CN202433124U - 一种堆肥料堆体温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种堆肥系统中使用的料堆体内部温度测量装置。针对现有技术中料堆体内部温度的监测均是通过人工操作的缺陷，本实用新型提供了一种能够通过采用非接触方式测量料堆内部温度的装置。本堆肥料堆体温度测量装置包括中心测温装置、料堆体表面温度传感器、料堆体环境温度传感器；料堆体表面温度传感器是非接触式温度传感器，安装在料堆周围空间，与料堆体不接触。二传感器分别与中心测温装置连接。本装置能够针对性解决肥堆测温过程的人工参与问题，使堆肥工艺中的测温工序与自动化翻堆工序无缝衔接，提高堆肥生产的机械自动化和规模化水平。产品结构简单，安装、操作、使用方便，特别适用于实际生产需要。

Description

一种堆肥料堆体温度测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种温度测量装置，特别是涉及一种堆肥系统中使用的料堆体内部温度测量装置，属于生产工艺过程控制电子机械设备领域。

背景技术

堆肥工艺是利用细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。在整套工艺中，料堆堆体温度直接影响分解微生物的活性高低与数量多少，因此，料堆温度控制是堆肥工艺中的关键技术条件。同时，翻堆也是堆肥过程中重要的环节，使物料可均匀发酵，保证堆肥品质。

在目前的生产工艺中料堆体内部温度的监测均是通过人工操作，具体是将温度传感器插入料堆体内部，在需要翻堆时人工取出温度传感器，以免翻堆机的运行损坏插入堆体内的温度传感器；待翻堆完毕后，又重新人工插入温度传感器，周而复始。这样的操作过程存在诸多缺陷，包括：一、人工测温工序使堆肥过程无法实现无人值守，无法与后继的自动化翻堆工序无缝衔接，严重影响了整个生产工艺的自动化水平，从而制约了产业规模化发展的需求；二、人工插拔温度传感器费工费时，影响生产效率；因此在实际操作中会尽量缩减测温和翻堆次数，有时只能满足最低数次要求，一定程度上降低了堆肥品质；三、温度传感器接触料堆易受到腐蚀，反复插拔造成磨损严重，在缩短温度传感器使用寿命、增加生产维护成本的同时，还会造成测温不准确，从而导致发酵不充分，影响堆肥品质。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种能够通过采用非接触方式测量料堆内部温度的装置，本装置能够使堆肥工艺中的测温工序与自动化翻堆工序无缝衔接，提高堆肥生产的机械自动化和规模化水平。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种堆肥料堆体温度测量装置，用于料堆温度测量，其特征在于：包括中心测温装置，中心测温装置第一输入端连接料堆体表面温度传感器，第二输入端连接料堆体环境温度传感器；所述料堆体表面温度传感器是非接触式温度传感器，安装在料堆周围空间，与料堆体不接触；所述料堆体环境温度传感器安装在环境温度不受料堆体影响的外部空间。

上述堆肥料堆体温度测量装置中，料堆体表面温度传感器是非接触式温度传感器，安装在料堆体周围空间，具体可以采用红外温度传感器；料堆体环境温度传感器安装在环境温度不受料堆体影响的外部空间，测量料堆体所处环境的自然状态环境温度，具体可以采用数字温度传感器。

该堆肥料堆体温度测量装置采用非接触式测温技术(如红外测温)，由料堆体表面温度传感器获取料堆堆体表面温度数据，由料堆体环境温度传感器获取料堆所处的自然环境温度数据，并将数据传输到中心测温装置。中心测温装置将两组温度数据与人工选择输入的肥堆类型(主要是物质密度、含水率、热传导率)、堆体形状、堆体体积等参数结合建立温度补偿模型，测算出料堆堆体内部的温度，并将计算得到的温度值显示输出。

中心测量装置承担料堆内部温度测算功能，其结构包括微控制单元、红外温度信号接收模块、信号调理放大器、A/D转换器、数字信号接收模块、温度补偿模块、显示模块、操作输入模块。具体技术方案是：料堆表面温度传感器连接中心测温装置的红外温度信号接收模块，再依次连接信号调理放大器、A/D转换器、微控制单元；料堆环境温度传感器连接中心测量装置的数字信号接收模块，再连接到微控制单元。微控制单元还分别连接温度补偿模块、显示输出模块、操作输入模块。

中心测温装置微控制器单元用于根据外部传感器信号与用户设置参数、调用温度补偿模块存储的温度补偿模型计算堆体内温度；红外温度信号接收模块接收来自红外温度传感器的采集信号，并经信号调理放大器、A/D转换器处理后传输至微控制器单元处理；数字信号接收模块接收来至料堆环境温度传感器采集的信号并传输至微控制器单元处理；温度补偿模块存储用户的输入设置与选择，同时集成温度补偿模型算法供微处理器单元调用；显示模块用于装置的显示输出；操作输入模块用于接收用户输入的操作信息并传输至微控制器单元处理。

