一种发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法

摘要

本发明公开了一种发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法，检测设备包括反应容器、测量装置、第一程控阀门、连通器、液位传感器和主控制系统；所述测量装置包括内管道和外管道，所述外管道套设于所述内管道的外侧，所述内管道与所述外管道之间填充有密封液体；所述连通器通过第一阀门与所述外管道的底部连通，所述反应容器内的反应物发酵产生的气体由内管道进入所述测量装置中，并将所述密封液体排出至所述连通器中；所述液位传感器设置于所述外管道；所述第一程控阀门与所述液位传感器分别与所述主控制系统连接。本发明提供的发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法，不仅操作简单，而且提高了检测结果的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法。

背景技术

目前发酵试验中气体产量的检测设备多为发酵罐、气袋、导气管等连接的简易装置，通过人工手动计量气体的体积，操作复杂。由于简易装置易受到环境、温度、压力等的影响，检测过程易产生系统误差，从而导致检测结果不准确。而且，由于发酵试验的测试周期较长，需人员长期值守，在检测过程中人为影响的因素较大，易导致检测结果的误差较大。

发明内容

为此，本发明提供一种发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法，以解决现有技术中发酵试验中气体产量的检测设备的检测结果不准确，操作复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种发酵试验中气体产量的检测设备，包括：

反应容器，所述反应容器内盛放反应物；

测量装置和第一程控阀门，所述测量装置包括内管道和外管道，所述外管道套设于所述内管道的外侧，所述内管道与所述外管道之间填充有密封液体，所述内管道的底部与所述反应容器连通，所述外管道的顶部连接有所述第一程控阀门；

连通器，所述连通器与大气连通，且所述连通器通过第一阀门与所述外管道的底部连通，所述反应容器内的反应物发酵产生的气体由内管道进入所述测量装置中，并将所述密封液体排出至所述连通器中；

液位传感器，所述液位传感器设置于所述外管道，所述液位传感器被配置为用于监测所述外管道中的液位；

主控制系统，所述第一程控阀门与所述液位传感器分别与所述主控制系统连接。

可选地，还包括：

磁力搅拌器，所述磁力搅拌器与所述主控制系统连接，所述磁力搅拌器被配置为对所述反应容器中的反应物进行搅拌。

可选地，还包括：

振动器，所述振动器伸入所述反应容器中对所述反应容器中的反应物进行搅拌。

可选地，所述反应容器的顶部连接有第二程控阀门。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括第二阀门和第三阀门，在所述第一程控阀门与所述外管道之间设置有第二阀门；在所述第二程控阀门与所述反应容器之间设置有第三阀门。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括：

恒温仓和温度控制系统，所述温度控制系统与所述主控制系统连接，所述反应容器设置于所述恒温仓中，所述温度控制系统被配置为使所述恒温仓内的温度恒定；

计量仓，所述测量装置和所述连通器设置于所述计量仓中。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述计量仓内，并与所述主控制系统连接，所述第一温度传感器被配置为用于将所述计量仓内的温度数据传输至所述主控制系统；

压力传感器，所述压力传感器设置于所述计量仓内，并与所述主控制系统连接，所述压力传感器被配置为用于将所述计量仓内的压力数据传输至所述主控制系统；

监控系统，所述监控系统设置于所述计量仓内，并与所述主控制系统连接，所述监控系统被配置为用于将所述计量仓内的监控视频传输至所述主控制系统。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括：

第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于所述恒温仓内，并与所述主控制系统连接，所述第二温度传感器被配置为用于将所述恒温仓内的温度数据传输至所述主控制系统。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括：

防爆风扇，所述防爆风扇与所述主控制系统连接；

可燃气体报警器，所述可燃气体报警器与所述主控制系统连接。

另外，本发明提供一种检测方法，其采用上述的发酵试验中气体产量的检测设备，包括：

步骤S1，使测量装置内的液面与连通器内的液面齐平；

步骤S2，反应容器内的反应物发酵产生的气体由内管道进入所述测量装置中，并将密封液体排出至连通器中；

步骤S3，当测量装置中的液面达到液位传感器的预设位置时，由主控制系统控制打开第一程控阀门以使测量装置排气；

步骤S4，记录第一程控阀门的排气，待所述测量装置内的液面与所述连通器内的液面齐平时，关闭第一程控阀门；

步骤S5，重复步骤S1至步骤S4，以得到发酵试验的气体的总产量。

本发明具有如下优点：

本发明提供的发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法，通过采用液位传感器，使得该检测设备能够测量发酵试验中气体的产生量并记录气体体积，操作简单，且检测过程无需人员长期值守，避免检测过程受到人为因素的影响而产生误差，检测结果比较准确。同时，该发酵试验中气体产量的检测设备实现了自动定量计量，在气体产生速率突增的情况下，能准确记录更多气体产生过程的细节。

