[實用新型]一種二氧化碳氣路自動監(jiān)測切換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720939128.3
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN206974604U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 李清明;張文東;李曼;厲書豪;魏珉;艾希珍
• 申請（專利權）人: 山東農業(yè)大學
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 高強

技術領域

本實用新型屬于設施農業(yè)和自動控制領域，尤其涉及一種二氧化碳氣路自動監(jiān)測切換裝置，適用于設施二氧化碳施肥時氣路自動監(jiān)測切換。

背景技術

隨著世界人口持續(xù)增長和經濟活動的增加，大量消耗化石燃料排放CO₂，大氣CO₂濃度逐年增加，目前大氣CO₂濃度為400μmol·mol^-1，預測2050年將達到550μmol·mol^-1，2100年將上升至730～1020μmol·mol^-1。目前認為CO₂濃度升高主要導致C₃植物Rubisco羧化反應速率的提高，同時抑制加氧反應，導致凈光合作用提高和碳增加，全球大氣CO₂濃度升高可促進植物的光合作用，具有顯著的“CO₂施肥效應”。CO₂升高對作物生態(tài)系統(tǒng)的影響近年來一直是國內外生態(tài)和農業(yè)領域的研究熱點，在設施農業(yè)生產中，CO₂施肥已成為一項重要的增產技術，穩(wěn)定地提供目標二氧化碳濃度是其關鍵。但是目前研究或生產上二氧化碳鋼瓶供氣還存在以下主要問題：

一、田間基礎設施較差，很難及時有效的運輸鋼瓶，常常受制于天氣原因和道路狀況，不能及時補給二氧化碳氣源，對試驗造成不良影響。

二、二氧化碳鋼瓶內為高壓液化的二氧化碳，為保證安全，市場上常見的儲量為20L，這很難滿足一次試驗或生產的需求，期間要頻繁更換新的鋼瓶，引起諸多不便。

三、常常試驗場地和試驗室的距離較遠，且田間很難搭設有線網絡，所以試驗人員很難通過傳統(tǒng)手段及時掌握田間現(xiàn)場的情況，無法保證及時更換新的鋼瓶。

四、鋼瓶受制于工藝手段和使用壽命，會出現(xiàn)漏氣、氣壓不穩(wěn)、出氣結霜 等現(xiàn)象，一旦這種狀況發(fā)生，將對試驗或生產造成不良影響。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種二氧化碳氣路自動監(jiān)測切換裝置，本實用新型能實現(xiàn)對二氧化碳鋼瓶內氣壓的實時監(jiān)測，根據鋼瓶內壓力情況自動切換氣路，保障氣源穩(wěn)定供應，并將數據無線遠傳到試驗室，為試驗人員決策提供參考。

本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型提供一種二氧化碳氣路自動監(jiān)測切換裝置，包括二氧化碳鋼瓶Ⅰ和二氧化碳鋼瓶Ⅱ，所述二氧化碳鋼瓶Ⅰ與壓力傳感器相連接，壓力傳感器與電磁閥Ⅰ相連接；所述二氧化碳鋼瓶Ⅱ與電磁閥Ⅱ相連接；所述壓力傳感器、電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ通過電線與壓力記錄儀相連接，所述壓力記錄儀通過數據線與無線數傳模塊相連接；所述電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ的出氣端通過二氧化碳氣路并聯(lián)到一起，所述二氧化碳氣路將氣源輸送到下游氣路。

通過壓力傳感器和壓力記錄儀實現(xiàn)對二氧化碳鋼瓶內氣壓的實時監(jiān)測；通過二氧化碳鋼瓶Ⅰ、二氧化碳鋼瓶Ⅱ、電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ組成兩路氣路，可以通過壓力記錄儀控制電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ，自動切換氣路，保障氣源穩(wěn)定供應。通過無線數傳模塊將數據無線遠傳，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。采用壓力傳感器測量鋼瓶壓力，與傳統(tǒng)壓力表相比測量精度大大提高。

壓力記錄儀根據壓力傳感器采集到的數據，做出判斷，控制電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ的開關；在壓力記錄儀中設定一個開啟電磁閥Ⅰ的最低壓力以及設定一個開啟電磁閥Ⅱ的最高壓力值，當壓力記錄儀監(jiān)測到的壓力值大于最低壓力設定值時，壓力記錄儀控制電磁閥Ⅰ開啟，電磁閥Ⅱ關閉，二氧化碳氣源由二氧化碳鋼瓶Ⅰ供應，當壓力記錄儀監(jiān)測到的壓力值小于最高壓力值時， 電磁閥Ⅰ關閉，壓力記錄儀控制電磁閥Ⅱ開啟，二氧化碳氣源由二氧化碳鋼瓶Ⅱ供應；所述無線數傳模塊通過數據線與壓力記錄儀相連接，將壓力記錄儀記錄到的數據無線遠傳到指定電腦；

試驗人員通過無線數傳模塊可以在本地得到田間二氧化碳鋼瓶Ⅰ的壓力數據，當發(fā)現(xiàn)二氧化碳鋼瓶Ⅰ的氣壓值小于最高壓力值時，合理安排時間，到現(xiàn)場更換氣罐，當壓力記錄儀監(jiān)測到的壓力值大于最低壓力設定值時，壓力記錄儀控制電磁閥Ⅰ開啟，電磁閥Ⅱ關閉，二氧化碳氣源重新由二氧化碳鋼瓶Ⅰ供應，試驗人員根據現(xiàn)場實際情況決定是否更換二氧化碳鋼瓶Ⅱ。

作為優(yōu)選，在所述壓力記錄儀上增加兩路繼電器，兩路繼電器分別連接電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ。壓力記錄儀增加兩路繼電器，用于連接電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ。在所述壓力記錄儀上增加通訊端口，所述通訊端口連接無線數傳模塊。壓力記錄儀增加通訊端口，用于連接無線數傳模塊。