CN102851407B - 一种沼气池温度控制方法及系统 - Google Patents

一种沼气池温度控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种沼气池温度控制方法及系统，该方法包括：利用多个温度传感器检测沼气池内不同区域的温度值；将多个温度值两两比较，并判断任意两个温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值；当任意两个温度值之间的测量差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给搅拌机。与现有技术相比，该方法无需通过人工操作，并且不是按照固定的时间间隔进行搅拌，而可以根据沼气池内的具体情况进行搅拌，灵活性较好，可以实现更好地对沼气池内的温度进行控制，避免出现不同区域之间温差较大的情况。

Description

一种沼气池温度控制方法及系统
技术领域
本申请涉及沼气技术领域，特别是涉及一种沼气池温度控制方法及系统。
背景技术
沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将有机物在沼气池内经过厌氧发酵处理后产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。
在沼气池内物料发酵过程中，沼气池内沼液会出现分层现象，底部为沉积物，中部为液体，顶部为漂浮物。当沼液出现分层后，各层之间的分解速率不同，进而可能导致沼气池内局部之间的温度不同，会对产气造成影响。
通过对现有技术研究，申请人发现：虽然在现有的沼气池内设置有搅拌机，用于将沼气池内的沼液进行混合均匀，但搅拌机通常采用人为控制方式，操作人员依据经验或现场情况选择是否进行搅拌，或者设置预定时间间隔，使搅拌机在预设时间间隔内进行搅拌。但无论哪种方式，均无法及时有效地根据沼气池内的实际温度情况来进行搅拌，进而会影响沼气池的产气效果。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种沼气池温度控制方法及系统，以实现更好地对沼气池内发酵料液的温度进行控制。
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
一种沼气池温度控制方法，在所述沼气池内设置有搅拌机，并且在所述沼气池内不同区域设置有多个温度传感器，该方法包括：
利用多个所述温度传感器检测所述沼气池内不同区域的温度值；
将多个所述温度值两两比较，并判断任意两个所述温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值；
当任意两个所述温度值之间的测量差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。
优选地，所述生成搅拌信号并发送给所述搅拌机，具体包括：
将超过预设温度差值的测量差值与预设差值表进行比较；
根据比较结果，利用所述测量差值所对应的所述预设差值表中预设的搅拌时长、搅拌频率生成搅拌信号，并发送给所述搅拌机；
并且所述测量差值越大，预设搅拌时长越长、预设搅拌频率越大。
优选地，当生成搅拌信号并发送给搅拌机后预设时间间隔时，该方法进一步包括：
将多个所述温度值两两比较，并判断任意两个所述温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值；
当任意两个所述温度值之间的测量差值未超过预设温度差值时，生成关停指令，并将所述关停指令发送给所述搅拌机，控制所述搅拌机停止搅拌。
一种沼气池温度控制系统，包括：搅拌机、多个温度传感器、第一温度比较器和控制器，其中：
多个温度传感器分散设置在所述沼气池内不同区域，用于检测沼气池内不同区域沼液的温度值；
所述第一温度比较器用于将多个所述温度传感器检测得到的温度值两两进行比较，并比较任意两个所述温度值之间的差值与预设温度差值的大小；
所述控制器用于当任意两个所述温度值之间的差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。
优选地，所述控制器包括：
第二温度比较器和搅拌信号生成单元，其中：
所述第二温度比较器，用于将超过预设温度差值的测量差值与预设差值表进行比较；
所述搅拌信号生成单元，用于根据所述第二温度比较器的比较结果，利用所述测量差值所对应的所述预设差值表中预设的搅拌时长、搅拌频率生成搅拌信号，并发送给所述搅拌机；
并且所述测量差值越大，预设搅拌时长越长、预设搅拌频率越大。
优选地，所述系统进一步包括：
关停信号生成单元，用于当生成搅拌信号并发送给搅拌机预设时间间隔后，并且当任意两个所述温度值之间的测量差值均未超过预设温度差值时，生成关停指令，并将所述关停指令发送给所述搅拌机，控制所述搅拌机停止搅拌。
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该方法，通过实时监测沼气池内不同区域的温度值，并且对检测得到的温度值进行比较，进而可以判断出是否需要对沼气池进行搅拌，当需要进行搅拌时，控制搅拌机进行搅拌。
