CN102559485A - 沼气发酵温度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沼气发酵温度控制系统，包括从发酵罐上引出的取气管道、与取气管道相连通的燃烧控制室和与燃烧控制室相连通的散热烟囱，散热烟囱穿过发酵罐的侧壁、穿入发酵罐内并从发酵罐的底端延伸至发酵罐外，燃烧控制室上设有燃烧控制系统；燃烧控制系统包括控制器和电源电路，控制器的输入端接压力传感器、温度传感器和键盘电路，控制器的输出端接燃气电磁阀、显示电路和高压点火电路，压力传感器和温度传感器均设置在发酵罐的内壁上，燃气电磁阀接在取气管道中，高压点火电路由三极管和高压变压器构成。本发明结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，通过提高发酵罐内的温度，提高了产气率，成本低，使用效果好，便于推广使用。

Description

沼气发酵温度控制系统
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，尤其是涉及一种应用于农村沼气发酵罐自动温度补偿控制的沼气发酵温度控制系统。
背景技术
沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。通常，沼气发酵时，沼气池的温度条件分为：①常温发酵(也称为低温发酵)10℃～30℃，在这个温度条件下，产气率可为0.15～0.3m3/m3·d。②中温发酵30℃～45℃，在这个温度条件下，池容产气率可达1m3/m3·d左右。③高温发酵45℃～60℃，在这个温度条件下，池容产气率可达2～2.5m3/m3·d左右。沼气发酵最经济的温度条件是35℃，即中温发酵。
现在大部分建造沼气池都要考虑它的产出与消耗比，所以都比较简单，产气效率不高，尤其是在冬天时产气效率很低，究其主要原因，还是温度太低，达不到发酵条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种沼气发酵温度控制系统，其结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，通过提高发酵罐内的温度，提高了产气率，成本低，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种沼气发酵温度控制系统，其特征在于：包括从发酵罐上引出的取气管道、与取气管道相连通的燃烧控制室和与燃烧控制室相连通的散热烟囱，所述散热烟囱穿过发酵罐的侧壁、穿入发酵罐内并从发酵罐的底端延伸至发酵罐外，所述燃烧控制室上设置有用于控制沼气在燃烧控制室内燃烧的燃烧控制系统；所述燃烧控制系统包括控制器和给系统供电的电源电路，所述控制器的输入端接对发酵罐内压力进行检测的压力传感器、对发酵罐内温度进行检测的温度传感器和对系统参数进行设置的键盘电路，所述控制器接收压力传感器所检测的压力信号、温度传感器所检测的温度信号和键盘电路所输入的系统参数信号并经过分析处理后输出相应的控制信号给接在其输出端的燃气电磁阀、显示电路和高压点火电路，所述压力传感器和温度传感器均设置在发酵罐的内壁上，所述燃气电磁阀接在取气管道中且对取气管道的开启和关闭进行控制，所述高压点火电路由与控制器相接的三极管和与三极管相接的用于产生高压并点燃沼气的高压变压器构成。
上述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述控制器为单片机。
上述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述单片机为芯片PIC24F16KA102。
上述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述压力传感器为金属电阻应变片传感器BEF2000。
上述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述温度传感器为热电阻Cu100。
上述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述显示电路为数码管显示电路或液晶显示电路。
上述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述散热烟囱为螺旋式管道结构。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过在发酵罐上引出取气管道、设置与取气管道相连通的燃烧控制室和与燃烧控制室相连通的散热烟囱，并通过设计燃烧控制系统，实现了维持发酵罐内温度稳定的功能，形成了一种自动调节温度的反馈系统，结构简单且设计新颖合理。
2、本发明采用芯片PIC24F16KA102为控制器，使得系统整体功耗低，抗干扰性好，可靠性高。
3、本发明的散热烟囱采用螺旋式管道结构，增加了散热面积、便于快速达到发酵罐所需温度，节约燃料且能提高产气率。
5、本发明的制造成本低，通过提高发酵罐内的温度，提高了产气率，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电路框图。
附图标记说明：
1-发酵罐；        2-取气管道；     3-燃烧控制室；
4-散热烟囱；      5-燃烧控制系统； 5-1-控制器；
5-2-电源电路；    5-3-压力传感器； 5-4-温度传感器；
5-5-键盘电路；    5-6-燃气电磁阀； 5-7-显示电路；
