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1、(10)申请公布号 CN 102864247 A (43)申请公布日 2013.01.09 CN 102864247 A *CN102864247A* (21)申请号 201210275937.0 (22)申请日 2012.08.03 C12Q 3/00(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/107(2006.01) (71)申请人 北京奇迪惠民科技投资有限公司 地址 100037 北京市海淀区万寿路乙十五号 院内南楼 (C 座 )5 层西侧 (72)发明人 周奇迪 (54) 发明名称 一种沼气池 PH 值控制方法及系统 (57) 摘要 本发明公开了一种沼气池 。
2、PH 值控制方法及 系统， 该方法包括 ： 利用多个 PH 传感器检测沼气 池内不同区域的 PH 值 ； 将多个 PH 值两两比较， 并判断任意两个 PH 值之间的测量差值是否超过 预设 PH 差值 ； 当任意两个 PH 值之间的测量差值 超过预设 PH 差值时， 生成搅拌信号并发送给搅拌 机。与现有技术相比， 该方法无需通过人工操作， 并且不是按照固定的时间间隔进行搅拌， 而可以 根据沼气池内的具体情况进行搅拌， 灵活性较好， 可以实现更好地对沼气池内的 PH 值进行控制， 避 免出现不同区域之间温差较大的情况。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 (1。
3、9)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 1/1 页 2 1. 一种沼气池 PH 值控制方法， 其特征在于， 在所述沼气池内设置有搅拌机， 所述搅拌 机垂直贯穿所述沼气池内空间， 并且在所述沼气池内不同区域设置有多个 PH 传感器， 该方 法包括 ： 利用多个所述 PH 传感器检测所述沼气池内不同区域的 PH 值 ； 将多个所述 PH 值两两比较， 并判断任意两个所述 PH 值之间的测量差值是否超过预设 PH 差值 ； 当任意两个所述 PH 值之间的测量差值超过预设 PH 差值时， 生成搅拌信号并发送给所 述搅拌机。 2. 根据权。
4、利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述生成搅拌信号并发送给所述搅拌机， 具体包括 ： 将超过预设 PH 差值的测量差值与预设差指表进行比较 ； 根据比较结果， 利用所述测量差值所对应的所述预设差指表中预设的搅拌时长、 搅拌 频率生成搅拌信号， 并发送给所述搅拌机 ； 并且所述测量差值越大， 预设搅拌时长越长、 预设搅拌频率越大。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 当生成搅拌信号并发送给搅拌机后， 并且 当任意两个所述 PH 值之间的测量差值均未超过预设 PH 差值时， 该方法进一步包括 ： 生成关停指令， 并将所述关停指令发送给所述搅拌机， 控制所述搅拌机停止搅拌。 4。
5、. 一种沼气池 PH 值控制系统， 其特征在于， 包括 ： 搅拌机、 多个 PH 传感器、 第一比较器 和搅拌信号生成单元， 其中 ： 多个 PH 传感器分散设置在所述沼气池内不同区域， 用于检测沼气池内不同区域沼液 的 PH 值 ； 所述第一比较器用于将多个所述 PH 传感器检测得到的 PH 值两两进行比较， 并比较任 意两个所述 PH 值之间的差值与预设 PH 差值的大小 ； 所述搅拌信号生成单元用于当任意两个所述 PH 值之间的差值超过预设 PH 差值时， 生 成搅拌信号并发送给所述搅拌机。 5. 根据权利要求 4 所述的系统， 其特征在于， 所述搅拌信号生成单元包括 ： 第二比较器和搅。
6、拌信号生成子单元， 其中 ： 所述第二比较器， 用于将超过预设 PH 差值的测量差值与预设差指表进行比较 ； 所述搅拌信号生成子单元， 用于根据所述第二 PH 比较器的比较结果， 利用所述测量差 值所对应的所述预设差指表中预设的搅拌时长搅拌频率生成搅拌信号， 并发送给所述搅拌 机 ； 并且所述测量差值越大， 预设搅拌时长越长、 预设搅拌频率越大。 6. 根据权利要求 5 所述的系统， 其特征在于， 所述系统进一步包括 ： 关停信号生成单元， 用于当生成搅拌信号并发送给搅拌机后， 并且当任意两个所述 PH 值之间的测量差值均未超过预设 PH 差值时， 生成关停指令， 并将所述关停指令发送给所述 。