与现有技术相比，该方法无需通过人工操作，并且不是按照固定的时间间隔进行搅拌，而可以根据沼气池内的具体情况进行搅拌，灵活性较好，可以实现更好地对沼气池内的温度进行控制，避免出现不同区域之间温差较大的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种沼气池温度控制方法的路程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种沼气池温度控制方法的路程示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种沼气池温度控制方法的路程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种沼气池温度控制系统的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种沼气池温度控制系统的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种沼气池温度控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
图1为本申请实施例提供的一种沼气池温度控制方法的路程示意图。
该方法所应用的沼气池的内部设置有搅拌机，并且在沼气池内的不同区域还设置有多个温度传感器。
如图1所示，该方法包括以下步骤：
S100：利用多个温度传感器检测沼气池内不同区域的温度值。
由于在发酵过程会产生热量，并且沼气池内不同区域的发酵过程不同，那么就会导致沼气池内不同区域之间会产生温度差异，例如：沼气池中心位置的温度会大于池体边缘的温度。
S200：将多个温度值两两比较，并判断任意两个温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值。
上述已经描述了，在沼气池发酵过程中，其必然会存在温度差异的问题，在本申请中并不是为了使得沼气池内每个区域的温度均相等，而是想实现将沼气池内不同区域的温度控制在一个合理的温差范围内。
所以在实施时，可以根据实际情况，设定一个预设温度差值，当采集到沼气池内不同区域的温度值后，判断任意两个温度值之间的差值是否超过预设温度差值，并且当差值超出温度预设差值后，在进行后续处理。
在本申请实施例中，预设温度差值可以根据实际情况进行调整，例如，当夏天温度较高时，发酵速度较快，沼气池内不同区域的温度差异会较大，那么此时就可以设定一个较大的温度差值；而冬天温度低时，发酵缓慢，沼气池内不同区域之间温差较小，那么就可以设定一个较小的温度差值。另外，根据实际情况合理调整预设温度差值，还可以提高该方法控制的灵敏度，有利于沼气池的发酵过程。
S300：当任意两个温度值之间的测量差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给搅拌机。
在步骤S200中，当判断的结果为任意两个温度值之间的差值超过预设温度差值，这也就意味着在沼气池内存在不同区域温度差异较大的问题。
为了使得沼气池内温度混合均匀，在本申请实施例中，可以控制搅拌机进行搅拌，搅拌机在搅拌的过程中，可以使得沼气池内发酵料液充分混合，进而可以使得沼气池内的发酵料液温度保持均匀。
在本申请实施例中，如图2所示，步骤S300可以包括以下步骤：
S301：将超过预设温度差值的测量差值与预设差值表进行比较。
在本申请实施例中，预先设置有差值表，差值表中的内容为温度差值与预设搅拌时长、预设搅拌频率之间的对应关系，即不同的温度差值对应的搅拌时长、搅拌频率不同，并且测量差值越大，其所对应的预设搅拌时长越长、预设搅拌频率越大。这里搅拌频率是指两次搅拌之间的间隔时长。
S302：根据比较结果，利用测量差值所对应的预设差值表中预设的搅拌时长、搅拌频率生成搅拌信号，并发送给搅拌机。
通过该步骤，本申请实施例提供的该方法，在对搅拌机进行控制时，通过将测量得到差值进行比较可以在预设差值表内找到相对应的预设搅拌时长、预设搅拌频率，可以达到更好地对搅拌机进行控制的目的。
本申请实施例提供的该方法，通过实时监测沼气池内不同区域的温度值，并且对检测得到的温度值进行比较，进而可以判断出是否需要对沼气池进行搅拌，当需要进行搅拌时，控制搅拌机进行搅拌。
与现有技术相比，该方法无需通过人工操作，并且不是按照固定的时间间隔进行搅拌，而可以根据沼气池内的具体情况进行搅拌，灵活性较好，可以实现更好地对沼气池内的温度进行控制，避免出现不同区域之间温差较大的情况。
实施例二：
在上一实施例中，发送给搅拌机的搅拌信号还可以简单为一个启动信号，那么在搅拌机启动后，为了更好地控制搅拌机在合适的时间停止转动，在本申请实施例中，如图3所示，在搅拌机开始搅拌后，该方法还可以包括以下步骤：
S400：将多个温度值两两比较，并判断任意两个温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值。
该步骤与步骤S200内容相同，具体可参见上述步骤S200的描述，在此不再赘述。
S500：当任意两个温度值之间的测量差值未超过预设温度差值时，生成关停指令，并将关停指令发送给搅拌机，控制搅拌机停止搅拌。
由于在本申请实施例中，在控制搅拌机进行搅拌时，发送给搅拌机的是启动信号，为了在合适的时间控制搅拌机停止转动，所以在搅拌机启动后持续监测沼气池内的温度值，并且当任意两个温度值之间的测量差值未超过预设温度差值时，也就是说此时，沼气池内的发酵料液已经被搅拌均匀了，那么就可以控制搅拌机停止工作。
