[發明專利]一種糧倉中糧堆多通路二氧化碳濃度自動巡測裝置

有效

• 申請號: 201310297029.6
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103323507A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 蔡靜平;張帥兵;屈建航;黃淑霞
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N35/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

?本發明屬于糧食儲藏安全監測的技術領域，具體地說，涉及一種可對糧堆大量預設監測點的二氧化碳濃度進行自動巡測的裝置，從而在糧堆外遠程監測糧堆中害蟲和霉菌危害活動的技術。

背景技術

儲糧的蟲霉控制是儲藏行業的主要任務。蟲霉活動不僅消耗糧食的數量，引起糧食品質的劣變，還可能導致嚴重的食品安全問題。眾所周知具有強烈毒性和致癌性的黃曲霉毒素就有可能因為黃曲霉等霉菌在糧食中的生長代謝而產生，只有在這些霉菌產生毒素之前進行預警，采取有效的控制措施，才能防止糧食毒素污染的發生。因此，儲糧的蟲霉活動監測對儲糧安全具有及其重要的作用。

糧食儲藏行業對蟲霉危害活動的監測普遍采用溫度檢測的方法，其基本原理是基于糧堆是熱的不良導體，蟲霉等生物代謝活動產生熱量可以在糧堆中積累，導致糧食溫度升高，從而對儲糧的安全性作出警示。該方法的優點是自動化程度高，可以實現倉外遠程監測，但存在的缺陷是非常明顯的。測溫方法難以克服的缺點主要有三個方面：一是糧堆積累熱量是蟲霉代謝活動產生的結果，糧溫有異常升高后，糧食受到蟲霉危害已經達到一定的程度，只能起到避免危害更加嚴重的效果；二是糧堆預埋的測溫點一般有2米以上的空間間隔，由于糧食的導熱性差，從蟲霉活動點產生的溫度傳導到測溫點需要較長的時間，進一步降低了監測蟲霉危害的靈敏度；三是接近糧堆表層或倉墻部位受到外界溫濕度的影響，是蟲霉的高發部位，可是這些部位卻具有良好的散熱性，使得測溫方法很難、甚至不能監測到這些部位的溫度變化。因此發展監測糧堆蟲霉危害靈敏的新方法是糧食倉儲行業迫切的需求。

近幾年，人們針對糧食中蟲霉活動可以產生二氧化碳氣體，同時二氧化碳氣體在糧堆中具有較好的擴散性，通過檢測糧堆的二氧化碳濃度變化，可以實現對儲糧蟲霉活動的靈敏監測。現有檢測糧堆二氧化碳濃度的方法有很多，它們均有一定的特色，也存在明顯的缺陷，歸納起來主要有以下幾類：

一類屬于人工入倉隨機探查的類型，即采用便攜式的二氧化碳檢測儀和氣體采集系統，對糧堆表層進行隨機氣體采樣探查。該方法是人工隨機將氣體取樣管道插入糧堆，操作比較方便，但其檢測的深度一般不超過0.5米，由于表層與外界的氣體交換量較大，加上二氧化碳的比重大于空氣，即使在糧面表層有蟲霉活動，其產生的二氧化碳氣體部分將會外泄，另一部分將沉降到糧堆內部，因此，在表層存留的二氧化碳氣體較少，使得該方法的檢測靈敏度較低。

另一類是在糧堆中預埋不同深度和部位的輸氣管道，人工對每一根輸氣管道進行檢測儀的現場連接和檢測。該方法設備簡單，人工逐點檢測的可靠性也較高，但需要逐一手工連接輸氣管道進行檢測，不僅速度慢、效率低，而且勞動強度很大；最大的缺陷還在于，夏季是蟲霉最易發生危害活動的時期，但糧倉往往需要進行熏蒸殺蟲處理，在該環節的熏蒸和散氣三個多月周期內，操作人員不能進入倉內進行檢測，從而給儲糧安全監測造成不確定性。

第三類是將糧倉內糧堆中每一條預埋的輸氣管與一個電磁閥連接，所有電磁閥的出氣口端匯集到輸氣總管中，再與二氧化碳傳感器連接，檢測時分別開通每一個電磁閥對各檢測點進行二氧化碳氣體濃度的檢測。該方法可以實現倉外遠程控制檢測，彌補了前兩類方法存在的不足，但仍有其自身難以克服的缺陷：（1）系統結構復雜，不易維護。對于糧庫中常見的30×50米常規糧倉，通常有效的監測點設置為平面間隔4米、空間分3層，每倉共需布近300個點（增加密度可進一步提高檢測效果），這就需要構建一個數量眾多的電磁閥群，系統體積龐大，難以在糧倉內找到合適的空間進行安裝，為保障電器的可靠性、尤其是電磁閥、氣路及連接氣密性和可靠性的工作量很大。（2）電磁閥組的購置成本很高。監測系統需要在糧倉內安裝（倉外安裝的輸氣管道過長），糧倉的粉塵環境或磷化氫熏蒸氣體均屬燃暴介質，必須選用價格高的防爆型電磁閥，整個系統的造價很高。（3）匯氣總管體積大，影響檢測效率和準確度。每個檢測系統一般只設一個二氧化碳傳感器（每個監測點配置一個二氧化碳傳感器不僅成本過高，且會降低監測的效果，因為該監測方法主要通過比較各監測點二氧化碳濃度變化，找出二氧化碳濃度變化較大的點進行進一步的蟲霉危害檢查確證，但二氧化碳法傳感器本身存在檢測偏差，糧倉中每個監測點配置二氧化碳傳感器反而會影響各監測點的準確比較），該方法需要將所有電磁閥氣體輸出端匯集到一個總管中，連接數百個輸氣管道的氣體匯集管體積較大，對每個檢測點進行檢測時需要先將氣體匯集管中的氣體置換出，不但無法保證氣體是否被徹底置換，而且換氣耗費的時間長，取樣點吸氣量大，尤其是吸出大量的氣體將改變檢測點本身的氣體的濃度和性質，影響檢測的準確性和可靠性。