7、搅拌机， 控制所述搅拌机停止搅拌。 权 利 要 求 书 CN 102864247 A 2 1/5 页 3 一种沼气池 PH 值控制方法及系统 技术领域 0001 本申请涉及沼气技术领域， 特别是涉及一种沼气池 PH 值控制方法及系统。 背景技术 0002 沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项 沼气利用技术， 它将有机物在沼气池内经过厌氧发酵处理后产生的沼气用于发动机上， 并 装有综合发电装置， 以产生电能和热能。 沼气发电具有创效、 节能、 安全和环保等特点， 是一 种分布广泛且价廉的分布式能源。 0003 在沼气池内物料发酵过程中， 沼气池内沼液会出现分层现象。
8、， 底部为沉积物， 中部 为液体， 顶部为漂浮物。当沼液出现分层后， 各层之间的分解速率不同， 进而可能导致沼气 池内局部之间的酸碱度不同， 就会造成发酵菌落的 PH 环境不同， 进而对产气造成影响。 0004 通过对现有技术研究， 申请人发现 ： 虽然在现有的沼气池内设置有搅拌机， 用于将 沼气池内的沼液进行混合均匀， 但搅拌机通常采用人为控制方式， 操作人员依据经验或现 场情况选择是否进行搅拌， 或者设置预定时间间隔， 使搅拌机在预设时间间隔内进行搅拌。 但无论哪种方式， 均无法及时有效地根据沼气池内的实际 PH 值情况来进行搅拌， 进而会影 响沼气池的产气效果。 发明内容 0005 有鉴。
9、于此， 本申请实施例提供一种沼气池 PH 值控制方法及系统， 以实现更好地对 沼气池内发酵料液的 PH 值进行控制。 0006 为了实现上述目的， 本申请实施例提供的技术方案如下 ： 0007 一种沼气池 PH 值控制方法， 在所述沼气池内设置有搅拌机， 所述搅拌机 垂直贯 穿所述沼气池内空间， 并且在所述沼气池内不同区域设置有多个 PH 传感器， 该方法包括 ： 0008 利用多个所述 PH 传感器检测所述沼气池内不同区域的 PH 值 ； 0009 将多个所述 PH 值两两比较， 并判断任意两个所述 PH 值之间的测量差值是否超过 预设 PH 差值 ； 0010 当任意两个所述 PH 值之间。
10、的测量差值超过预设 PH 差值时， 生成搅拌信号并发送 给所述搅拌机。 0011 优选地， 所述生成搅拌信号并发送给所述搅拌机， 具体包括 ： 0012 将超过预设 PH 差值的测量差值与预设差指表进行比较 ； 0013 根据比较结果， 利用所述测量差值所对应的所述预设差指表中预设的搅拌时长、 搅拌频率生成搅拌信号， 并发送给所述搅拌机 ； 0014 并且所述测量差值越大， 预设搅拌时长越长、 预设搅拌频率越大。 0015 优选地， 当生成搅拌信号并发送给搅拌机后， 并且当任意两个所述 PH 值之间的测 量差值均未超过预设 PH 差值时， 该方法进一步包括 ： 0016 生成关停指令， 并将所。
11、述关停指令发送给所述搅拌机， 控制所述搅拌机停止搅拌。 说 明 书 CN 102864247 A 3 2/5 页 4 0017 一种沼气池PH值控制系统， 包括 ： 搅拌机、 多个PH传感器、 第一比较器和搅拌信号 生成单元， 其中 ： 0018 多个 PH 传感器分散设置在所述沼气池内不同区域， 用于检测沼气池内不同区域 沼液的 PH 值 ； 0019 所述第一比较器用于将多个所述 PH 传感器检测得到的 PH 值两两进行比较， 并比 较任意两个所述 PH 值之间的差值与预设 PH 差值的大小 ； 0020 所述搅拌信号生成单元用于当任意两个所述 PH 值之间的差值超过预设 PH 差值 时，。
12、 生成搅拌信号并发送给所述搅拌机。 0021 优选地， 所述搅拌信号生成单元包括 ： 0022 第二比较器和搅拌信号生成子单元， 其中 ： 0023 所述第二比较器， 用于将超过预设 PH 差值的测量差值与预设差指表进行比较 ； 0024 所述搅拌信号生成子单元， 用于根据所述第二 PH 比较器的比较结果， 利 用所述 测量差值所对应的所述预设差指表中预设的搅拌时长搅拌频率生成搅拌信号， 并发送给所 述搅拌机 ； 0025 并且所述测量差值越大， 预设搅拌时长越长、 预设搅拌频率越大。 0026 优选地， 所述系统进一步包括 ： 0027 关停信号生成单元， 用于当生成搅拌信号并发送给搅拌机后。
13、， 并且当任意两个所 述PH值之间的测量差值均未超过预设PH差值时， 生成关停指令， 并将所述关停指令发送给 所述搅拌机， 控制所述搅拌机停止搅拌。 0028 由以上技术方案可见， 本申请实施例提供的该方法， 通过实时监测沼气池内不同 区域的PH值， 并且对检测得到的PH值进行比较， 进而可以判断出是否需要对沼气池进行搅 拌， 当需要进行搅拌时， 控制搅拌机进行搅拌。 0029 与现有技术相比， 该方法无需通过人工操作， 并且不是按照固定的时间间隔进行 搅拌， 而可以根据沼气池内的具体情况进行搅拌， 灵活性较好， 可以实现更好地对沼气池内 的 PH 值进行控制， 避免出现不同区域之间温差较大的。
