工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统技术方案

本发明专利技术公开了工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统。它包括进气模块、气体数据采集模块、温氧数据采集模块和数据实时显示与存储终端；进气模块包括相连通的导气软管和中空的控制手柄；气体数据采集模块包括储气室，储气室内设有气体传感器，气体传感器与数据采集/显示器电连接；储气室与导气软管相连通；温氧数据采集模块包括温度传感器、氧气浓度传感器和信号转换器，温度传感器和氧气浓度传感器均与信号转换器电连接，信号转换器将温度传感器和氧气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，电脑分别与数据采集显示器和信号转换器电连接。本发明专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统，所选取的测量点充分考虑了堆体空间梯度和差异性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统。它包括进气模块、气体数据采集模块、温氧数据采集模块和数据实时显示与存储终端；进气模块包括相连通的导气软管和中空的控制手柄；气体数据采集模块包括储气室，储气室内设有气体传感器，气体传感器与数据采集/显示器电连接；储气室与导气软管相连通；温氧数据采集模块包括温度传感器、氧气浓度传感器和信号转换器，温度传感器和氧气浓度传感器均与信号转换器电连接，信号转换器将温度传感器和氧气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，电脑分别与数据采集显示器和信号转换器电连接。本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统，所选取的测量点充分考虑了堆体空间梯度和差异性。【专利说明】工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统
本专利技术涉及一种工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统，属于有机固体废弃物处置和资源化利用
。
技术介绍
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》指出“综合治污与废弃物循环利用”作为环境重点领域优先发展主题，“突破城市群大气污染控制等关键技术，开发废弃物等资源化利用技术，建立发展循环经济的技术示范模式”。2014年中央“一号文件”再次明确提出:“加大农业面源污染防治力度”。实现废弃物资源化利用，减少农业面源和二次污染，构建循环经济、绿色低碳工程技术模式，已成为国家重点支持的发展方向。近年来，我国有机固体废弃物的产生量巨大。好氧堆肥是在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程，近年来已成为我国有机固体废弃物处置和资源化利用的重要途径。目前工厂化好氧堆肥主要工艺方式包括条垛式、槽式、反应器式，其中前两种为主流方式，其又分为静态和强制好氧通风型；其规模一般较大。 工厂化堆肥过程堆体温度、氧浓度是关键工艺参数，堆肥过程温室气体、氨气、硫化氢浓度等数据可有效反映好氧堆肥工况优劣和二次污染程度，因此实时获取上述数据具有重要意义。但是，目前针对我国工厂化好氧堆肥实际工况，尚无能实时获取上述数据的复合型、便携式监测分析系统，不利于工艺实时优化和智能化控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统，该系统用于实时监测获取工厂化好氧堆肥过程中空间堆体关键位置的氧浓度、温度以及主要种类温室气体(二氧化碳、甲烷、氧化亚氮)、氨气、硫化氢浓度等数据。其中，对温度和氧浓度数据的监测采用连续、定点监测和测量；对温室气体(二氧化碳、甲烷、氧化亚氮)、氨气、硫化氢产生量的监测和数据获取采用的是间歇式、定点、定时监测和测量方式。本专利技术提供的工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统包括进气模块、气体数据采集模块、温氧数据采集模块和数据实时显示与存储终端；所述进气模块包括相连通的导气软管和中空的控制手柄；所述气体数据采集模块包括一储气室，所述储气室内设有气体传感器，所述气体传感器与一数据采集/显示器电连接；所述储气室与所述导气软管相连通；所述温氧数据采集模块包括温度传感器、氧气浓度传感器和信号转换器，所述温度传感器和所述氧气浓度传感器均与所述信号转换器电连接，所述信号转换器将所述温度传感器和所述氧气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，所述电脑分别与所述数据采集显示器和所述信号转换器电连接。上述的多元立体数据实时获取系统中，所述控制手柄的游离端连接一过滤网，以防止堆料中细小颗粒与混合气体通过所述控制手柄进入所述气体数据采集模块致使气体传感器故障。具体可根据堆肥原料的种类不同选择不同规格的过滤网，在过滤网损坏后能够便捷更换。