CN208399427U - 一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置，其包括采气管路、过滤管路和检测管路构成气体管路，气体管路一端经把手部分与接线盒连接，接线盒将气体管路传输至的采集数据信息传输至数据采集与分析终端；采气管路一端与锥形头连接，另一端经过滤管路与检测管路一端连接，检测管路另一端与把手部分连接；过滤管路两端分别设置有半渗透膜，过滤管路内填充有带有颜色指示剂的干燥剂；检测管路内设置有氧浓度传感器探针，氧浓度传感器探针一端与氧浓度传感器探头连接，另一端与数据线连接，经数据线通过检测管路和接线盒将采集到的气体氧浓度信号传输至数据采集与分析终端。本实用新型操作简单、高效便捷、灵活性高、耐久性好。

Description

一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种有机固体废弃物处置和资源化利用技术领域，特别是关于一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置。

背景技术

我国是农业大国，以畜禽粪便和秸秆为代表的农业固体废弃物排放量庞大，但却仍未得到有效的利用。好氧堆肥是指有机废弃物在好氧环境下通过微生物作用从而转化为稳定的有机肥的过程，这一过程是处理有机废弃物的有效方法。好氧堆肥生产过程是否符合国家相关的卫生无害化标准以及污染物排放标准至关重要，而衡量堆肥过程进度的重要参数中就有氧浓度指标。

在好氧堆肥的进程中，氧浓度的适宜范围在5％～15％，而在实际的生产实践中由于堆体的形状和分布不均匀，难以表观衡量堆体实时的氧气供给情况，因而需要通过对氧浓度的监测来指导通风策略或翻堆频率。这样一来，既可以保证堆肥产品的质量，又能减少有害气体的排放。

目前，在工厂化好氧堆肥实际生产中，使用的氧浓度监测装置按照核心可分为两种：一种是电化学式，其原理是通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号；一种是氧化锆式，其原理是在高温下使氧气发生电离，通过信号转化电动势从而对其进行监测。其中，电化学式传感器由于工作环境的限制(工作温度<50℃，相对湿度<95％)，在恶劣的工厂环境中难以长期稳定工作。第二类氧化锆传感器的工作温度在600～700℃，通常装在套管内进行工作，在湿润的情况下表现不佳。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置，其操作简单、高效便捷、灵活性高、耐久性好，对工厂化好氧堆肥的过程评价与工艺改进具有十分重要的意义。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置，其特征在于：该装置包括数据采集与分析终端、接线盒、把手部分、氧浓度传感器探头、检测管路、半渗透膜、干燥剂、过滤管路、采气管路和锥形头；所述采气管路、过滤管路和检测管路构成气体管路，所述气体管路一端经所述把手部分与所述接线盒连接，所述接线盒将所述气体管路传输至的采集数据信息传输至所述数据采集与分析终端；所述气体管路另一端与所述锥形头连接；所述采气管路一端与所述锥形头连接，另一端经所述过滤管路与所述检测管路一端连接，所述检测管路另一端与所述把手部分连接；所述过滤管路两端分别设置有所述半渗透膜，所述过滤管路内填充有带有颜色指示剂的所述干燥剂；所述检测管路内设置有所述氧浓度传感器探针，所述氧浓度传感器探针一端与所述氧浓度传感器探头连接，另一端与数据线连接，经所述数据线通过所述检测管路和接线盒将采集到的气体氧浓度信号传输至所述数据采集与分析终端。

进一步，所述采气管路上开设有若干形状规则的所述采气孔，所述采气管路内设置有所述筛网。

进一步，位于所述检测管路上，靠近所述把手部分一侧设置有微型真空泵，所述微型真空泵与橡胶管一端连接，所述橡胶管另一端经所述检测管路上预先开设的孔伸入所述检测管路内抽气。

