[發明專利]厭氧發酵氣體評估裝置及方法

在審

• 申請號: 201710851792.7
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107505434A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 蒲施樺;龍定彪;王浩;曾雅瓊;李爽;劉作華;周嬋
• 申請（專利權）人: 重慶市畜牧科學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

1.厭氧發酵氣體評估裝置，其特征在于：該裝置包括厭氧罐(1)、數據采集板(2)、頂蓋(3)、厭氧端數據模塊(8)和PC端數據模塊(9)；

所述厭氧罐(1)用于放置樣品，頂部設有頂蓋(3)用于密封樣品；所述數據采集板(2)設置于頂蓋(3)內側，用于采集樣品的狀態數據，并通過厭氧端數據模塊(8)發送至PC端數據模塊(9)。

2.根據權利要求1所述的厭氧發酵氣體評估裝置，其特征在于：所述裝置還包括抽氣口(4)、閥門(5)、抽氣泵(6)和抽氣管路(7)；

所述抽氣口(4)設置于頂蓋(3)上，通過抽氣管路(7)與抽氣泵(6)相連，所述抽氣泵(6)用于抽取厭氧罐(1)內一定值的負壓，所述抽氣管路(7)上設有閥門(5)，控制抽氣管路(7)的開閉。

3.根據權利要求1或2所述的厭氧發酵氣體評估裝置，其特征在于：所述數據采集板(2)上設有氨氣傳感器、溫濕度和氣壓傳感器、以及微控制單元(Microcontroller Unit,MCU)；

所述氨氣傳感器的數據接收引腳RXD2與MCU的數據接收引腳RXD2相連，氨氣傳感器的數據發送引腳TXD2與MCU的數據數據發送引腳TXD2相連，同時氨氣傳感器接地；

所述溫濕度和氣壓傳感器的數據線SDA與MCU的數據線SDA相連，溫濕度和氣壓傳感器的時鐘信號線SCL與MCU的時鐘信號線SCL相連，同時溫濕度和氣壓傳感器接地；

同時，所述MCU接電源和接地。

4.根據權利要求3所述的厭氧發酵氣體評估裝置，其特征在于：所述厭氧端數據模塊(8)設于數據采集板(2)上，所述厭氧端數據模塊(8)與PC端數據模塊(9)為無線傳輸模塊或有線傳輸模塊；

所述厭氧端數據模塊(8)的數據接收引腳RXD1與MCU的數據接收引腳RXD1相連，厭氧端數據模塊(8)的數據發送引腳TXD1與MCU的數據數據發送引腳TXD1相連，同時厭氧端數據模塊(8)接地。

5.基于權利要求3或4所述裝置的厭氧發酵氣體評估方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：初始化MCU，獲取溫濕度和氣壓傳感器內部矯正系數，并預熱；

S2：檢測厭氧端數據模塊(8)是否接收到PC端數據模塊(9)指令；若接收到，則厭氧端數據模塊(8)獲得數據發送間隔并保存，并進入步驟S3；若沒有接收到，則直接進入步驟S3；

S3：MCU檢測是否有氨氣傳感器新的數據，若有，則MCU解析氨氣傳感器新的數據，獲得氨氣濃度，并通過溫濕度和氣壓傳感器采樣，獲得溫度、壓力、濕度的值，并結合矯正系數擬合出模擬值，然后進入步驟S4；若無：則直接進入步驟S4；

S4：MCU檢測數據發送間隔是否到達；若到達，則調用厭氧端數據模塊(8)發送采樣后的數據，進入步驟S2；若沒有到達，則直接進入步驟S2。

6.根據權利要求5所述的厭氧發酵氣體評估方法，其特征在于：所述步驟S3中，溫濕度和氣壓傳感器獲得聲壓靈敏度C1，表達式為SENS_T1；壓力補償C2，表達式為OFF_T1；壓力敏感溫度系數C3表達式為TCS；壓力補償溫度系數C4，表達式為TCO、參考溫度C5，表達式為T_REF；溫度的溫度系數C6，表達式為TEMPSENS；壓力值數字量D1、溫度值數字量D2；濕度D3；

1)溫度具體為：

實際溫度與參考溫度的差值dT＝D2-T_REF＝D2-C5*2⁸，

-40～85℃分辨率為0.01，實際溫度TEMP＝20+dT*TEMPSENS＝2000+dT*C6/2²³；

2)壓力具體為：

實際溫度偏移OFF＝OFF_T1+TCS*dT＝C2*2¹⁶+(C3*dT)/2⁷，

實際溫度靈敏度SENS＝SENS_T1+TCS*dT＝C1*2¹⁶+(C3*dT)/2⁷，

溫度補償壓力，10～1200mbar分辨率為0.01mbar，

P-D1*SENS-OFF＝(D1*SENS/2²¹-OFF)/2¹⁵；

3)濕度具體為：

-6％RH～118％分辨率為RH0.01％RH，實際相對濕度RH＝100*(-6+125*D3/2¹⁶)。