14、情况。 附图说明 0030 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 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本 申请中记载的一些实施例， 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， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0031 图 1 为本申请实施例提供的一种沼气池 PH 值控制方法的路程示意图 ； 0032 图 2 为本申请实施例提供的另一种沼气池 PH 值控制方法的路程示意图 ； 0033 图 3 为本申请实施例提供的又一种沼气池 PH 值控制方法的路程示意图 ； 0034 图 4 为本申请实施例提供。
15、的一种沼气池 PH 值控制系统的结构示意图 ； 0035 图 5 为本申请实施例提供的另一种沼气池 PH 值控制系统的结构示意图 ； 0036 图 6 为本申请实施例提供的又一种沼气池 PH 值控制系统的结构示意图。 具体实施方式 说 明 书 CN 102864247 A 4 3/5 页 5 0037 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案， 下面将结合本申请实 施例中的附图， 对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本申请中的实施例， 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。
16、有其他实施例， 都应当属于本申请保护 的范围。 0038 实施例一 ： 0039 图 1 为本申请实施例提供的一种沼气池温度控制方法的路程示意图。 0040 该方法所应用的沼气池的内部设置有搅拌机， 并且在沼气池内的不同区域还设置 有多个 PH 传感器。 0041 如图 1 所示， 该方法包括以下步骤 ： 0042 S100 ： 利用多个 PH 传感器检测沼气池内不同区域的 PH 值。 0043 由于在沼气池内不同区域的温度不同以及菌种浓度不同， 所以发酵速度也将不 同， 那么就会导致沼气池内不同区域之间会产生 PH 值差异。 0044 S200 ： 将多个PH值两两比较， 并判断任意两个PH。
17、值之间的测量差值是否超过预设 PH 差值。 0045 上述已经描述了， 在沼气池发酵过程中， 其必然会存在 PH 值差异的问题， 在本申 请中并不是为了使得沼气池内每个区域的 PH 值均相等， 而是想实现将沼气池内不同区域 的 PH 值控制在一个合理的温差范围内。 0046 所以在实施时， 可以根据实际情况， 设定一个预设 PH 差值， 当采集到沼气池内不 同区域的 PH 值后， 判断任意两个 PH 值之间的差值是否超过预设 PH 差值， 并且当差值超出 预设 PH 差值后， 在进行后续处理。 0047 在本申请实施例中， 预设 PH 差值可以根据实际情况进行调整， 例如， 当夏天 PH 值 。
18、较高时， 发酵速度较快， 沼气池内不同区域的 PH 值差异会较大， 那么此时就可以设定一个 较大的PH差值 ； 而冬天PH值低时， 发酵缓慢， 沼气池内不同区域之间温差较小， 那么就可以 设定一个较小的 PH 差值。另外， 根据实际情况合理调整预设 PH 差值， 还可以提高该方法 控制的灵敏度， 有利于沼气池的发酵过程。 0048 S300 ： 当任意两个PH值之间的测量差值超过预设PH差值时， 生成搅拌信号并发送 给搅拌机。 0049 在步骤 S200 中， 当判断的结果为任意两个 PH 值之间的差值超过预设 PH 差值， 这 也就意味着在沼气池内存在不同区域 PH 值差异较大的问题。 00。
19、50 为了使得沼气池内 PH 值混合均匀， 在本申请实施例中， 可以控制搅拌机进行搅 拌， 搅拌机在搅拌的过程中， 可以使得沼气池内发酵料液充分混合， 进而可以使得沼气池内 的发酵料液 PH 值保持均匀。 0051 在本申请实施例中， 如图 2 所示， 步骤 S300 可以包括以下步骤 ： 0052 S301 ： 将超过预设 PH 差值的测量差值与预设差指表进行比较。 0053 在本申请实施例中， 预先设置有差值表， 差值表中的内容为 PH 差值与预设搅拌时 长、 预设搅拌频率之间的对应关系， 即不同的 PH 差值对应的搅拌时长、 搅拌频率不同， 并且 测量差值越大， 其所对应的预设搅拌时长越。