进一步，所述孔与所述橡胶管之间通过软木塞密封。

进一步，所述微型真空泵采用粘接的方式固定在所述检测管路外壁上。

进一步，所述检测管路的外壁上增设有散热片。

进一步，由所述氧浓度传感器探头和氧浓度传感器探针构成的氧浓度传感器采用氧化锆型传感器。

进一步，所述采气管路和检测管路均采用不锈钢材料制成，所述过滤管路采用透明的轻型复合材料制成。

进一步，所述过滤管路的气体管路直径小于所述采气管路的气体管路直径。

进一步，所述检测管路内的气体管路直径采用两种规格，设置有所述氧浓度传感器探头和氧浓度传感器探针部分的气体管路直径大于其余部分的管路直径。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型受用范围主要是工厂化的好氧堆肥，作为工厂化好氧堆肥智能监测系统中的一环，负责堆体内氧气浓度的采集工作，操作简单，环境适应性好。2、本实用新型的采气管路内置筛网，可以有效防止堆料堆积阻塞采气进程；筛网可随时取出擦洗，方便快捷。3、本实用新型的过滤管路除了双向强大的滤水能力之外，其中填充的带颜色指示剂的干燥剂提供了独特的视觉指导功能。4、本实用新型的检测管路可以根据实际的生产实践需要订制长度，从而可以完成不同堆肥模式下不同深度堆体氧浓度的检测；管路上的散热片可以快速散失氧化锆氧浓度传感器工作产生的高温，使得装置可以在堆体中长时间放置监测。5、本实用新型的泵吸装置选用了适合的泵吸流量压力，既不至于过小吸不上气或响应时间过长，也不至于过大吸入非检测区域的气体；同时气体的管路也做了恰当的缩径处理，使得管路预设容积较小，装置整体也不会太沉。6、本实用新型与数据采集与分析终端连接，可以实现氧浓度数据的在线监测、存储和共享。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置，其包括把手部分1、接线盒2、数据采集与分析终端3、锥形头4、采气管路5、过滤管路6、检测管路7、采气孔8、筛网9、半渗透膜10、干燥剂11、微型真空泵12、橡胶管13、软木塞14、氧浓度传感器探针15和氧浓度传感器探头16；采气管路5、过滤管路6和检测管路7构成气体管路。

气体管路一端经把手部分1与接线盒2连接，接线盒2将气体管路传输至的采集数据信息传输至数据采集与分析终端3；气体管路另一端与锥形头4连接，以便插入堆体深处。采气管路5一端与锥形头4连接，另一端经过滤管路6与检测管路7一端连接，检测管路7另一端与把手部分1连接；相邻管路之间采用螺纹连接，牢固可靠同时兼有良好的密闭性。

采气管路5起到采集和向上运送堆体内气体的功能。位于采气管路5上开设有若干形状规则的采气孔8，用于与周遭环境的气体交换，采集到的气体向上到达过滤管路6，气体通路管径变小，减少所需气体的体积，能更快的检测到堆体内部的状况。采气管路5内设置有筛网9，防止管路堵塞，保证了气体进入的通畅性。

位于过滤管路6两端分别设置有半渗透膜10，用于对采集的气体去水除湿后，进入检测管路7。过滤管路6内填充有带有颜色指示剂的干燥剂11，用于对采集到的气体吸水除湿，在不同的含水率下干燥剂11颜色不同，透过过滤管路6可以有效观察到干燥剂11的状态，方便随时取用更换。

位于检测管路7上，靠近把手部分1一侧设置有微型真空泵12，微型真空泵12与橡胶管13一端连接，橡胶管13另一端经检测管路7上预先开设的孔伸入检测管路7内抽气，孔与橡胶管13之间通过软木塞14进行密封，以保证密闭性。氧浓度传感器探针15设置在检测管路7内，氧浓度传感器探针15一端与氧浓度传感器探头16连接，另一端与数据线连接，氧浓度传感器探针15一端经数据线通过检测管路和接线盒2将采集到的气体氧浓度信号传输至数据采集与分析终端3。

上述实施例中，位于检测管路7的外壁上还增设有散热片17，用以散失氧浓度传感器探针15和氧浓度传感器探头16工作时产生的高温，以使无论使用氧化锆式还是电化学式氧浓度传感器都能完成长时间稳定的监测的任务。

上述各实施例中，由氧浓度传感器探头16和氧浓度传感器探针15构成的氧浓度传感器采用氧化锆型传感器，其耐久性和抗故障率相比电化学式氧浓度传感器有优势，而不耐湿和工作温度高的问题又可以通过过滤系统和散热片17解决。

