专利名称：沼气测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及沼气检测领域，尤其涉及一种可同时检测沼气浓度及沼液pH值的沼气测试仪。
背景技术：
沼气是一种多种气体的混合物，一般含有甲烧、二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，因此，沼气被广泛用于炊事、烘干农副产品、供暖及照明等日常生活。为了充分利用沼气这一清洁燃料，国家设立了沼气服务网点，为农户的沼气池检测沼气中甲烷的浓度，目前，国际上大多使用红外吸收测量方法测量CH4浓度，但是该方法十分昂贵，很难在农村推广使用。在我国，部分地区使用红外气体传感器来测量CH4浓度，但是该红外气体传感器成本较高。此外，沼液pH值，是影响沼气中CH4含量的重要因素，一般应该控制沼液pH在
6.8-7.6之间。目前，农村主要采用的是pH试纸来检测沼液pH值。该方法需要人工观察，另外还容易受沼液颜色干扰，测量精度较低。由于沼气成份检测与pH检测得到的两类参数具有明显的因果关系，因此有必要将两者集成作为一个套件，同时测量沼气中CH4浓度和沼液pH值。另外，目前使用的检测装置，大多需要插电使用，使用不便。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可同时测量CH4浓度和沼液pH值、检测准确的可充电沼气测试仪。根据本实用新型的一个方面，提供了一种沼气测试仪，该包括测试仪本体、pH传感器及充电电源，其中，测试仪本体内设有测控晶片、导气通道、显示器、显示切换开关、及可充电电池组，导气通道内设有沼气成份传感器，PH传感器、沼气成份传感器、显示切换开关及可充电电池组均分别连接于测控晶片，显示器连接于显示切换开关，沼气成分传感器为热传感器。由此，本实用新型的沼气测试仪通过沼气成分传感器、PH传感器分别获取沼气中CH4的体积百分含量及沼液的pH值，并将获取的信息传输给测控晶片进行处理、计算、输出，由显示器显示，并通过显示切换开关切换显示数据显示，同时，本实用新型的找去测试仪，通过采用可充电电池组，不用插电操作，随时随地对沼气进行检测，操作方面，且叫实用干电池组节约了成本，另外，较目前普遍使用的红外传感器相比，降低了使用成本，且误差在国家的允许范围以内。在一些实施方式中，测试仪本体设有自增值开关，自增值开关分别连接于测控晶片及显示切换开关。由此，正常情况下，沼气中CH4浓度在40% -50%，低于此范围为非正常情况，当测试到的CH4的体积百分含量低于20% -30%时，按下自增值开关，此时测试仪自动增加20%，此时显示器显示的数值即为被测试沼气中CH4的实际体积百分含量在一些实施方式中，测试仪本体设有pH传感器接口，pH传感器通过pH传感器接口与测控晶片连接。由此，在无需检测的情况下，将PH传感器与测试仪本体分离，方便携带，防止碰撞至pH传感器损坏。在一些实施方式中，导气通道设于测试仪本体的一侧，导气通道的一端为进气口，另一端为出气口，出气口设有一滑盖，滑盖设有通气孔。由此，检测时，从进气口插入沼气管道，打开滑盖，导入沼气，充分排出导气通道内的空气，再关闭滑盖，便可测量沼气中CH4浓度。设有滑盖且滑盖设有通气孔，减缓了沼气排出的速度，延长了沼气在导气通道内的停留时间，使检测更加准确。在一些实施方式中，测试仪本体另外还设有电源开关、电源显示灯、启动键、欠压显示灯及校准切换开关，电源开关、电源显示灯、启动键、欠压显示灯及校准切换开关均与测控晶片连接。由此，电源开关控制沼气测试仪的启动与关闭，电源显示灯显示沼气测试仪是否处于工作状态，启动键方便在沼气测试仪处于待机状态时启动仪器，欠压显示灯在仪器处于欠压状态时及时通知操作者，提醒操作者及时充电，以免耽误工作，校准切换开关用于校准调零时的功能模块的切换，电源开关、电源显示灯、启动键、欠压显示灯及校准切换开关均由测控晶片控制其工作。