[发明专利]沼气池自动检测与控制系统及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种沼气池自动检测与控制系统及方法，更具体的说，尤其涉及一种可检测和控制沼液的液位、温度和PH值的沼气池系统及方法。

背景技术

沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。建设沼气池不仅可以节约能源、改善和保护环境，还有节约化肥和农药、提高农作物的产量和质量、促进和带动饲养业的发展等诸多好处。

但沼气池在使用的过程中存在诸多弊端，沼气池中的原料在反应时一般需弱碱性环境，但随着沼气池内原料的使用，会出现长期呈酸性的情况，不利于沼气的生成。现在还没有对沼液PH值的自动检测装置，以及在PH值过低时向沼气池中自动添加碱性物质。在许多农村地区造成沼气池使用1年多就不能生产沼气了，殊不知这是由于沼气池中的PH值过低造成的。

沼气池在使用的过程中，还极易出现池内浮渣结壳、难于破碎的情形，致使发酵原料的利用率不高，沼气产量偏低。沼气池一般建立在室外，在寒冷的冬季沼气池内的温度比较低，同样会使发酵原料的沼气产量偏低。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可检测和控制沼液的液位、温度和PH值的沼气池系统及方法。

本发明的沼气池自动检测与控制系统，包括内部存储有发酵原料的沼气池以及起采集、运算和控制的电路部分，其特别之处在于：所述沼气池的内壁上固定有特征色条，发酵原料的上部设置有碱液喷头、摄像头、温度传感器、沼液采集器和搅拌叶轮， 摄像头用于采集特征色条的图像，以判断发酵原料的液位；温度传感器和沼液采集器均固定于升降机构上，分别用于沼液的温度和PH值的检测，搅拌叶轮与搅拌装置相连接；沼液池的中部和底部分别设置有抽沼液管和加热管路，抽沼液管与沼气池相连通并与沼液抽取装置相连接，加热管路连接有加热装置。

发酵原料存放于沼气池中，用于产生沼气供人们使用。电路部分实现整个系统的信号采集、数据运算和控制输出。摄像头通过采集特征色条的图像，可计算出特征色条露出液面部分的高度，进而判断出沼液的液面高度；以便当液面过高时将沼液抽出。温度传感器用于检测沼液温度，在温度较低的情况下，利用加热管路对其加热。通过沼液采集器采集出的样品，可分析出沼液的PH值，以便当沼液呈酸性时，通过碱液喷头向沼气池中添加碱性物质。

本发明的沼气池自动检测与控制系统，所述碱液喷头与碱液喷淋装置相连接，碱液喷淋装置中存储有NaHCO₃或 CaCO₃溶液。

本发明的沼气池自动检测与控制系统，所述搅拌叶轮通过可上下升降的连接轴与搅拌装置相连接；所述抽沼液管和加热管路上均设置有可进行开关控制的阀门。

本发明的沼气池自动检测与控制系统，还包括PH值自动检测装置，所述PH值自动检测装置的底部存放有酚酞溶液，上部设置有用于图像信息采集的CCD图像传感器；所述沼液采集器通过输送管与PH值自动检测装置相连接；输送管上设置有抽液泵。酚酞溶液用于与沼液发生反应，一定量的酚酞溶液与一定量的沼液混合后，不同PH值的沼液会使得混合后的溶液呈现不同的颜色，CCD图像传感器采集溶液的颜色后，即可判断出沼液的PH值大小。

本发明的沼气池自动检测与控制系统，所述沼气池内设置有与抽沼液管相连通的软管部，软管部通过传动机构连接有高度调节装置。高度调节装置通过传动机构可驱使软管部上下运动，以便在不同高度进行抽液。