一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置制造方法及图纸

一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置，针对工厂化好氧堆肥系统，进行了多梯度氧浓度在线监测与记录的一体化设计。本装置通过功能性套管和普通套管的自由组合可实现对氧浓度监测梯度级数以及梯度跨度的自由设定，可极大的满足监测的灵活性。功能性套管外设气孔，其内部设有气体交换室并装有内置套管。氧浓度传感器安装在内置套管内，内置套管前端装有半渗透膜以隔离水分、有害气体以及部分颗粒物。功能性套管、普通套管、内置套管、气体交换室之间具备良好的密封性和隔热性。套管内部设有数据线管路，可用于数据采集与处理终端通过数据线与氧浓度传感器相连。本发明专利技术所提供的一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置，可实现工厂化好氧堆肥的氧浓度的多梯度在线监测，具有操作简单、高效、灵活性高、可靠性高的特点，对工厂化好氧堆肥过程的评价与工艺改进具有十分重要意义。

Aerobic composting multi gradient oxygen concentration on-line monitoring device

The invention relates to an aerobic composting multi gradient oxygen concentration on-line monitoring device, and the integrated design of the on-line monitoring and recording of the multi gradient oxygen concentration is carried out in the factory aerobic composting system. The utility model can freely set the gradient series of the oxygen concentration monitoring and the gradient span through the free combination of the functional casing pipe and the common casing pipe, which can greatly satisfy the monitoring flexibility. The utility model is characterized in that a gas exchange chamber is arranged in the periphery of the functional casing pipe and is provided with a built-in casing pipe. The oxygen concentration sensor is installed inside the casing, and the front end of the built-in casing is provided with a semi permeable membrane to isolate water, harmful gas and some particles. The utility model has the advantages of good sealing and heat insulation between the functional casing, the common casing, the built-in casing and the gas exchange chamber. The inner part of the casing is provided with a data line pipeline, which can be used for the data acquisition and processing terminal to be connected with the oxygen concentration sensor through the data line. An aerobic composting provided by the invention more gradient of oxygen concentration online monitoring system, on-line monitoring of oxygen concentration gradient can realize the industrialized aerobic composting, has the characteristics of simple operation, high efficiency, high flexibility, high reliability, and the evaluation process of the factory to improve aerobic composting process is very important.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机固体废弃物处置和资源化利用
，涉及一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置。
技术介绍
目前，我国畜禽养殖废弃物年产出量约为40亿吨，我国秸秆年可收集量大约为9亿吨，利用率偏低、可利用空间大。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。我国传统的好氧堆肥方式以槽式翻堆和条垛式为主，如何保证有机肥的生产质量，确定合适的通风方式、翻堆频率，氧浓度是核心要素。在好氧堆肥过程中，合适的氧浓度的范围一般控制在5％～15％，所以在进行好氧堆肥试验或者生产的时候，一般通过对氧浓度监测并根据氧浓度值进行通风或者翻堆频率的调整，从而保证整个堆肥过程是好氧的，一方面保证有机肥的质量，一方面减少有害气体排放。目前，在工厂化好氧堆肥过程中，普遍使用的氧浓度传感器包括两种，一种是电化学式，一种是氧化锆式。其中，电化学式由于受工作环境限制(最高温<50℃，相对湿度<95％)，所以监测时采用的方式是抽气泵式，即将一根导气管伸入堆体中，利用抽气泵将堆体中的氧气抽出来进行，此种方式不适合长期在线监测。氧化锆式的原理则是在高温下使氧气发生电离，通过信号转化从而对其进行监测，氧化锆式的工作温度一般在600～700℃，该传感器的探头遇湿会对监测结果造成很大误差。