CN110702860A - 一种用于储粮充氮气调的实时监测方法及监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能监测方法和系统，具体是指一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法及监测系统。本发明是通过在储粮仓内选取若干待监测的空间位置作为目标位置；然后在目标位置放装氧气传感器，并将信号线接至各通道对应控制柜PLC模块进行监测的方法和装置。本发明的优点是相较传统抽气式逐点位监测法，具有精度高、体积小、成本低、可实时监测、可现场标定的优点。

Description

一种用于储粮充氮气调的实时监测方法及监测系统
技术领域
本发明涉及一种智能监测方法和系统，具体是指一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法及监测系统。
背景技术
储粮仓库是国家、社会的重要单位，关系到千家成户及民生问题，粮食储存是一个非常普遍和重大的事项。
目前储粮单位在储粮过程中，对充氮气调过程的监测，以往通过逐点位抽气检测法，步骤如下：
步骤1：仓内选取若干待监测的空间位置；
步骤2：从目标位置铺设气管拉至仓外气体检测箱，并接至箱内各气体检测通道入口；(以上为施工阶段)
步骤3：气体检测箱中的PLC等控制单元控制选通阀组，切换到第一个气管通道；
步骤4：气泵抽取管内残存气体若干秒，时间以施工铺设使用的气管长度为参考，抽取完成后关闭气泵；
步骤5：记录检测箱中的氧气浓度传感器的检测值，该值与100％相减即当前通道对应仓内空间位置的氮气浓度值；
步骤6：记录检测箱中的气压差传感器的检测值，即当前通道对应仓内空间位置与仓外大气的压力差值；
步骤7：重复步骤3-6，直到所有预设通道全部检测完成。
以上方法存在的以下几点不足：
①由于需要布设从仓内检测点到仓外测气箱之间的大量PU软管，且软管长度较长(20-50米之间)，在敷设过程中经常会产生管道扭曲，从而导致管道堵塞、压力数据失真等问题；
②粮仓内由于储粮需要一般保持着比较低的温度，而仓外在夏季等时间段往往温度较高，在此时进行抽气时往往会发送因为冷热温差软管内出现冷凝水堵塞管道的问题；
③抽取式方法无法做到实时监测，且涉及阀组和气道，结构复杂，占体积大，生产工艺及成本要求较高。
④传统方法选用的都是表式传感器，不具有现场快速标定功能。
在上述方法中，往往会出现数据失真或误导的现象出现。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了储粮充氮气调工艺执行过程中，氮浓度及气压差实时监测的一种方法；相较传统抽气式逐点位监测法，具有精度高、体积小、成本低、可实时监测、可现场标定的优点。
本发明是通过下述技术方案得以实现的：
一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)储粮仓内选取若干待监测的空间位置作为目标位置；
(2)目标位置放装氧气传感器，并将信号线接至各通道对应控制柜PLC模块。
作为优选，上述一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法中在PLC控制模块连接有充氮控制模块，根据PLC控制模块所获得的氧气传感器信息，发送给充氮控制模块；
若氧气传感器所获得的氧含量浓度大于标定值，则充氮控制模块执行充氮作业；
若氧气传感器所获得的氧含量浓度不大于标定值，则充氮控制模块不执行充氮作业。作为更佳选择，氮浓度及压力差的监测进行10毫秒级的实时性监测。
作为优选，上述一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法中电源部分采用标准线性稳压电路。校零/放大电路采用TI高精度运算放大电路，并搭配精密电位器，在信号保真的前提下实现了零点可校准，最终以4-20mA信号输出至上级模块。
作为优选，上述一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法中氧传感器采用了电化学氧传感器，压差传感器兼容Honeywell的直插式和Freescale的板贴式。
一种用于储粮充氮气调的实时监测系统，包括仓内的检测氧气传感器通过信号线与仓外的变送器连接，变送器内包含有PLC控制模块、充氮控制模块、数值比较模块，PLC控制模块和充氮控制模块分别连接有显示屏；变送器还控制连接充氮作业装置。作为优选，仓内均匀分布放置若干检测氧气传感器。
在本申请中，为体现更好的效果，需要对相应的设备进行标定：
1)氧传感器标定方法
①调节前需要检查氧传感器的插脚是否有氧化的情况，如发现有氧化情况必须要更换插脚；
②首先拔开氧传感器，调节氧气零位电位器使氧含量示值在0％-0.1％之间；再插回氧传感器，稳定后再调节氧气放大电位器使氧含量示值等于空气中的氧含量(一般为20.9％)。(注意：氧传感器拔开时间越长，插回后稳定时间越长)
③因两电位器的调节会互相影响，所以要不断重复第二步的调节使两个数值都同时满足要求。
2)压力传感器标定方法
①调节前需要准备微差压计，微差压计负压端放空，正压端接模块压力传感器；
②先反气管接到压力传感器的正压端，调节微差压计至650Pa位置，调节压力放大电位器使压力示值为650Pa，再调节微差压计回到零位；接着把气管接到压力传感器的负压端，再次调节微差压计到650Pa，调节压力零位电位器使压力示值为-650Pa，再调节微差压计回到零位。(注意：压力传感器的正压端在传感器的底下，负压端在传感器的顶上)
③因两电位器的调节会互相影响，所以要不断重复第二步的调节使两个数值都同时满足要求。
有益效果
本发明方法的实施可以更真实反映仓库内的氮含量，相较传统抽气式逐点位监测法，具有精度高、体积小、成本低、可实时监测、可现场标定的优点。
附图说明
图1本发明的流程示意图
图2本发明中氮浓度-压差变送器装置结构示意图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施作具体说明：
实施例1
在某仓内的检测氧气传感器通过信号线与仓外的变送器连接，变送器内包含有PLC控制模块、充氮控制模块、数值比较模块，PLC控制模块和充氮控制模块分别连接有显示屏；变送器还控制连接充氮作业装置。结构示意图如附图2所示。
在本实施例中，整个实施过程是：
(1)储粮仓内选取若干待监测的空间位置作为目标位置；
(2)目标位置放装氧气传感器，并将信号线接至各通道对应控制柜PLC模块。即可实现在仓内即时检测，而且也可避免因管线输气过程中出现的偏差，以及不及时的问题。
实施例2
在实施例1的基础上，一种用于储粮充氮气调的实时监测浓度及压差的方法，包括下述步骤：
(1)储粮仓内选取若干待监测的空间位置作为目标位置；
(2)目标位置放装氧气传感器，并将信号线接至各通道对应控制柜PLC模块，在PLC控制模块连接有充氮控制模块，根据PLC控制模块所获得的氧气传感器信息，发送给充氮控制模块；若氧气传感器所获得的氧含量浓度大于标定值，则充氮控制模块执行充氮作业；若氧气传感器所获得的氧含量浓度不大于标定值，则充氮控制模块不执行充氮作业。为了实现更好的精度，氮浓度及压力差的监测进行10毫秒级的实时性监测。确保粮仓内的所需各项指标。整个实施过程中如附图1所示流程。
实施例3
在实施例2的基础上，电源部分采用标准线性稳压电路；校零/放大电路采用TI高精度运算放大电路，并搭配精密电位器，在信号保真的前提下实现了零点可校准，最终以4-20mA信号输出至上级模块；氧传感器采用了电化学氧传感器，压差传感器兼容Honeywell的直插式和Freescale的板贴式。
这也为本实施例中具有精度高、体积小、成本低成为可能，充分利用了现有设备的可采购性。