上述的多元立体数据实时获取系统中，所述控制手柄的长度方向上设置有长度刻度，便于插入不同空间深度层次的堆料中，其可由金属制成并且耐酸碱腐蚀。上述的多元立体数据实时获取系统中，所述储气室和所述数据采集显示器集成于一箱体内，使间歇式、定点、定时监测数据时能够便捷移动。上述的多元立体数据实时获取系统中，所述气体传感器包括二氧化碳传感器、甲烷传感器、氨气传感器、硫化氢传感器和氧化亚氮传感器。上述的多元立体数据实时获取系统中，所述温度传感器和所述氧气浓度传感器均通过信号传输线与所述信号转换器电连接，所述信号传输线连接于所述信号转换器的卡槽上；用于监测获取堆体在不同截面以及同一截面不同位置处的温度、氧浓度数据，以及环境温度和氧浓度变化情况。上述的多元立体数据实时获取系统中，所述电脑通过USB接口与所述数据采集/显示器和所述信号转换器进行电连接。本专利技术的多元立体数据实时获取系统可用于好氧堆肥堆体及环境的温度、氧浓度及产排气体数据的实时监测分析。 本专利技术采用以上技术方案，具有以下优点:1、本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统根据是否需要连续监测将系统中各模块进行了初步集成。气体数据采集模块集成于一个箱体内部，温氧数据采集模块也有专门的小型箱体进行装载，整个系统重量和体积都较小，携带十分方便。2、本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统能够实现温度和氧浓度的连续、定点监测，以及温室气体、有害气体的间歇式、定点、定时监测。温度和氧浓度作为堆肥过程中两个重要参数，对于工厂化好氧堆肥的过程实时和智能控制有着极其重要的作用，连续、定点监测和测量能够保证数据实时性和可靠性，有利于对堆肥过程工艺优化、智能控制和数值模拟研究提供基础数据支撑。而对气体的间歇式、定点、定时监测，一方面极大地延长了各气体传感器的使用寿命，缩减了成本，另一方面确保数据实时可靠。3、本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统，所选取的测量点充分考虑了堆体空间梯度和差异性。不仅考虑了堆体长度方向上不同截面，还考虑了在同一截面上不同位置的数据差异性，空间的多点测量可有效确保实时控制和科学研究数据可靠性。4、本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统各传感器能满足工厂化好氧堆肥堆体及环境的温度、氧浓度及产排气体数据实时监测分析。其中，氧气:量程O~30%V0L,分辨率0.01%V0L ;二氧化碳:量程O~30%V0L，分辨率0.01%V0L ;氨气:量程O~5000PPM,分辨率IPPM ；甲烷:量程O~10%V0L，分辨率0.01%V0L ;硫化氢:量程O~500PPM，分辨率0.1PPM ; 一氧化二氮:量程O~500PPM，分辨率1PPM。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统的结构示意图。图2是本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统沿堆肥槽方向的截面示意图。图3是本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统A截面待测点示意图。图4是本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统B截面待测点示意图。图5是本专利技术工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统C截面待测点示意图。图1中标记如下:I数据实时显示与存储终端，2数据线，3气体数据采集模块，4进气口，5导气软管，6控制手柄，7过滤网，8温度(氧浓度)传感器，9信号传输线，10卡槽，11信号转换器，12USB接口 ；图2中标记如下:13堆肥槽；14堆肥槽壁，15待测截面；图3中标记如下:16A截面堆体内 待测点，17堆肥槽壁，18地面；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
工厂化好氧堆肥多元立体数据实时获取系统，其特征在于：所述实时获取系统包括进气模块、气体数据采集模块、温氧数据采集模块和数据实时显示与存储终端；所述进气模块包括相连通的导气软管和中空的控制手柄；所述气体数据采集模块包括一储气室，所述储气室内设有气体传感器，所述气体传感器与一数据采集/显示器电连接；所述储气室与所述导气软管相连通；所述温氧数据采集模块包括温度传感器、氧气浓度传感器和信号转换器，所述温度传感器和所述氧气浓度传感器均与所述信号转换器电连接，所述信号转换器将所述温度传感器和所述氧气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，所述电脑分别与所述数据采集显示器和所述信号转换器电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光群，曾剑飞，韩鲁佳，葛金怡，黄晶，马秋林，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11