述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權利要求】
1.一種沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，所述的沼氣池(I)上固定有一能輸送沼氣池(I)中沼氣的輸送管(2)，所述輸送管(2)的另一端與一沼氣收集罐(3)相連，其特征在于，所述的沼氣池(I)內設有能夠對沼氣池(I)進行加熱的加熱裝置，所述的加熱裝置包括固定在池壁的電加熱管(4)，所述的電加熱管(4)通過線路與電源相連接，所述的線路上設有能夠切斷或連通電源的撥動開關；所述的沼氣池(I)上還設有能夠對沼氣池(I)進行減壓的泄壓裝置，所述的泄壓裝置包括緩沖罐(6)，所述的緩沖罐(6)通過輸送支管(7)與所述的輸送管(2)相連，所述的輸送支管(7)上設有能夠切斷或者連通輸送支管(7)的電磁閥；所述的沼氣池(I)上設有能夠對沼氣池(I)進行加料的加料裝置，所述的加料裝置包括開設在池壁上的進料口和與進料口相連通的進料斗(5)，所述的進料口中設有能夠打開或者關閉進料口的閥門；本監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器，且所述的溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器均設置在沼氣池(I)中，所述的溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器均與一變送器相連，所述變送器的輸出端與一 A/D模數(shù)轉換器相連，所述的A/D模數(shù)轉換器的輸出端與一數(shù)據(jù)處理器相連，所述的數(shù)據(jù)處理器的輸出端還與一控制器相連，所述的控制器與所述的撥動開關、閥門和電磁閥相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理器的輸出端與一報警器相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理器的輸出端與一顯示器相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸送管(2)的一端與沼氣池(I)相連通，且輸送管(2 )與沼氣池(I)之間固定有密封圈。
5.根據(jù)權利要求1所述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的變送器為SD900系列變送器。
6.根據(jù)權利要求1所述的沼氣`池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的A/D模數(shù)轉換器為ADC0809模數(shù)轉換器。
7.根據(jù)權利要求1所述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理器為PHILIPS 51LPC系列單片機。
8.根據(jù)權利要求1所述的沼氣池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器為PLC可編程控制器。
【文檔編號】C12M1/36GK103589635SQ201310483414
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】秦國棟, 吳湘蓮, 樓平 申請人:嘉興職業(yè)技術學院