上述中心测量装置的微控制器单元还可以分别连接通信模块与温度输出模块。前者用于装置与上位机连接，进行温度补偿模型算法的更新、用户参数的设置和选择等，具体可采用UART/RS485通信模块；后者用于最终温度测量结果的数字输出，通常可作为后续堆肥温度控制系统的堆体温度输入。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)装置采用非接触方式测量料堆体内部温度，使料堆体测温工序与料堆自动化翻堆工序可不相互干扰，，并且测温工序可以实现无人值守，显著提高了生产自动化水平；(2)可以通过在多位点布置温度传感器同时测量计算料堆体内部多位点温度，增强对料堆体内部温度的掌握，提高生产效率，也保证对堆肥过程的有效控制；(3)避免了温度传感器由于接触料堆及反复插拔造成的腐蚀、磨损、更换，在降低了生产维护成本的同时提高了测温准确性，提高堆肥质量。

附图说明

图1是实施例一堆肥料堆体温度测量装置结构示意图。

图2是实施例一中心测温装置结构示意图。

图3是实施例二中心测温装置结构示意图。

图中标号如下：

100中心测温装置          105数字信号接收模块  110温度输出模块

101微控制单元            106温度补偿模块      111电源模块

102红外温度信号接收模块  107显示模块          200料堆体表面温度传感器

103信号调理放大器        108输入操作模块      300料堆体环境温度传感器

104A/D转换器             109通信模块

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的优选实施例作进一步的描述。

实施例一

如图1、图2所示，制得一种堆肥料堆体温度测量装置。

图1是堆肥料堆体温度测量装置结构示意图。堆肥料堆体温度测量装置采用非接触式测温结构。堆肥料堆体温度测量装置包括中心测温装置100，中心测温装置100第一输入端连接料堆体表面温度传感器200，第二输入端连接料堆体环境温度传感器300。料堆体表面温度传感器200是非接触式温度传感器，安装在料堆体周围空间，与料堆不接触；料堆体环境温度传感器300安装在环境温度不受料堆影响的外部空间。

料堆体表面温度传感器200是红外温度传感器，安装位置以料堆体正上方为最优，同时也可以采用多个料堆体表面温度传感器200分布安装在料堆体周围的不同位点。料堆体环境温度传感器300是数字温度传感器。图2是中心测温装置100结构示意图。料堆体表面温度传感器200连接中心测温装置100的红外温度信号接收模块102，再依次连接信号调理放大器103、A/D转换器104、微控制单元101；料堆体环境温度传感器300连接中心测量装置100的数字信号接收模块105，再连接到微控制单元101；微控制单元101还分别连接温度补偿模块106、显示模块107与输入操作模块108。

中心测温装置100还包括必要的电源模块111。

实施例二

如图3所示，制得一种堆肥料堆体温度测量装置，其与实施例一相同之处不再重复，其不同之处在于：

图3是中心测温装置100结构示意图。微控制单元101还分别连接通信模块109、温度输出模块110。

通信模块109与上位机连接，进行温度补偿模型算法的更新、用户参数的设置和选择等；温度输出模块110用于最终温度测量结果的数字输出，通常可作为后续堆肥温度控制系统的堆体温度输入。

Claims (8)

1.一种堆肥料堆体温度测量装置，用于料堆温度测量，其特征在于：包括中心测温装置(100)，中心测温装置(100)第一输入端连接料堆体表面温度传感器(200)，第二输入端连接料堆体环境温度传感器(300)；所述料堆体表面温度传感器(200)是非接触式温度传感器，安装在料堆周围空间，与料堆体不接触；所述料堆体环境温度传感器(300)安装在环境温度不受料堆体影响的外部空间。

2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于：所述料堆体表面温度传感器(200)是红外温度传感器，料堆体环境温度传感器(300)是数字温度传感器。

3.根据权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于：所述料堆体表面温度传感器(200)连接中心测温装置(101)的红外温度信号接收模块(102)，再依次连接信号调理放大器(103)、A/D转换器(104)、微控制单元(101)；所述料堆体环境温度传感器(300)连接中心测量装置(100)的数字信号接收模块(105)，再连接到微控制单元(101)；所述微控制单元(101)还分别连接温度补偿模块(106)、显示模块(107)、输入操作模块(108)。

4.根据权利要求3所述的温度测量装置，其特征在于：所述微控制单元(101)还连接通信模块(109)。

5.根据权利要求3所述的温度测量装置，其特征在于：所述微控制单元(101)还连接温度输出模块(110)。

6.根据权利要求3所述的温度测量装置，其特征在于：所述中心测温装置(100)还包括电源模块(111)

7.根据权利要求1～6任一所述的温度测量装置，其特征在于：料堆体表面温度传感器(200)安装位置在料堆体正上方

8.根据权利要求1～6任一所述的温度测量装置，其特征在于：采用多个料堆体表面温度传感器(200)分布安装在料堆体周围的不同位点。

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