另外，该检测设备的测量装置通过气体排液方式，使检测过程中气体产生的体积可视化强，有利于提高气体测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有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是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的发酵试验中气体产量的检测设备的结构示意图；

图中：1、反应容器；2、测量装置；21、内管道；22、外管道；3、第一程控阀门；4、连通器；5、液位传感器；6、主控制系统；7、第一阀门；8、磁力搅拌器；9、第二程控阀门；10、第二阀门；11、第三阀门；12、恒温仓；13、温度控制系统；14、计量仓；15、第一温度传感器；16、压力传感器；17、监控系统；18、第二温度传感器；19、防爆风扇；20、可燃气体报警器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种发酵试验中气体产量的检测设备，该检测设备用于测量发酵试验中的气体产量。

具体地，该检测设备包括反应容器1、测量装置2、第一程控阀门3、连通器4、液位传感器5和主控制系统6。其中，所述反应容器1内盛放反应物。反应容器1为密封状态，反应物放置在反应容器1中进行发酵试验并产生气体。反应容器1采用耐酸碱及微生物腐蚀材料制成，且反应容器1设置有快速进料密封口，通过快速进料密封口将反应物加入反应容器1中。

进一步具体地，所述测量装置2包括内管道21和外管道22，所述外管道22套设于所述内管道21的外侧，所述内管道21与所述外管道22之间填充有密封液体，所述内管道21的底部与所述反应容器1连通，所述外管道22的顶部连接有所述第一程控阀门3。其中，测量装置2由耐腐蚀透明材质制成，且外管道22上设置有计量刻度，便于对反应物发酵试验过程产生的气体进行观测。外管道22的顶部通过第一程控阀门3与设备外部的气体管道接口连通。

在本实施例中，所述连通器4与大气连通，且所述连通器4通过第一阀门7与所述外管道22的底部连通，所述反应容器1内的反应物发酵产生的气体由内管道21进入所述测量装置2中，并将所述密封液体排出至所述连通器4中。连通器4由耐腐蚀透明材质制成，第一阀门7可连通或阻断外管道22与连通器4的连接。

所述液位传感器5设置于所述外管道22，所述液位传感器5被配置为用于监测所述外管道22中的液位。所述第一程控阀门3与所述液位传感器5分别与所述主控制系统6连接。

液位传感器5能实时监测外管道22中液位，并将信号传输至主控制系统6。同时，液位传感器5的固定方式采用快夹式固定，其可灵活地固定在外管道22上。

在本实施例中，主控制系统6的内部设置有时间继电器，通过内设程序对检测设备的程控部件进行自动控制及数据记录。

检测设备的各个部件高度集成在一个柜体中，便于移动及控制。而且，一个柜内可设置多组反应容器1、测量气管、连通器4及相关配件，优选为6组-18组。

另外，柜体设置有通风防尘网，有助于保持柜体内的洁净。同时，柜体上设置显示器，显示器与主控制系统6连接，显示器可实时显示柜内温度压力等状态，从而便于对发酵试验过程的控制。

本实施例提供的发酵试验中气体产量的检测设备，通过采用液位传感器5，使得该检测设备能够测量发酵试验中气体的产生量并记录气体体积，操作简单，且检测过程无需人员长期值守，避免检测过程受到人为因素的影响而产生误差，检测结果比较准确。同时，该发酵试验中气体产量的检测设备实现了自动定量计量，在气体产生速率突增的情况下，能准确记录更多气体产生过程的细节。

另外，该检测设备的测量装置2通过气体排液方式，使检测过程中气体产生的体积可视化强，有利于提高气体测量的精度。

在一种具体地实施方式中，该检测设备还包括磁力搅拌器8，所述磁力搅拌器8与所述主控制系统6连接，所述磁力搅拌器8被配置为对所述反应容器1中的反应物进行搅拌。磁力搅拌器8能够对反应容器1内的反应物进行振动搅拌，以保证发酵试验中的反应物发酵充分，从而保证了气体产量测量的准确性。

在另一种具体地实施方式中，该检测设备还包括振动器，所述振动器伸入所述反应容器1中对所述反应容器1中的反应物进行搅拌。通过振动器对反应容器1进行振动，以提高发酵试验的反应效率。

可选地，所述反应容器1的顶部连接有第二程控阀门9。第二程控阀门9与主控制系统6连接。反应容器1通过第二程控阀门9与设备外部的气体管道接口连通。同时，可以通过第二程控阀门9向反应容器1中通入其他气体或进行吹扫。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括第二阀门10和第三阀门11，在所述第一程控阀门3与所述外管道22之间设置有第二阀门10；在所述第二程控阀门9与所述反应容器1之间设置有第三阀门11。

