專利名稱：一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品、醫(yī)藥、污泥、餐廚垃圾等基質(zhì)的微生物干燥，及基質(zhì)發(fā)酵、堆肥、 垃圾填埋穩(wěn)定化監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測定多孔基質(zhì)中空氣溫濕度及氧氣和氨 氣濃度的檢測儀。
背景技術(shù)：
隨著我國環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展，對環(huán)境相關(guān)監(jiān)測技術(shù)及手段也提出了新的要 求，中國新型實用專利ZL200820220785. 3 “一種無線溫濕度檢測系統(tǒng)”，中國新型實用專 利ZL200720074842. 7 “焦?fàn)t煤氣氧含量分析裝置”，中國新型實用專利96229361. X “一 種氧量檢測裝置”，中國新型實用專利ZL03244468. 0 “氨氣檢測盒”等專利可分別對空氣 中的溫濕度和氧氣及氨氣濃度進行檢測，但無法同時檢測多種氣體，中國新型實用專利 ZL02292847. 2 “室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀”和中國發(fā)明專利200610129635. 7 “空氣多點采樣自 動循檢儀”能同時檢測多種氣體，但只能用于室內(nèi)空氣污染物檢測，無法檢測多孔基質(zhì)內(nèi)空 氣的各項指標(biāo)。食品、醫(yī)藥、污泥、餐廚垃圾等基質(zhì)的微生物干燥，及基質(zhì)發(fā)酵、堆肥、垃圾填埋穩(wěn) 定化監(jiān)測等領(lǐng)域，需要同時測定多孔基質(zhì)內(nèi)空氣中溫濕度和氧氣及氨氣濃度，以表征堆體 內(nèi)微生物活性，通風(fēng)條件，臭氣產(chǎn)生情況。目前市場上的單臺分析儀不能同時測出空氣中的 溫濕度和氧氣及氨氣濃度，并且由于無穿孔罩、不銹鋼網(wǎng)罩等保護結(jié)構(gòu)，無法直接測量堆體 內(nèi)空氣相關(guān)參數(shù)，這就需要購置數(shù)臺設(shè)備，進行數(shù)次測量，并對原有設(shè)備進行改造，這就造 成了人力和財力資源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，使 其可同時監(jiān)測多孔基質(zhì)內(nèi)空氣的溫濕度及氧氣和氨氣的濃度，并且可以直接插入多孔基質(zhì) 內(nèi)，即插即測，方便快捷，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中需要采用多臺儀器所造成的人力和財力資源 浪費的缺陷，從而達到節(jié)省成本，提高效率的目的。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，其特征在于所述檢 測儀含有穿孔罩、不銹鋼網(wǎng)罩、溫濕度傳感器、通氣管、過濾器、空氣泵、檢測室、含氧量傳感 器、氨氣傳感器、集成變送器、PLC控制器以及固定支撐罩；所述的穿孔罩和不銹鋼網(wǎng)罩與 支撐罩的下部連接，不銹鋼網(wǎng)罩設(shè)置在穿孔罩內(nèi)；所述溫濕度傳感器位于不銹鋼網(wǎng)罩內(nèi)，所 述含氧量傳感器和氨氣傳感器位于檢測室內(nèi)；通氣管的進口插入不銹鋼網(wǎng)罩內(nèi)，且依次連 接過濾器與空氣泵后與檢測室連通，檢測室開有出氣孔；所述溫濕度傳感器、含氧量傳感 器、氨氣傳感器分別通過信號線與集成變送器連接，所述集成變送器與PLC控制器分別通 過信號線進行連接。本發(fā)明的技術(shù)特征還在于穿孔罩上均勻布設(shè)有直徑為3 IOmm的小孔；穿孔罩和不銹鋼網(wǎng)罩與支撐罩之間采用可拆卸連接。本發(fā)明所述的集成變送器包含溫濕度變送器、含氧量變送器和氨氣變送器。本發(fā)明所述PLC控制器包括A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器、顯示模塊、存儲模塊、控制模 塊、通訊模塊及報警模塊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果對空氣溫濕度及氧氣和氨 氣濃度的測量進行了集成，與只有單一測量功能的儀器相比，有效節(jié)省了設(shè)備成本，提高了 效率，可直接插入食品、醫(yī)藥、污泥、餐廚垃圾等多孔基質(zhì)內(nèi)，或垃圾填埋場基質(zhì)內(nèi)，測量空 氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度，即插即測，方便快捷；可根據(jù)實際需要，更換相應(yīng)探頭和變送 器，測量其它相應(yīng)參數(shù)，適用范圍廣泛，并且采用了可編程的PLC控制器代替一般儀表，且 