在一些实施方式中，测试仪本体侧面设有pH校准拨盘、浓度校准拨盘及充电电源接口，pH校准拨盘、浓度校准拨盘及充电电源接口均连接于所述测控晶片。由此，通过pH校准拨盘实现PH检测工作模块的校准调零，通过浓度校准拨盘实现浓度检测工作模块的校准调零，通过充电电源接口连接充电电源，对可充电电池组充电，pH校准拨盘、浓度校准拨盘及充电电源接口均通过测控晶片控制其工作。在一些实施方式中，pH传感器为玻璃电极。该pH传感器灵敏度高，由此，使测量更加精确，减小误差。在一些实施方式中，测控系统为一嵌入式的单片机系统。由此，控制沼气测试仪的数据处理、计算、输出与显示，实现各部件的正常配合工作。

图1为本实用新型一实施方式中沼气测试仪的结构示意图；图2为图1所示沼气测试仪的俯视图；图3为图1所示沼气测试仪的内部结构示意图；图4为本实用新型一实施方式中沼气测试仪的结构框架图。
具体实施方式
以下结合附图说明，对本实用新型进行进一步详细的说明。图1至图4示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的沼气测试仪。如图1和图2所示，在本实用新型的一实施例中，沼气测试仪包括测试仪本体10、PH传感器20及充电电源40。其中，pH传感器20为玻璃电极。测试仪本体10为一长方体，测试仪本体10顶面设有一 PH传感器接口 1020，pH传感器20通过该pH传感器接口 1020与测试仪本体10连接。测试仪本体10其中一侧面设有一充电电源接口 1040，充电电源40通过该充电电源接口 1040与测试仪本体10连接。如图1所示，测试仪本体10内部一侧竖直方向上设有导气通道102，导气通道的上端口为进气口 1021，导气通道的下端口为出去口 1022。其中，出气口 1022设有一滑盖1023，该滑盖1023边缘设有一通气孔1024。另外，如图2所示，进气口 1021为一锥形口，锥形进气口方便与沼气管道连接，防止沼气泄露。检测时，从进气口 1021插入沼气管道，打开滑盖1023，导入沼气，充分排出导气通道102内的空气，再关闭滑盖1023，便可测量沼气中CH4浓度。设有滑盖1023且滑盖1023设有通气孔1024，减缓了沼气排出的速度，延长了沼气在导气通道102内的停留时间，使检测更加准确。如图1所示，测试仪本体10正面上方设有显示器103，测试时，直接从显示器103中读出测试数值。显示器103下方依次设有电源开关107、电源显示灯108、启动键109、欠压显示灯110及校准切换开关111。测试仪本体10设有充电电源接口 1040—侧面，分别设有PH校准拨盘112及浓度校准拨盘113。测试仪本体10顶端，与于pH传感器接口 1020相邻处设有显示切换开关104及自增值开关105。其中，电源开关107控制沼气测试仪的启动与关闭。电源显示灯108显示沼气测试仪是否处于工作状态。启动键109方便在沼气测试仪处于待机状态时启动仪器。欠压显示灯110在仪器处于欠压状态时及时通知操作者，提醒操作者及时充电，以免耽误工作。校准切换开关111包括零度档1111和50%档1112，用于校准调零时的功能模块的切换。PH校准拨盘112用于pH测试功能模块的调零。浓度校准拨盘113用于浓度测试功能模块的调零。显示切换开关104包括pH档和CH4档，用于测试时功能模块的切换。自增值开关105在测试出的CH4浓度明显低于正常浓度时的自动增值。图3为沼气测试仪的内部结构示意图，如图3所示,测试仪本体10内部设有可充电电池组106、测控晶片101、显示器103及导气通道102。测试仪本体10包括上壳体1001及下壳体1002。显示器103设于上壳体1001内。另外，测控晶片101包括第一测控晶片1011和第二测控晶片1012，测控晶片101为嵌入式的单片机系统。