一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统技术方案

本发明专利技术涉及甲烷排放技术领域，且公开了一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，包括甲烷排放量检测系统，所述甲烷排放量检测系统包括进气系统、采集系统、排气系统和处理系统；所述进气系统包括饲料控制模块、空气流动模块、饲料手机模块和进气集中模块；所述采集系统包括RFID读取器、头部位置传感器、红外吸收用光谱仪和头部呼吸探测模块。本发明专利技术中，利用红外吸收光谱仪的检测技术对牛的甲烷排放具有高精确度，不干扰动物的行动、能够进行实时监测，在放牧条件下有巨大的优势，通过进气和排气系统方便空气的及时更新，避免检测同一组数据的情况发生，提高数据的准确性，达到了提高对牛的甲烷排放量检测的准确度的效果，且不会对牛有约束的影响。有约束的影响。有约束的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统


[0001]本专利技术涉及甲烷排放
，尤其涉及一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统。

技术介绍

[0002]甲烷是一种有机化合物，分子式是CH4，分子量为16.043。甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。甲烷在自然界的分布很广，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。在标准状态下甲烷是一种无色无味气体。一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。从理论上说，甲烷的键线式可以表示为一个点“·”，但实际并没有看到过有这种用法，可能原因是“·”号同时可以表示电子。所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。
[0003]目前市场上已有的甲烷排放量检测方法有呼吸代谢室法，呼吸代谢室测定时，将试验动物置入呼吸代谢室内，分别测定进气口和出气口的CH4浓度，同时测定通过代谢室的气体流速(F)。将测得的出气口CH4浓度(C
OUT
)和进气口CH4浓度(C
IN
)以及气体流量F代入公式，计算在试验期间牛的平均CH4排放通量(Q
CH4
)。其计算公式：Q
CH4
＝F(C
OUT
‑
C
IN
)；该法能测定瘤胃和肠道发酵产生的CH4，且技术较为成熟，结果较为精确，但是对牛的活动范围有了一定的限制，降低牛的放牧范围，限制牛的活动。
[0004]为此，我们提出一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，包括甲烷排放量检测系统，所述甲烷排放量检测系统包括进气系统、采集系统、排气系统和处理系统；
[0007]所述进气系统包括饲料控制模块、空气流动模块、饲料手机模块和进气集中模块；
[0008]所述采集系统包括RFID读取器、头部位置传感器、红外吸收用光谱仪和头部呼吸探测模块；
[0009]所述排气系统包括空气过滤模块、空气集中模块、空气流动速度控制模块和空气流速检测模块；
[0010]所述处理系统包括信息获取模块、信息存储模块和信息输出模块。
[0011]作为优选，所述饲料控制模块的输出端与饲料收集模块的输入端连接在一起，所述空气流动模块的输出端与进气集中模块的输入端连接在一起。
[0012]作为优选，所述空气流动模块的输入端与饲料收集模块的输出端连接在一起，所
述RFID读取器的输入端与头部位置传感器的输出端电性连接在一起。
[0013]作为优选，所述头部位置传感器的输出端与红外吸收用光谱仪的输入端电性连接在一起，所述头部位置传感器的输出端与头部呼吸探测模块的输入端电性连接在一起。
[0014]作为优选，所述空气过滤模块的输出端与空气集中模块连接在一起，所述空气集中模块的输出端与空气流动速度控制模块的输入端电性连接在一起。
[0015]作为优选，所述空气集中模块的输出端与空气流速检测模块的输入端连接在一起，所述空气流动速度控制模块的输入端与空气流速检测模块的输出端电性连接在一起。
[0016]作为优选，所述信息获取模块的输出端与信息存储模块的输入端电性连接在一起，所述信息获取模块的输入端与RFID读取器的输出端、红外吸收用光谱仪的输出端和头部呼吸探测模块的输出端电性连接在一起。
[0017]作为优选，所述信息存储模块的输出端与信息输出模块的输入端电性连接在一起，所述信息输出模块与信息获取模块相互配合使用。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术提供了一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统。具备以下有益效果：
[0020](1)、该一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，通过RFI读取器读取牛的耳标号，通过红外吸收用光谱仪的对牛的呼吸进行检测，通过利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱，而利用红外吸收光谱仪的检测技术对牛的甲烷排放具有高精确度，且不干扰动物的行动、能够进行实时监测，在放牧条件下有巨大的优势，通过进气和排气系统方便空气的及时更新，避免检测同一组数据的情况发生，提高数据的准确性，达到了提高对牛的甲烷排放量检测的准确度的效果，且不会对牛有约束的影响。
[0021](2)、该一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，通过头部位置传感器检测牛的头部位置，头部位置传感器检测到牛的头部位置之后将信息发送给RFID读取器，方便RFID读取器检测到牛耳朵上的标号，牛耳朵上的标号进入RFID读取器后，RFID读取器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的牛的信息情况，或者由牛耳朵上的标号主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)，RFID读取器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理，通过头部位置传感器将牛的头部位置信息发送给红外吸收用光谱仪和头部呼吸探测模块，方便红外吸收用光谱仪和头部呼吸检测模块对牛的呼吸状况进行检测，达到了提高测量准确性的效果。
[0022](3)、该一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，通过空气过滤模块将牛呼吸产生的气体进行过滤，对空气进行净化，减少空气的污染，通过空气集中模块，方便将对牛排放出的甲烷过滤之后的空气，集中在一起向外排出，方便该系统内部的空气更新，避免该系统内部的空气质量差的情况发生，通过空气流速检测模块对空气集中模块内部的空气流速进行检测，当空气集中模块内部的空气流动速度较慢时，通过空气流速检测模块控制空气流动速度控制模块，加速空气集中模块内部的空气流动速度，避免空气集中模块内部的废气过多，导致该系统内部缺氧的情况发生。
[0023](4)、该一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，通过饲料收集模块对饲料控制模块输出的饲料进行收集，方便牛在饲料收集模块的内部进行进食操作，通过将空气流动模块与饲料收集模块连接在一起，使饲料收集模块内部的空气能够流动，通过进气集中模块，进入的气体能够被一起排出，提高饲料收集模块内部空气的流动性，通过饲料控制模块对每次排放的饲料的量进行控制，投放到饲料收集模块中，方便牛的进食，当饲料收集模块内部的饲料吃完之后，通过头部位置传感器，检测牛的头部位置，判断牛是否还继续将进食，且在牛进食时，牛不会随意活动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，包括甲烷排放量检测系统，其特征在于：所述甲烷排放量检测系统包括进气系统、采集系统、排气系统和处理系统；所述进气系统包括饲料控制模块、空气流动模块、饲料手机模块和进气集中模块；所述采集系统包括RFID读取器、头部位置传感器、红外吸收用光谱仪和头部呼吸探测模块；所述排气系统包括空气过滤模块、空气集中模块、空气流动速度控制模块和空气流速检测模块；所述处理系统包括信息获取模块、信息存储模块和信息输出模块。2.根据权利要求1所述的一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，其特征在于：所述饲料控制模块的输出端与饲料收集模块的输入端连接在一起，所述空气流动模块的输出端与进气集中模块的输入端连接在一起。3.根据权利要求1所述的一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，其特征在于：所述空气流动模块的输入端与饲料收集模块的输出端连接在一起，所述RFID读取器的输入端与头部位置传感器的输出端电性连接在一起。4.根据权利要求1所述的一种测定牛甲烷排放量的智能化检测系统，其特征在于：所述头部位置传感器的输出端与红外吸收用光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大纲，闵力，徐斌，童雄，
申请(专利权)人：广东省农业科学院动物科学研究所，
类型：发明
国别省市：