結(jié)構(gòu)簡單，造價低，可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲、分析、傳輸；因此在食品、醫(yī)藥、污泥、餐廚垃圾 等基質(zhì)的微生物干燥，及基質(zhì)發(fā)酵、堆肥、垃圾填埋穩(wěn)定化監(jiān)測及其自動化控制或科學(xué)研究 等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的提供的測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀結(jié) 構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明的信號傳輸及硬件工作原理框圖。圖中1_穿孔罩；2-不銹鋼網(wǎng)罩；3-溫濕度傳感器；4-通氣管；5-過濾器；6_空氣 泵；7-檢測室；8-含氧量傳感器；9-氨氣傳感器；10-集成變送器；11-出氣孔；12-PLC控制 器；13-支撐罩。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)和工作過程做進一步的說明。圖1是本發(fā)明的提供的測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀結(jié) 構(gòu)示意圖，該檢測儀包括穿孔罩1、不銹鋼網(wǎng)罩2、溫濕度傳感器3、通氣管4、過濾器5、空氣 泵6、檢測室7、含氧量傳感器8、氨氣傳感器9、集成變送器10、PLC控制器12以及支撐罩 13。所述的穿孔罩和不銹鋼網(wǎng)罩與支撐罩的下部連接，不銹鋼網(wǎng)罩設(shè)置在穿孔罩內(nèi)；所述溫 濕度傳感器3位于不銹鋼網(wǎng)罩內(nèi)，所述含氧量傳感器8和氨氣傳感器9位于檢測室7內(nèi)；通 氣管4的進口插入不銹鋼網(wǎng)罩內(nèi)，且依次連接過濾器5與空氣泵6后與檢測室連通，檢測室 開有出氣孔11 ；所述溫濕度傳感器3、含氧量傳感器8、氨氣傳感器9分別通過信號線與集 成變送器10連接，所述集成變送器與PLC控制器12分別通過信號線進行連接。為了安裝和維護方便，穿孔罩1與支撐罩13之間、不銹鋼網(wǎng)罩2與支撐罩13之間 的連接采用可拆卸連接。所述溫濕度傳感器3、含氧量傳感器7、氨氣傳感器8通過信號線與集成變送器10 連接，信號線具有傳導(dǎo)微電流和信號的功能。所述集成變送器10包含溫濕度變送器、含氧 量變送器和氨氣變送器。本發(fā)明的工作原理如下直接將檢測儀插入到需要測量的堆體中，插入深度根據(jù) 實際需要確定。在穿孔罩上均勻布設(shè)有直徑為3 IOmm的小孔，這種多孔結(jié)構(gòu)能使空氣進 入穿孔罩1，而將基質(zhì)顆粒阻擋在穿孔罩1外部，起到保護其內(nèi)部溫濕度探頭和通氣管4的作用，不銹鋼網(wǎng)罩2能進一步防止雜質(zhì)進入穿孔罩1后堵塞通氣管4?？諝獗?運行后，由 于負(fù)壓，堆體多孔基質(zhì)中的空氣進入穿孔罩1，其內(nèi)部的溫濕度傳感器3能迅速將溫濕度檢 測出來，并將信號傳輸?shù)郊勺兯推?0，穿孔罩1中的空氣經(jīng)過濾器5干燥凈化后，進入檢 測室7，檢測室7中有含氧量傳感器8和氨氣傳感器9，能檢測到空氣中含氧量和氨氣的變 化，并將信號傳輸?shù)郊勺兯推?0，集成變送器分別將溫濕度傳感器3、含氧量傳感器8和 氨氣傳感器9中的溫濕度信號、氧氣濃度信號、氨氣傳感器信號轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號后，傳輸 給PLC控制器12，PLC控制器12將標(biāo)準(zhǔn)電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后，通過可觸屏顯示測量值， 并可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲、分析、傳輸，并按設(shè)定參數(shù)對干燥、發(fā)酵、堆肥過程進行監(jiān)測、報 警、通訊和控制，檢測室7中的空氣最終通過出氣孔11排出。圖2是本發(fā)明的信號傳輸及硬件工作原理框圖，PLC控制器12包括A/D轉(zhuǎn)換器、 中央處理器、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊、通訊模塊及報警模塊。檢測儀的溫濕度傳感器 3、含氧量傳感器8和氨氣傳感器9分別將檢測到的空氣溫濕度信號、氧氣濃度信號和氣氨 濃度信號傳輸?shù)郊勺兯推?0，集成變送器10中的溫濕度變送器、含氧量變送器、氨氣變 送器分別將這些信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號后，傳輸給PLC控制器12的A/D轉(zhuǎn)換器，將標(biāo)準(zhǔn)電 信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。