提高沼气甲烷含量的自动加药控制器的制作方法

本实用新型的实施例涉及自动控制器，具体而言，涉及一种提高沼气甲烷含量的自动加药控制器。

背景技术：

当今世界能源危机日趋严重，我国全年天然气产量为138十亿立方米，消费量达197.3十亿立方米，随着经济的发展，我国天然气需求仍将不断增加，供需缺口不断扩大。近年来，生物质能源在众多新能源中也备受关注，因为利用畜禽粪便、生活有机垃圾、农产品加工废水等废弃物为原料厌氧发酵产沼气，并对沼气进行纯化压缩，制出压缩生物燃气。不仅解决环境污染难题，还真正实现废物资源化。但由于我国的沼气工程在装备以及技术上较发达国家相对落后，普遍存在产气率低、不稳定、甲烷含量低(一般含量为45％)等不足，尤其是沼气甲烷含量低，二氧化碳含量高，导致沼气脱碳技术难度大，运行成本高，限制了生物燃气产业化发展。针对上述问题，已经有人研发出通过添加各类酶、微量金属元素等营养物提高系统甲烷产量和污染物质转化率。但是目前此类厌氧发酵系统的加药系统自动化程度还是较低，基本只是控制液位上下限，没有通过沼气甲烷含量指标来对药剂的添加系统进行实时监控。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单、可操作性高的提高沼气甲烷含量的自动加药控制器。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种提高沼气甲烷含量的自动加药控制器，包括控制电路、药剂罐、液位传感器、电磁阀、加药泵、厌氧发酵罐、储气罐以及甲烷传感器，其中，药剂罐、电磁阀、加药泵、厌氧发酵罐和储气罐依次连通；液位传感器安装在药剂罐内，用于监测药剂罐内液位，并向控制电路发出液位值信号；甲烷传感器安装在储气罐内，用于监控储气罐内甲烷含量，并向控制电路发出甲烷含量值信号；控制电路分别与电磁阀、加药泵耦合，用于分别控制电磁阀启停和加药泵启停。

本实用新型还包括如下优选技术方案。

控制电路包括单片机、第一继电器和第二继电器，单片机的输入端分别与液位传感器、甲烷传感器耦合，第一继电器与电磁阀耦合，第二继电器与加药泵耦合，单片机的输出端通过第一继电器控制电磁阀启停，以及通过第二继电器控制加药泵启停。

液位传感器为非接触式液位传感器。

甲烷传感器的型号为MQ-4。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：本控制器结构简单,可操作性高，通过液位传感器监控药剂罐内药剂含量，通过甲烷传感器监控储气罐内甲烷含量，通过控制电路控制电磁阀和加药泵的工作，在节约药剂用量的基础上提高沼气的甲烷含量，该控制器可以在现有厌氧发酵系统基础上改造安装，可以根据厌氧微生物发酵情况自动控制药剂的进出料。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是提高沼气甲烷含量的自动加药控制器的结构框图。图中没有箭头的实线表药剂管，有箭头的实线代表控制线，虚线代表沼气管。

图2是控制电路与液位传感器、甲烷传感器、电磁阀和加药泵的电气结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

见图1，本实施例的提高沼气甲烷含量的自动加药控制器，包括控制电路1、药剂罐2、液位传感器3、电磁阀4、加药泵5、厌氧发酵罐6、储气罐7以及甲烷传感器8。

见图2，控制电路1包括单片机1a、第一继电器1b和第二继电器1c，单片机1a的输入端分别与液位传感器3、甲烷传感器8耦合，第一继电器1b与电磁阀4耦合，第二继电器1c与加药泵5耦合，单片机1a的输出端通过第一继电器1a控制电磁阀4启停，以及通过第二继电器1c控制加药泵8启停。

药剂罐2用于搅拌及存储药品，药剂罐2中设有最低位，当药品液位高于最低位时是属于正常的药品液位。药剂罐2的药品添减是通过人工控制的，在液位低于最低位时向药剂罐2添加药品。液位传感器3安装在药剂罐2内，用于监测药剂罐2的液位。液位传感器3是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出，在本实例中根据液位传感器的为非接触液位传感器，具体选用“电应普”牌DS1603型超声波非接触式液位传感器，可有效避免药剂腐蚀传感器，提高传感器的使用寿命以及检测精度。

电磁阀4通过控制药品是否流出控制药剂罐2的液位，在液位低于最低位时关闭，液位高于最低位时恢复正常供药，控制电路1根据液位传感器3的液位值信号控制电磁阀4启停，避免药剂罐2被抽干

加药泵5负责将药剂抽到厌氧发酵罐6提供给微生物营养，激活微生物活性，可将沼气的甲烷含量从45％提高70％以上，加药泵5根据储气罐7中甲烷含量的高低启停，本实施例，当甲烷传感器8检测到储气罐7中甲烷含量低于45％时启动加药泵5，甲烷含量高于70％关闭加药泵5。

厌氧发酵罐6属于现有的厌氧发酵系统的一部分，厌氧发酵罐6利用微生物代谢降解有机质产生沼气(CH4、CO2)，所产生的沼气存储到储气罐7中。

甲烷传感器8安装在储气罐7内，用于检测沼气的甲烷含量。本实例的甲烷传感器8采用气敏传感器，该类型传感器可以将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，本实施例的甲烷传感器8采用型号为MQ-4。

在整个装置中，控制电路1分别与电磁阀4、加药泵5、液位传感器3、甲烷传感器8耦合。当药剂罐2的药品液位低于最低位时，液位传感器3检测到液位过低时，控制电路1接收到液位传感器3发送的信号后控制电磁阀4关闭。而当药剂罐2的液位高于最低位之间时，控制电路1发出控制信号使电磁阀4阀门正常打开，实现药品的正常供应。当甲烷传感器8检测到储气罐7中的甲烷含量低于45％时，加药泵5开始工作，将药品抽到厌氧发酵罐6，提供给微生物营养，激活微生物活性，提高甲烷含量，装置可将沼气甲烷含量从45％提高70％以上。当甲烷传感器测8试到储气罐7的甲烷含量高于70％时，控制电路1控制加药泵5关闭。

本实用新型结构简单，通过使用液位传感器3与甲烷传感器8分别检测药剂罐2液位与储气罐7甲烷含量，发出控制信号控制电磁阀4与加药泵5的工作状态，实现根据甲烷含量或药品量自动控制药品的添加，在节约药剂量及运行成本的基础上提高沼气甲烷含量。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。