在实际监测中，一般在传感器外装有套管，将套管插入堆体中进行在线监测，但是由于氧化锆所产生的温度过高，在一定程度上会影响局部堆体的发酵，从而使得监测结果不准确。此外，堆肥环境恶劣，伴随有大量颗粒堆体物料、小颗粒灰尘以及有害气体，以往的工厂化好氧堆肥氧浓度监测装置往往不能起到很好的过滤除杂，从而使得监测装置的氧浓度传感器核心探头易损坏。在工厂化好氧堆肥过程中，国内外对氧浓度的检测多为单点监测，但这并不能对堆体的好氧程度做全面评价。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置，该监测装置的目的在于为工厂化好氧堆肥系统提供一种多梯度的氧浓度的在线监测的方法。为了实现以上目的，本专利技术采取以下专利技术方案：一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置，主要包括：把手部分、气体交换室、氧浓度传感器、内置套管、半渗透膜、气孔、套管、锥形头、数据线管路、数据采集与分析终端。所述套管一端是锥形头、一端是把手部分，以便整个装置深入堆体。所述套管是由数个子套管拼接而成的，套管的具体数量按照所需监测的氧浓度梯度级数而定。所述子套管分为两种，一种是内部设有气体交换室的功能性套管，另一种则是普通的中空不锈钢套管，通过功能性套管和普通套管的组合可自由设定所要监测的氧浓度的梯度的级数和不同梯度之间的跨度。功能性套管上设有数个气孔，气孔内置过滤网，以便和外部进行气体交换并起到粗滤作用，除此之外，功能性套管的其它地方保持完全封闭状态。每个功能性套管外壁和气体交换室外壁具有双层结构、其中填充具有良好隔热性的材料。所述内置套管设置在功能性套管的内部，一端与功能性套管密封相连，可拆卸，另一端上装有半渗透膜。内置套管外壁具有双层结构，其中填充具有良好隔热性的材料。所述氧浓度传感器置于内置套管内部，其数据传输线穿过内置套管、功能性套管、数据线管路、把手部分与数据采集与处理终端相连，其中数据线管路设置在套管内部，数据线穿过的小孔采用严格的密封措施。所述数据收集与处理终端通过数据线与氧浓度传感器相连，可实现原始数据信号的转换、数据采集、以及数据分析。本专利技术采用以上技术方案，主要具有以下优势：1、本装置主要是用于工厂化好氧堆肥系统，可以实现在线多梯度监测氧浓度数据，操作简单，可靠性高，适应性广。2、本装置的氧浓度监测梯度级数以及不同梯度之间的跨度可根据需求对功能性套管和普通套管自由组合，具有很强的自主性和灵活性。功能性套管密封性好，保证了不同梯度监测的相对独立性和数据的准确性。3、本装置的功能性套管、普通套管、气体交换室、内置套管外壁都采用双层结构，其中填充隔热性良好的材料，无论是选用电化学或是氧化锆式氧浓度传感器，该装置都有很好的适应性。4、本装置的气孔内部设有过滤网，可以对大颗粒物进行过滤，内置套管一端装有半渗透膜，可对水汽、小分子颗粒、有害气体进行过滤，提高了氧浓度监测精度、可靠性并延长了核心探头的使用寿命。5、本装置数据采集与处理终端与氧浓度传感器相连，可实现多梯度氧浓度数据的监测、记录及分析。附图说明：图1是本专利技术好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置的结构示意图。图2是本专利技术A-A截面的剖视图。图1中，1是把手部分、2是功能性套管、3是普通套管、4是氧浓度传感器、5是内置套管、6是半渗透膜、7是气孔、8是锥形头、9是数据线管路、10是数据采集与处理终端。具体实施方式：以下结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。以下实施案例仅用于说明本专利技术，而不能限制本专利技术的范围。在不违背本专利技术精神和实质的情况下，本领域技术人员仍可对具体的结构、装置、程序或材料作各种各样的替换或者修改，然而，这些仍属于本专利技术的范围。如图1所示，本监测装置的套管包括功能性套管(2)、普通套管(3)两个部分。功能性套管可与普通套管自由组合拼接，以实现不同梯度级数以及相邻梯度不同跨度的氧浓度监测。图中所示是两个级数梯度、相同跨度的氧浓度监测装置。所述功能性套管内部设有气体交换室，其上设有气孔(7)以便实现与外界的气体交换，气孔内设有滤网可以起粗滤作用。功能性套管除气孔外的其它地方完全封闭。所述套管两端分别与把手部分(1)以及锥形头(8)相连，以便装置深入堆体。锥形头的底面半径略大于外置套管的外径，以防止装置深入堆体时气孔堵塞。所述内置套管(5)设置在功能性套管的内部，一端与功能性套管密封相连，可拆卸，另一端上装有半渗透膜(6)。半渗透膜可以有效阻隔水分、有害气体等与氧浓度传感器的接触。所述氧浓度传感器(4)置于内置套管内部，其一端接数据线，通过套管上的小孔经过位于套管内部的数据线管路(9)与外界连接，其中小孔采用严格的密封措施。在实际应用中，可选用电化学式或者氧化锆式的氧浓度传感器作为实际安装的氧浓度传感器。所述的功能性套管、普通套管、气体交换室、内置套管外壁都采用双层结构，其中填充隔热性良好的材料，无论是选用电化学或是氧化锆式氧浓度传感器，该装置都有很好的适应性。所述数据收集与处理终端(10)通过数据线与氧浓度传感器相连，可实现原始数据信号的转换、数据采集、分析。下面结合本专利技术方法，对本专利技术的具体使用方法进行阐述；1)确立所需监测的氧浓度的梯度级数及相邻梯度之间的跨度，将功能性套管、普通套管、氧浓度传感器、内置套管、把手部分、锥形头组装起来。2)将数据采集与处理终端与氧浓度传感器通过数据线经过数据线管路连接。3)将装置插入所需测定氧浓度的目标堆体中。4)利用数据采集与处理终端进行多梯度氧浓度数据的在线监测、记录和分析。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置，其特征在于：把手部分、气体交换室、氧浓度传感器、内置套管、半渗透膜、气孔、套管、锥形头、数据线管路、数据采集与分析终端的一体化设计。

【技术特征摘要】
1.一种好氧堆肥多梯度氧浓度在线监测装置，其特征在于：把手部分、气体交换室、氧浓度传感器、内置套管、半渗透膜、气孔、套管、锥形头、数据线管路、数据采集与分析终端的一体化设计。2.根据权利1所述的监测装置，其特征在于：套管两端分别与把手部分、锥形头相连。3.根据权利1所述的监测装置，其特征在于：套管由两种子套管(功能性套管、普通套管)组成，两种套管可以自由组成具有不同氧浓度监测梯度与跨度的套管，套管内部设有数据线管路。4.根据权利3所述的监测装置，功能性套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光群，孙晓曦，李仁权，李欣彤，韩鲁佳，马双双，何金鸿，崔儒秀，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11