[實用新型]基于電路通斷的氣體流量測定系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721145385.6
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN207197574U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 李金洋;劉慶玉;邵志江;楊政福;劉志北;谷士艷;李軼;張敏;趙玲;金虹;葛竟峰;呂坤;鄭穎
• 申請（專利權）人: 沈陽農業(yè)大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本實用新型涉及微生物發(fā)酵領域，具體為一種基于電路通斷的氣體流量測定系統，可用于測定氣體流速及流量。

背景技術

在研究微生物燃料電池、沼氣發(fā)酵等過程時，微生物發(fā)酵產生二氧化碳、甲烷等氣體，氣體的生成量和生成速率能夠反應微生物的活性、發(fā)酵過程的進行程度等，是研究的一個重要參數。氣體產氣量的檢測可以用排水集氣法、氣體流量計等，氣體流量計通常用于氣體流量較大的場合，對于微量氣體難以測量。排水集氣法需要人工測量產氣量，記錄數據，操作不方便。特別是實驗室中反應裝置規(guī)模很小，產生的氣體量小，不在常用的氣體流量計量程范圍內，測量其產氣過程比較困難。

中國實用新型專利(授權公告號CN2883386Y)公開一種基于氣泡計數的微生物呼吸速率測定裝置，設置有微生物培養(yǎng)瓶，微生物培養(yǎng)瓶的氣相與U型通道相連接，在所述U型通道內裝有可透光的密封液，U型通道的入口立管是氣體進入端，U型通道的出口立管是氣體排出端，在所述出口立管上可透光的、有密封液的部位外側，安裝用于檢測出口立管內氣泡通過數量的光電感應檢測裝置。

中國發(fā)明專利申請(公開號CN1952639A)公開一種基于光電技術的氣泡自動計數系統，包括進氣管、氣泡管、玻璃測量管、測量劑、發(fā)光二極管、直流恒壓電源、硅光電池、放大電路、數據采集卡和計算機。利用硅光電池感應由發(fā)光二極管發(fā)出的光信號，將光信號轉換為電壓信號，經放大電路放大后，通過數據采集卡輸入到計算機。在玻璃測量管中，當氣泡通過測量劑時，氣泡對光信號的擾動引起硅光電池輸出電壓信號的波動，利用計算機對采集到的電壓信號進行波形分析，從而實現氣泡計數。

上述兩項專利“基于氣泡計數的微生物呼吸速率測定裝置”和“基于光電技術的氣泡自動計數系統”都是利用光電原理進行測量，對光環(huán)境要求較高。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于電路通斷的氣體流量測定系統，主要用于測量氣體產氣量和氣體流速。

本實用新型的技術方案是：

一種基于電路通斷的氣體流量測定系統，該測定系統由緩沖裝置、氣泡測定傳感器和信號采集器三部分組成，具體結構如下：

緩沖裝置包括：緩沖瓶、進氣管、溫度傳感器及壓力傳感器、氣體連接管，進氣管的一端伸至緩沖瓶內，待測氣體通過進氣管的另一端進入緩沖瓶，氣體連接管的兩端分別連接緩沖瓶和氣泡測定傳感器中的氣泡管，緩沖瓶中的溫度傳感器及壓力傳感器與信號采集器連接；

氣泡測定傳感器包括：氣泡管、內管、氣泡、正極、液面、負極、外管、進氣管、出氣管，氣泡管為豎直管部分和傾斜管部分上下組合的一體管結構，氣泡管的傾斜管部分傾斜向下，進氣管、測定管外管和出氣管自下而上豎向組合形成測定管，外管內豎向設置內管；氣泡管的上部管口通過氣體連接管與緩沖瓶相連，氣泡管的下部管口與測定管的進氣管連通，形成底部傾斜的U型結構；氣泡測定傳感器中裝有溶液，氣泡管和測定管的液面高度一致；

內管為筒形細管部分和倒置的漏斗形集氣罩部分上下組合的一體結構，進氣管位于內管正下方，內管下部的漏斗形集氣罩部分與進氣管的上口對應，氣泡通過內管下部的漏斗形集氣罩部分進入內管上部的筒形細管部分，內管設置于液面以下，所述筒形細管部分的上部側面、于外管內側安裝正極，正極位于液面以下，與溶液接觸；負極與內管上部的筒形細管部分頂部對應，負極位于液面的上面，不接觸溶液，所述正極和負極的引出導線與信號采集器連接。

所述的基于電路通斷的氣體流量測定系統，信號采集器采用單片機或數據采集卡。

所述的基于電路通斷的氣體流量測定系統，外管的內徑大于出氣管和進氣管的內徑。

所述的基于電路通斷的氣體流量測定系統，內管上部的筒形細管部分為比氣泡管細的管。

所述的基于電路通斷的氣體流量測定系統，液面保持在內管上部的筒形細管部分頂端以上，所述筒形細管部分不觸及正極。

本實用新型的設計思想是：

本實用新型基于電路的通斷進行測量，氣體通入裝有溶液的氣泡測定傳感器中，氣泡管產生氣泡，氣泡進入內管上部細管，推動細管中的溶液上噴形成液柱，當液柱觸及探針電極時，測量電路處于通路狀態(tài)；沒有氣泡產生時，測量電路處于斷路狀態(tài)。電路的通斷導致測量裝置所測量到的電壓或電流發(fā)生變化，通過采集電路的電壓或電流變化得出氣泡個數，氣體流量由氣泡個數乘以單個氣泡的體積得出，氣體流速由氣體流量除以所用時間得出。

本實用新型的優(yōu)點及積極效果是：