5-8-高压点火电路；5-81-三极管；    5-82-高压变压器。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明包括从发酵罐1上引出的取气管道2、与取气管道2相连通的燃烧控制室3和与燃烧控制室3相连通的散热烟囱4，所述散热烟囱4穿过发酵罐1的侧壁、穿入发酵罐1内并从发酵罐1的底端延伸至发酵罐1外，所述燃烧控制室3上设置有用于控制沼气在燃烧控制室3内燃烧的燃烧控制系统5；所述燃烧控制系统5包括控制器5-1和给系统供电的电源电路5-2，所述控制器5-1的输入端接对发酵罐1内压力进行检测的压力传感器5-3、对发酵罐1内温度进行检测的温度传感器5-4和对系统参数进行设置的键盘电路5-5，所述控制器5-1接收压力传感器5-3所检测的压力信号、温度传感器5-4所检测的温度信号和键盘电路5-5所输入的系统参数信号并经过分析处理后输出相应的控制信号给接在其输出端的燃气电磁阀5-6、显示电路5-7和高压点火电路5-8，所述压力传感器5-3和温度传感器5-4均设置在发酵罐1的内壁上，所述燃气电磁阀5-6接在取气管道2中且对取气管道2的开启和关闭进行控制，所述高压点火电路5-8由与控制器5-1相接的三极管5-81和与三极管5-11相接的用于产生高压并点燃沼气的高压变压器5-82构成。
如图1和图2所示，本实施例中，所述控制器5-1为单片机。所述单片机为芯片PIC24F16KA102，其突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好，大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片。所述压力传感器5-3为金属电阻应变片传感器BEF2000，它具有体积小、便于安装、价格低廉等优点。所述温度传感器5-4为热电阻Cu100，它具有价格低廉并且满足系统要求。所述显示电路5-7为数码管显示电路或液晶显示电路，用于显示发酵罐1内的压力和温度。所述散热烟囱4为螺旋式管道结构，增加了散热面积。
本发明的工作原理及工作过程是：冬天温度较低时，发酵罐1里反应很慢，压力不足，通过压力传感器5-3检测到发酵罐1内压力，并通过键盘电路5-5设置系统参数，例如设置阀值、控制温度时间、控制压力时间等；当压力小于阀值时，控制器5-1打开燃气电磁阀5-6，燃气进入燃烧控制室3，再通过高压点火电路5-8点燃沼气，通过散热烟筒4给发酵罐1加温，温度传感器5-4实时检测发酵罐1内温度，控制器5-1不断采集发酵罐1内温度，等温度达到适宜温度时停止加热，这样就形成了一种自给自足的状态。整个工作过程中，发酵罐1内的压力值和温度值将实时显示在显示电路5-7上。
综上所述，本发明的工作可靠性高，通过提高发酵罐内的温度，提高了产气率，成本低，使用效果好，便于推广使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种沼气发酵温度控制系统，其特征在于：包括从发酵罐(1)上引出的取气管道(2)、与取气管道(2)相连通的燃烧控制室(3)和与燃烧控制室(3)相连通的散热烟囱(4)，所述散热烟囱(4)穿过发酵罐(1)的侧壁、穿入发酵罐(1)内并从发酵罐(1)的底端延伸至发酵罐(1)外，所述燃烧控制室(3)上设置有用于控制沼气在燃烧控制室(3)内燃烧的燃烧控制系统(5)；所述燃烧控制系统(5)包括控制器(5-1)和给系统供电的电源电路(5-2)，所述控制器(5-1)的输入端接对发酵罐(1)内压力进行检测的压力传感器(5-3)、对发酵罐(1)内温度进行检测的温度传感器(5-4)和对系统参数进行设置的键盘电路(5-5)，所述控制器(5-1)接收压力传感器(5-3)所检测的压力信号、温度传感器(5-4)所检测的温度信号和键盘电路(5-5)所输入的系统参数信号并经过分析处理后输出相应的控制信号给接在其输出端的燃气电磁阀(5-6)、显示电路(5-7)和高压点火电路(5-8)，所述压力传感器(5-3)和温度传感器(5-4)均设置在发酵罐(1)的内壁上，所述燃气电磁阀(5-6)接在取气管道(2)中且对取气管道(2)的开启和关闭进行控制，所述高压点火电路(5-8)由与控制器(5-1)相接的三极管(5-81)和与三极管(5-11)相接的用于产生高压并点燃沼气的高压变压器(5-82)构成。
2.按照权利要求1所述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述控制器(5-1)为单片机。
3.按照权利要求2所述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述单片机为芯片PIC24F16KA102。
4.按照权利要求1所述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述压力传感器(5-3)为金属电阻应变片传感器BEF2000。
5.按照权利要求1所述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述温度传感器(5-4)为热电阻Cu100。
6.按照权利要求1所述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述显示电路(5-7)为数码管显示电路或液晶显示电路。
7.按照权利要求1所述的沼气发酵温度控制系统，其特征在于：所述散热烟囱(4)为螺旋式管道结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102925349A (zh) * 2012-11-26 2013-02-13 济南华明生化有限公司 衣康酸发酵罐温度调节调整装置
CN102965283A (zh) * 2012-11-16 2013-03-13 恒润集团有限公司 一种玻璃钢沼气发生罐
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PB01 Publication
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