第二阀门10能够连通或阻断外管道22与检测设备外的连接，第三阀门11能够连通或阻断反应容器1与检测设备外的连接。

在本实施例中，第一阀门7、第二阀门10和第三阀门11的过流部分均采用耐腐蚀的材质，以保证发酵试验的稳定进行。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括恒温仓12、温度控制系统13和计量仓14。

所述温度控制系统13与所述主控制系统6连接，所述反应容器1设置于所述恒温仓12中，所述温度控制系统13被配置为使所述恒温仓12内的温度恒定。将反应容器1置于恒温仓12内，恒温仓12可通过温度控制系统13精确控制恒温仓12内温度，精度≤±1℃。恒温仓12可采用水浴、风控等多种方式保证恒温仓12内的温度。

所述测量装置2和所述连通器4设置于所述计量仓14中。恒温仓12与计量仓14分隔开，操作时互不影响，有助于保证测量过程的准确性。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括第一温度传感器15、压力传感器16和监控系统17。

具体地，所述第一温度传感器15设置于所述计量仓14内，并与所述主控制系统6连接，所述第一温度传感器15被配置为用于将所述计量仓14内的温度数据传输至所述主控制系统6。第一温度传感器15有助于主控制系统6对计量仓14内的温度控制。

所述压力传感器16设置于所述计量仓14内，并与所述主控制系统6连接，所述压力传感器16被配置为用于将所述计量仓14内的压力数据传输至所述主控制系统6。压力传感器16有助于主控制系统6对计量仓14内的压力控制。

所述监控系统17设置于所述计量仓14内，并与所述主控制系统6连接，所述监控系统17被配置为用于将所述计量仓14内的监控视频传输至所述主控制系统6。监控系统17有助于主控制系统6对计量仓14内的环境进行实时监控和记录。

本实施例通过采用液位传感器5，可实现自动测量并记录发酵试验产生气体体积，并通过实时温度和气压条件对气体体积进行自动校正，避免操作时产生人员误差，检测结果准确。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括第二温度传感器18，所述第二温度传感器18设置于所述恒温仓12内，并与所述主控制系统6连接，所述第二温度传感器18被配置为用于将所述恒温仓12内的温度数据传输至所述主控制系统6。第二温度传感器18有助于主控制系统6对恒温仓12内的温度控制。

可选地，所述发酵试验中气体产量的检测设备还包括防爆风扇19和可燃气体报警器20。所述防爆风扇19与所述主控制系统6连接，防爆风扇19为发酵试验中气体产量的检测设备通风换气，防止可燃气体聚集，保证了发酵试验的安全性。所述可燃气体报警器20与所述主控制系统6连接，可燃气体报警器20用于监测发酵试验中气体产量的检测设备内可燃气体聚集情况，并将信号传输给主控制系统6，便于主控制系统6对发酵试验的控制，可燃气体报警器20也可自行报警，保证了试验过程的安全性。

另外，本申请提供一种检测方法，其采用上述的发酵试验中气体产量的检测设备，包括：

步骤S1，使测量装置2内的液面与连通器4内的液面齐平。此时，外管道22内的液面所在的刻度为测量零点。

步骤S2，反应容器1内的反应物发酵产生的气体由内管道21进入所述测量装置2中，并将密封液体排出至连通器4中。此时，外管道22内的液面降低，外管道22的刻度显示当前发酵试验产生的气体产量。

可选地，反应物在预先设置的温度条件和压力条件下进行反应。

步骤S3，当测量装置2中的液面达到液位传感器5的预设位置时，由主控制系统6控制打开第一程控阀门3以使测量装置2排气。

步骤S4，记录第一程控阀门3的排气，待所述测量装置2内的液面与所述连通器4内的液面齐平时，关闭第一程控阀门3。即外管道22内的液位重新回到测试零点。

步骤S5，重复步骤S1至步骤S4，以得到发酵试验的气体的总产量。

发酵试验的气体产量通过计量仓14内的第一温度传感器4和压力传感器16实时进行标准体积的换算。

需要说明的是，上述各步骤均可以切换为手动控制，操作非常简单。

在本实施例中，通过独立设置恒温仓12和计量仓14，避免了检测过程中受到细微的干扰，提高了检测精度。

同时，该检测设备将所有器件高度集成在一柜体中，避免试验过程中人为因素干扰，并且占地小，方便移动。

本实施例提供的发酵试验中气体产量的检测设备及检测方法，不仅操作简单，而且提高了检测结果的准确性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。