实施例三：
图4为本申请实施例提供的一种沼气池温度控制系统的结构示意图。
如图4所示，图中1为沼气池池体，2为输气管道，该系统包括：搅拌机3、多个温度传感器4、第一温度比较器5和控制器6，其中：
多个温度传感4、第一温度比较器5、控制器6和搅拌机3依次电连接。
多个温度传感器4分散设置在沼气池1内不同区域，用于检测沼气池1内不同区域沼液的温度值。温度传感器4的布局可以根据实际情况自由设置。
第一温度比较器6用于将多个温度传感器4检测得到的温度值两两进行比较，并比较任意两个温度值之间的差值与预设温度差值的大小。当比较结果为任意两个温度值之间的差值超过预设温度差值，这也就意味着在沼气池内存在不同区域温度差异较大的问题
控制器6用于当任意两个温度值之间的差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给搅拌机3，控制搅拌机3进行搅拌，以实现将沼气池内的沼液混合均匀。
控制器6在控制搅拌机3工作时，可以向搅拌机3发送一个启动信号，仅仅控制搅拌机3启动，另外，还可以向搅拌机3发送一个包含有搅拌速度、搅拌频率的控制信号，以实现更加精确地控制搅拌机3工作。
在本申请实施例中，控制器6优选采用第二种控制方式，那么如图5所示，该控制器6可以包括：
第二温度比较器61和搅拌信号生成单元62。
第二温度比较器61用于将超过预设温度差值的测量差值与预设差值表进行比较。在本申请实施例中，预先设置有差值表，差值表中的内容为温度差值与预设搅拌时长、预设搅拌频率之间的对应关系，即不同的温度差值对应的搅拌时长、搅拌频率不同，并且测量差值越大，其所对应的预设搅拌时长越长、预设搅拌频率越大。
搅拌信号生成单元62，用于根据第二温度比较器的比较结果，利用测量差值所对应的预设差值表中预设的搅拌时长、搅拌频率生成搅拌信号，并发送给搅拌机3。
在本申请实施例中，在对搅拌机进行控制时，通过将测量得到差值进行比较可以在预设差值表内找到相对应的预设搅拌时长、预设搅拌频率，可以达到更好地对搅拌机进行控制的目的。
此外，在本申请其他实施例中，当控制器6采用第一种控制方式时，如图6所示，该系统还可以进一步包括：关停信号生成单元7，关停信号生成单元7的输入端与第一温度比较器5相连接，输出端与搅拌机3相连接。
关停信号生成单元6，用于当生成搅拌信号并发送给搅拌机3预设时间间隔后，并且当任意两个温度值之间的测量差值均未超过预设温度差值时，生成关停指令，并将关停指令发送给搅拌机，控制搅拌机停止搅拌。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种沼气池温度控制方法，其特征在于，在所述沼气池内设置有搅拌机，并且在所述沼气池内不同区域设置有多个温度传感器，该方法包括：
利用多个所述温度传感器检测所述沼气池内不同区域的温度值；
将多个所述温度传感器检测得到的温度值两两比较，并判断任意两个所述温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值；
当任意两个所述温度值之间的测量差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机，控制搅拌机进行搅拌；
当生成搅拌信号并发送给搅拌机后，时间达到预设的时间间隔时，将多个所述温度值两两比较，并判断任意两个所述温度值之间的测量差值是否超过预设温度差值；
当任意两个所述温度值之间的测量差值未超过预设温度差值时，生成关停指令，并将所述关停指令发送给所述搅拌机，控制所述搅拌机停止搅拌；
所述生成搅拌信号并发送给所述搅拌机，具体包括：
将超过预设温度差值的测量差值与预设差值表进行比较；
根据比较结果，利用所述测量差值所对应的所述预设差值表中预设的搅拌时长、搅拌频率生成搅拌信号，并发送给所述搅拌机；
并且所述测量差值越大，预设搅拌时长越长、预设搅拌频率越大。
2.一种沼气池温度控制系统，其特征在于，包括：搅拌机、多个温度传感器、第一温度比较器和控制器以及关停信号生成单元，其中：
多个温度传感器分散设置在所述沼气池内不同区域，用于检测沼气池内不同区域沼液的温度值；
所述第一温度比较器用于将多个所述温度传感器检测得到的温度值两两进行比较，并比较任意两个所述温度值之间的差值与预设温度差值的大小；
所述控制器用于当任意两个所述温度值之间的差值超过预设温度差值时，生成搅拌信号并发送给所述搅拌机，控制搅拌机进行搅拌；
所述关停信号生成单元，用于当生成搅拌信号并发送给搅拌机后，时间达到预设的时间间隔时，并且当任意两个所述温度值之间的测量差值均未超过预设温度差值时，生成关停指令，并将所述关停指令发送给所述搅拌机，控制所述搅拌机停止搅拌；
所述控制器包括：
第二温度比较器和搅拌信号生成单元，其中：
所述第二温度比较器，用于将超过预设温度差值的测量差值与预设差指表进行比较；
所述搅拌信号生成单元，用于根据所述第二温度比较器的比较结果，利用所述测量差值所对应的所述预设差指表中预设的搅拌时长、搅拌频率生成搅拌信号，并发送给所述搅拌机；
并且所述测量差值越大，预设搅拌时长越长、预设搅拌频率越大。
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