[实用新型]一种二氧化碳气路自动监测切换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于设施农业和自动控制领域，尤其涉及一种二氧化碳气路自动监测切换装置，适用于设施二氧化碳施肥时气路自动监测切换。

背景技术

随着世界人口持续增长和经济活动的增加，大量消耗化石燃料排放CO₂，大气CO₂浓度逐年增加，目前大气CO₂浓度为400μmol·mol^-1，预测2050年将达到550μmol·mol^-1，2100年将上升至730～1020μmol·mol^-1。目前认为CO₂浓度升高主要导致C₃植物Rubisco羧化反应速率的提高，同时抑制加氧反应，导致净光合作用提高和碳增加，全球大气CO₂浓度升高可促进植物的光合作用，具有显著的“CO₂施肥效应”。CO₂升高对作物生态系统的影响近年来一直是国内外生态和农业领域的研究热点，在设施农业生产中，CO₂施肥已成为一项重要的增产技术，稳定地提供目标二氧化碳浓度是其关键。但是目前研究或生产上二氧化碳钢瓶供气还存在以下主要问题：

一、田间基础设施较差，很难及时有效的运输钢瓶，常常受制于天气原因和道路状况，不能及时补给二氧化碳气源，对试验造成不良影响。

二、二氧化碳钢瓶内为高压液化的二氧化碳，为保证安全，市场上常见的储量为20L，这很难满足一次试验或生产的需求，期间要频繁更换新的钢瓶，引起诸多不便。

三、常常试验场地和试验室的距离较远，且田间很难搭设有线网络，所以试验人员很难通过传统手段及时掌握田间现场的情况，无法保证及时更换新的钢瓶。

四、钢瓶受制于工艺手段和使用寿命，会出现漏气、气压不稳、出气结霜 等现象，一旦这种状况发生，将对试验或生产造成不良影响。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种二氧化碳气路自动监测切换装置，本实用新型能实现对二氧化碳钢瓶内气压的实时监测，根据钢瓶内压力情况自动切换气路，保障气源稳定供应，并将数据无线远传到试验室，为试验人员决策提供参考。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，本实用新型提供一种二氧化碳气路自动监测切换装置，包括二氧化碳钢瓶Ⅰ和二氧化碳钢瓶Ⅱ，所述二氧化碳钢瓶Ⅰ与压力传感器相连接，压力传感器与电磁阀Ⅰ相连接；所述二氧化碳钢瓶Ⅱ与电磁阀Ⅱ相连接；所述压力传感器、电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ通过电线与压力记录仪相连接，所述压力记录仪通过数据线与无线数传模块相连接；所述电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ的出气端通过二氧化碳气路并联到一起，所述二氧化碳气路将气源输送到下游气路。

通过压力传感器和压力记录仪实现对二氧化碳钢瓶内气压的实时监测；通过二氧化碳钢瓶Ⅰ、二氧化碳钢瓶Ⅱ、电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ组成两路气路，可以通过压力记录仪控制电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ，自动切换气路，保障气源稳定供应。通过无线数传模块将数据无线远传，实现远程监测。采用压力传感器测量钢瓶压力，与传统压力表相比测量精度大大提高。

压力记录仪根据压力传感器采集到的数据，做出判断，控制电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ的开关；在压力记录仪中设定一个开启电磁阀Ⅰ的最低压力以及设定一个开启电磁阀Ⅱ的最高压力值，当压力记录仪监测到的压力值大于最低压力设定值时，压力记录仪控制电磁阀Ⅰ开启，电磁阀Ⅱ关闭，二氧化碳气源由二氧化碳钢瓶Ⅰ供应，当压力记录仪监测到的压力值小于最高压力值时， 电磁阀Ⅰ关闭，压力记录仪控制电磁阀Ⅱ开启，二氧化碳气源由二氧化碳钢瓶Ⅱ供应；所述无线数传模块通过数据线与压力记录仪相连接，将压力记录仪记录到的数据无线远传到指定电脑；

试验人员通过无线数传模块可以在本地得到田间二氧化碳钢瓶Ⅰ的压力数据，当发现二氧化碳钢瓶Ⅰ的气压值小于最高压力值时，合理安排时间，到现场更换气罐，当压力记录仪监测到的压力值大于最低压力设定值时，压力记录仪控制电磁阀Ⅰ开启，电磁阀Ⅱ关闭，二氧化碳气源重新由二氧化碳钢瓶Ⅰ供应，试验人员根据现场实际情况决定是否更换二氧化碳钢瓶Ⅱ。

作为优选，在所述压力记录仪上增加两路继电器，两路继电器分别连接电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ。压力记录仪增加两路继电器，用于连接电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ。在所述压力记录仪上增加通讯端口，所述通讯端口连接无线数传模块。压力记录仪增加通讯端口，用于连接无线数传模块。