Claims (8)

1.一种用于储粮充氮气调的实时监测方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)储粮仓内选取若干待监测的空间位置作为目标位置；
(2)目标位置放装氧气传感器，并将信号线接至各通道对应控制柜PLC模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于储粮充氮气调的实时监测方法，其特征在于：在PLC控制模块连接有充氮控制模块，根据PLC控制模块所获得的氧气传感器信息，发送给充氮控制模块；
若氧气传感器所获得的氧含量浓度大于标定值，则充氮控制模块执行充氮作业；
若氧气传感器所获得的氧含量浓度不大于标定值，则充氮控制模块不执行充氮作业。
3.根据权利要求2所述的一种用于储粮充氮气调的实时监测方法，其特征在于：氮浓度及压力差的监测进行10毫秒级的实时性监测。
4.根据权利要求1所述的一种用于储粮充氮气调的实时监测方法，其特征在于：电源部分采用标准线性稳压电路。
5.根据权利要求1所述的一种用于储粮充氮气调的实时监测方法，其特征在于：校零/放大电路采用TI高精度运算放大电路，并搭配精密电位器，在信号保真的前提下实现了零点可校准，最终以4-20mA信号输出至上级模块。
6.根据权利要求1所述的一种用于储粮充氮气调的实时监测方法，其特征在于：氧传感器采用了电化学氧传感器，压差传感器兼容Honeywell的直插式和Freescale的板贴式。
7.如权利要求1-6所述的一种用于储粮充氮气调的实时监测系统，其特征在于，仓内的检测氧气传感器通过信号线与仓外的变送器连接，变送器内包含有PLC控制模块、充氮控制模块、数值比较模块，PLC控制模块和充氮控制模块分别连接有显示屏；变送器还控制连接充氮作业装置。
8.根据权利要求7所述一种用于储粮充氮气调的实时监测系统，其特征在于，仓内均匀分布放置若干检测氧气传感器。
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