如图所示，第一测控晶片1011设于上壳体1001内，其中，电源开关107、电源显示灯108、启动键109、欠压显示灯110、校准切换开关111、pH校准拨盘112、浓度校准拨盘113及充电电源接口 1040分别连接于第一测控晶片1011上，由第一测控晶片1011控制其工作。如图3和图4所示，下壳体1002 —侧设置有导气通道102，导气通道102通过通道分隔盖1025封闭，通道分隔盖1025上设有导线孔1026。导气通道102内设置有沼气成分传感器30，其中，沼气成分传感器30为热传感器。沼气成分传感器30通过导线穿过通道分隔盖1025上的导线孔1026与第一测控晶片1011连接，沼气成分传感器30将测试到的信号传输给第一测控晶片1011处理、计算和输出。如图3和图4所示，下壳体1002内部还设有第二测控晶片1012和充电电池组106，下壳体1002顶端分别设有pH传感器接口 1020、显示切换开关104及自增值开关105。其中，PH传感器接口 1020通过导线与第二测控晶片1012连接，第二测控晶片1012通过导线与第一测控晶片1011连接，pH传感器接口 1020将测试到的信号传输给第二测控晶片1012处理，再由第二测控晶片1012传输给第一测控晶片1011处理、计算和输出。显示切换开关104通过导线分别与第二测控晶片1012、第一测控晶片1011连接及显示器103连接，显示切换开关104通过第一测控晶片1011和第二测控晶片1012完成pH值测试和沼气浓度间工作模块的切换，并将输出数值传输给显示器103显示出来。自增值开关105通过导线分别与第一测控晶片1011及显示切换开关104连接，通过第一测控晶片1011的处理完成自动增加数值的目的。可充电电池组106通过导线与第一测控晶片1011连接，第一测控晶片1011可监测到可充电电池组106的电量，通过欠压显示灯110反馈给使用者可充电电池组106是否处于欠压状态，另外，通过第一测控晶片1011处理，完成从充电电源接口 1040对可充电电池组106的充电工作。操作人员进行检测工作前，先打开电源开关107，对沼气测试仪进行预热，预热5min后，将校准切换开关111拨至零度档1111，调节pH校准拨盘112至显示器103显示数值为00.0，将校准切换开关111拨至50%档1112，调节浓度校准拨盘113至显示器103显示数值为50.0，再将校准切换开关111拨至零度档1111，调节pH校准拨盘112至显示器103显示数值为00.0，继续将校准切换开关111拨至50%档1112，调节浓度校准拨盘113至显示器103显示数值为50.0，重复上述操作，直至当校准切换开关111拨至零度档1111时显示器103显示数值为00.0不变，当校准切换开关111拨至50%档1112时显示器103显示数值为50.0不变，表示仪器已经完成预热，可以进行测试工作。测试时，将本实用新型的沼气测试仪的进气口 1021连接至沼气管道中，打开滑盖1023，赶出导气通道中的空气后关闭滑盖1023，将pH传感器30探头插入导液中。导气通道102中的沼气成分传感器30、pH传感器20分别获取沼气中的CH4的含量及沼液的pH值，传输给第一测控晶片1011处理、计算及输出，通过显示器显示CH4的体积百分含量及pH值。按动显示切换开关104,切换显示器数值显示，当显示切换开关104按下时显示为沼液pH值，当显示切换开关104弹出时显示为CH4的体积百分含量。正常情况下，沼气中CH4浓度在40% -50%，低于此范围为非正常情况，当测试到的CH4的体积百分含量低于20% -30%时，按下自增值开关105，此时测试仪自动增加20%，此时显示器显示的数值即为被测试沼气中CH4的实际体积百分含量。本实用新型的沼气测试仪，可同时检测沼气中CH4浓度及沼液pH值，检测方便准确，比使用两台仪器测试节约了成本，同时方便快捷。