中央處理器將數(shù)字信號分析處理后可通過顯示模塊，對測量值進行 顯示，并將數(shù)據(jù)保存在存儲模塊中，當(dāng)監(jiān)測值超過報警模塊的設(shè)定值時，報警模塊將進行動 作；PLC控制器12的通訊模塊可實現(xiàn)與PLC控制器外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊功能，控制模塊不 斷把監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較，向外部的控制器發(fā)出指令，使監(jiān)測數(shù)據(jù)與控制模塊中的 設(shè)定值相同。本發(fā)明的檢測儀對多孔基質(zhì)的空氣溫濕度和含氧量及氨氣濃度的測量進行了集 成，可直接插入食品、醫(yī)藥、污泥、餐廚垃圾等基質(zhì)的微生物干燥堆體內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低， 即插即測，快捷精準(zhǔn)，可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲、分析、傳輸，還可按設(shè)定參數(shù)對過程進行監(jiān) 測、報警、通訊和控制，在食品、醫(yī)藥、污泥、餐廚垃圾等基質(zhì)的微生物干燥，及基質(zhì)發(fā)酵、堆 肥、垃圾填埋穩(wěn)定化監(jiān)測及其自動化控制或科學(xué)研究等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，其特征在于所述檢測儀含有穿孔罩(1)、不銹鋼網(wǎng)罩(2)、溫濕度傳感器(3)、通氣管(4)、過濾器(5)、空氣泵(6)、檢測室(7)、含氧量傳感器(8)、氨氣傳感器(9)、集成變送器(10)、PLC控制器(12)以及支撐罩(13)；所述的穿孔罩和不銹鋼網(wǎng)罩與支撐罩(13)的下部連接，不銹鋼網(wǎng)罩(2)設(shè)置在穿孔罩(1)內(nèi)；所述溫濕度傳感器(3)位于不銹鋼網(wǎng)罩(2)內(nèi)，所述含氧量傳感器(8)和氨氣傳感器(9)位于檢測室(7)內(nèi)；通氣管(4)的進口插入不銹鋼網(wǎng)罩(2)內(nèi)，且依次連接過濾器(5)與空氣泵(6)后與檢測室(7)連通，檢測室(7)開有出氣孔(11)；所述溫濕度傳感器(3)、含氧量傳感器(8)、氨氣傳感器(9)分別通過信號線與集成變送器(10)連接，所述集成變送器(10)與PLC控制器(12)分別通過信號線進行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀， 其特征在于所述穿孔罩上均勻布設(shè)有直徑為3 IOmm的小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測 儀，其特征在于所述穿孔罩(1)和不銹鋼網(wǎng)罩與支撐罩(13)之間采用可拆卸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀， 其特征在于所述集成變送器(10)包含溫濕度變送器、含氧量變送器和氨氣變送器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀， 其特征在于所述PLC控制器(12)包括A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器、顯示模塊、存儲模塊、控制 模塊、通訊模塊及報警模塊。
全文摘要
一種測定多孔基質(zhì)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的檢測儀，該檢測儀包括穿孔罩、不銹鋼網(wǎng)罩、溫濕度傳感器、過濾器、空氣泵、檢測室、含氧量傳感器、氨氣傳感器、集成變送器以及PLC控制器。本發(fā)明可直接插入到多孔基質(zhì)中，可將堆體內(nèi)空氣溫濕度及氧氣和氨氣濃度的測定一次性完成，即插即測，操作簡單，與只有單一測量功能的儀器相比，有效節(jié)約了成本，提高了效率。該檢測儀可用于監(jiān)測堆體內(nèi)微生物活性、通風(fēng)條件、臭氣產(chǎn)生情況，并對微生物堆體內(nèi)的溫濕度、含氧量和氨氣濃度數(shù)據(jù)進行分析，以實現(xiàn)對微生物新陳代謝過程的監(jiān)測、報警、通訊和控制，具有廣闊應(yīng)用前景。
文檔編號G01N15/06GK101968424SQ20101026864
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者李冬, 杜瓊, 王洪濤, 趙巖, 陽金龍, 韓融 申請人:清華大學(xué)