上述各实施例中，检测管路7的长度可以根据具体的生产实践要求改进调整，从而可以实现对不同深度堆体的氧浓度监测。

上述各实施例中，微型真空泵12采用粘接的方式固定在检测管路7外壁上，承担气流的导向作用，可以提供至多1L/min左右的气体流量，在好氧堆肥的非曝气时段内可以缩减堆体内气体自发扩散到氧浓度传感器探头16位置的时间。

上述各实施例中，采气管路5和检测管路7均采用不锈钢材料制成，提高了耐蚀性的同时极大地减轻了重量，提高了便利性。过滤管路6采用透明的轻型复合材料制成，满足力学性能的同时兼具可视化功能。

上述各实施例中，过滤管路6的气体管路直径小于采气管路5的气体管路直径，起到减小管路容积，减少微型真空泵12工作负荷的作用。

上述各实施例中，检测管路7内的气体管路直径采用两种规格，设置有氧浓度传感器探头16和氧浓度传感器探针15部分的气体管路直径大于其余部分的管路直径。

综上所述，本发明的具体使用方法包括以下步骤：

1)结合堆体情况和所需氧浓度指标的要求，选择适宜长度的检测管路7，向过滤管路6内填装适量的干燥剂11，把筛网9塞入采气管路5内。将接线盒2、把手部分1、氧浓度传感器探针15和氧浓度传感器探头16构成的氧浓度传感器、检测管路7、过滤管路6、采气管路5和锥形头4顺次连接起来。

2)将微型真空泵12粘接在检测管路7外壁上，将橡胶管13和软木塞14组装塞入检测管路7管壁上的预开孔中。

3)将装置插入目标堆体内的待测位置。

4)将数据采集与分析终端3与氧浓度传感器通过数据线连接。打开微型真空泵12调至预先设定的泵吸流量，同时等待氧浓度传感器探头16预热。

5)约30s后，利用数据采集与分析终端3完成氧浓度指标的在线监测、存储和分析。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种工厂化好氧堆肥泵吸式氧浓度在线监测装置，其特征在于：该装置包括数据采集与分析终端、接线盒、把手部分、氧浓度传感器探头、检测管路、半渗透膜、干燥剂、过滤管路、采气管路和锥形头；所述采气管路、过滤管路和检测管路构成气体管路，所述气体管路一端经所述把手部分与所述接线盒连接，所述接线盒将所述气体管路传输至的采集数据信息传输至所述数据采集与分析终端；所述气体管路另一端与所述锥形头连接；

所述采气管路一端与所述锥形头连接，另一端经所述过滤管路与所述检测管路一端连接，所述检测管路另一端与所述把手部分连接；

所述过滤管路两端分别设置有所述半渗透膜，所述过滤管路内填充有带有颜色指示剂的所述干燥剂；

所述检测管路内设置有所述氧浓度传感器探针，所述氧浓度传感器探针一端与所述氧浓度传感器探头连接，另一端与数据线连接，经所述数据线通过所述检测管路和接线盒将采集到的气体氧浓度信号传输至所述数据采集与分析终端。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述采气管路上开设有若干形状规则的采气孔，所述采气管路内设置有筛网。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于：位于所述检测管路上，靠近所述把手部分一侧设置有微型真空泵，所述微型真空泵与橡胶管一端连接，所述橡胶管另一端经所述检测管路上预先开设的孔伸入所述检测管路内抽气。

4.如权利要求3所述装置，其特征在于：所述孔与所述橡胶管之间通过软木塞密封。

5.如权利要求3所述装置，其特征在于：所述微型真空泵采用粘接的方式固定在所述检测管路外壁上。

6.如权利要求1至5任一项所述装置，其特征在于：所述检测管路的外壁上增设有散热片。

7.如权利要求6所述装置，其特征在于：由所述氧浓度传感器探头和氧浓度传感器探针构成的氧浓度传感器采用氧化锆型传感器。

8.如权利要求1至5任一项所述装置，其特征在于：所述采气管路和检测管路均采用不锈钢材料制成，所述过滤管路采用透明的轻型复合材料制成。

9.如权利要求1至5任一项所述装置，其特征在于：所述过滤管路的气体管路直径小于所述采气管路的气体管路直径。

10.如权利要求1至5任一项所述装置，其特征在于：所述检测管路内的气体管路直径采用两种规格，设置有所述氧浓度传感器探头和氧浓度传感器探针部分的气体管路直径大于其余部分的管路直径。