另外，本实用新型的沼气测试仪的沼气成分传感器采用热传感器代替原有的红外传感器，节约了使用成本，虽然红外传感器较热传感器灵敏度更高，但是热传感器测试出的误差在国家允许的范围之内，不会影响测试结果。本实用新型的沼气测试仪测试出的CH4的体积百分含量精确到小数点后一位，测试出的沼液PH值精确到小数点后两位，灵敏度高，测试出的数值精确，误差小。其次，本实用新型采用可充电电池组，无需插电实用，随时随地可以进行检测工作，同时设有欠压提醒，提醒操作者随时充电，另外，当测试仪长时间不使用时，自动待机，待机状态下可节约电量，使用时只需按下启动键便可进行测试，无需重新进行校准调零，方便快捷。
权利要求1.沼气测试仪，用于同时检测沼气中CH4浓度及沼气pH值的测试仪器，其特征在于，包括测试仪本体(10)、pH传感器(20)及充电电源(40)，所述测试仪本体(10)内设有测控晶片(101)、导气通道(102)、显示器(103)、显示切换开关(104)、及可充电电池组(106)，所述导气通道(102)内设有沼气成份传感器(30),所述pH传感器(20)、沼气成份传感器(30)、显示切换开关(104)及可充电电池组(106)均分别连接于所述测控晶片(101)，所述显示器(103)连接于所述显示切换开关(104)，所述沼气成分传感器(30)为热传感器。
2.根据权利要求1所述的沼气测试仪，其特征在于，所述测试仪本体(10)设有自增值开关(105)，所述自增值开关(105)分别连接于所述测控晶片(101)及所述显示切换开关(104)。
3.根据权利要求2所述沼气测试仪，其特征在于，所述测试仪本体(10)设有pH传感器接口(1020)，所述pH传感器(20)通过所述pH传感器接口(1020)与所述测控晶片(101)连接。
4.根据权利要求3所述的沼气测试仪，其特征在于，所述导气通道(102)设于所述测试仪本体(10)的一侧，所述导气通道(102)的一端为进气口(1021)，另一端为出气口(1022)，所述出气口 (1022)设有一滑盖(1023)，所述滑盖(1023)设有通气孔(1024)。
5.根据权利要求4所述的沼气测试仪，其特征在于，所述测试仪本体(10)还设有电源开关(107)、电源显示灯(108)、启动键(109)、欠压显示灯(110)及校准切换开关(111)，所述电源开关(107)、电源显示灯(108)、启动键(109)、欠压显示灯(110)及校准切换开关(111)均与所述测控晶片(101)连接。
6.根据权利要求5所述的沼气测试仪，其特征在于，所述测试仪本体(10)侧面设有pH校准拨盘(112)、浓度校准拨盘(113)及充电电源接口(1040)，所述pH校准拨盘(112)、浓度校准拨盘(113)及充电电源接口(1040)均连接于所述测控晶片(101)。
7.根据权利要求1所述的沼气测试仪，其特征在于，所述pH传感器(20)为玻璃电极。
8.根据权利要求1所述的沼气测试仪，其特征在于，所述测控系统(101)为一嵌入式的单片机系统。
专利摘要本实用新型公开了一种沼气测试仪。该沼气测试仪包括测试仪本体、pH传感器及充电电源，测试仪本体内设有测控晶片、导气通道、显示器、显示切换开关、及可充电电池组，导气通道内设有沼气成份传感器，其中，pH传感器、沼气成份传感器、显示切换开关及可充电电池组均分别连接于测控晶片，显示器连接于显示切换开关。本实用新型的沼气测试仪通过沼气成分传感器、pH传感器分别获取沼气中CH4的体积百分含量及沼液的pH值，并将获取的信息传输给测控晶片进行处理、计算、输出，由显示器显示，并通过显示切换开关切换显示数据显示。本实用新型实现了同时检测沼气中CH4浓度及沼气pH值，检测方便准确。
文档编号G01N33/00GK202956368SQ20122057771
公开日2013年5月29日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者朱晓兵 申请人:朱晓兵