20、长、 预设搅拌频率越大。 这里搅拌频率是指两次 搅拌之间的间隔时长 说 明 书 CN 102864247 A 5 4/5 页 6 0054 S302 ： 根据比较结果， 利用测量差值所对应的预设差指表中预设的搅拌时长、 搅拌 频率生成搅拌信号， 并发送给搅拌机。 0055 通过该步骤， 本申请实施例提供的该方法， 在对搅拌机进行控制时， 通过将测量得 到差值进行比较可以在预设差值表内找到相对应的预设搅拌时长、 预设搅拌频率， 可以达 到更好地对搅拌机进行控制的目的。 0056 本申请实施例提供的该方法， 通过实时监测沼气池内不同区域的 PH 值， 并且对检 测得到的 PH 值进行比较， 进而可。
21、以判断出是否需要对沼气池进行搅拌， 当需要进行搅拌 时， 控制搅拌机进行搅拌。 0057 与现有技术相比， 该方法无需通过人工操作， 并且不是按照固定的时间间隔进行 搅拌， 而可以根据沼气池内的具体情况进行搅拌， 灵活性较好， 可以实现更好地对沼气池内 的 PH 值进行控制， 避免出现不同区域之间温差较大的情况。 0058 实施例二 ： 0059 在上一实施例中， 发送给搅拌机的搅拌信号还可以简单为一个启动信号， 那么在 搅拌机启动后， 为了更好地控制搅拌机在合适的时间停止转动， 在本申请实施例中， 如图 3 所示， 在搅拌机开始搅拌后， 该方法还可以包括以下步骤 ： 0060 S400 ： 。
22、将多个PH值两两比较， 并判断任意两个PH值之间的测量差值是否超过预设 PH 差值。 0061 该步骤与步骤S200内容相同， 具体可参见上述步骤S200的描述， 在此不再赘述。 0062 S500 ： 当任意两个 PH 值之间的测量差值未超过预设 PH 差值时， 生成关停指令， 并 将关停指令发送给搅拌机， 控制搅拌机停止搅拌。 0063 由于在本申请实施例中， 在控制搅拌机进行搅拌时， 发送给搅拌机的是启动信号， 为了在合适的时间控制搅拌机停止转动， 所以在搅拌机启动后持续监测沼气池内的 PH 值， 并且当任意两个PH值之间的测量差值未超过预设PH差值时， 也就是说此时， 沼气池内的发 酵。
23、料液已经被搅拌均匀了， 那么就可以控制搅拌机停止工作。 0064 实施例三 ： 0065 图 4 为本申请实施例提供的一种沼气池 PH 值控制系统的结构示意图。 0066 如图 4 所示， 图中 1 为沼气池池体， 2 为输气管道， 该系统包括 ： 搅拌机 3、 多个 PH 传感器 4、 第一比较器 5 和控制器 6， 其中 ： 0067 多个 PH 值传感 4、 第一比较器 5、 控制器 6 和搅拌机 3 依次电连接。 0068 多个 PH 传感器 4 分散设置在沼气池 1 内不同区域， 用于检测沼气池 1 内不同区域 沼液的 PH 值。PH 传感器 4 的布局可以根据实际情况自由设置。 0。
24、069 第一比较器 6 用于将多个 PH 传感器 4 检测得到的 PH 值两两进行比较， 并比较任 意两个 PH 值之间的差值与预设 PH 差值的大小。当比较结果为任意两个 PH 值之间的差值 超过预设 PH 差值， 这也就意味着在沼气池内存在不同区域 PH 值差异较大的问题 0070 控制器 6 用于当任意两个 PH 值之间的差值超过预设 PH 差值时， 生成搅拌信号并 发送给搅拌机 3， 控制搅拌机 3 进行搅拌， 以实现将沼气池内的沼液 混合均匀。 0071 控制器 6 在控制搅拌机 3 工作时， 可以向搅拌机 3 发送一个启动信号， 仅仅控制搅 拌机3启动， 另外， 还可以向搅拌机3发。
25、送一个包含有搅拌速度、 搅拌频率的控制信号， 以实 现更加精确地控制搅拌机 3 工作。 说 明 书 CN 102864247 A 6 5/5 页 7 0072 在本申请实施例中， 控制器 6 优选采用第二种控制方式， 那么如图 5 所示， 该控制 器 6 可以包括 ： 0073 第二比较器 61 和搅拌信号生成单元 62。 0074 第二比较器 61 用于将超过预设 PH 差值的测量差值与预设差指表进行比较。在本 申请实施例中， 预先设置有差值表， 差值表中的内容为 PH 差值与预设搅拌时长、 预设搅拌 频率之间的对应关系， 即不同的 PH 差值对应的搅拌时长、 搅拌频率不同， 并且测量差值越。
26、 大， 其所对应的预设搅拌时长越长、 预设搅拌频率越大。 0075 搅拌信号生成单元 62， 用于根据第二比较器的比较结果， 利用测量差值所对应的 预设差指表中预设的搅拌时长、 搅拌频率生成搅拌信号， 并发送给搅拌机 3。 0076 在本申请实施例中， 在对搅拌机进行控制时， 通过将测量得到差值进行比较可以 在预设差值表内找到相对应的预设搅拌时长、 预设搅拌频率， 可以达到更好地对搅拌机进 行控制的目的。 0077 此外， 在本申请其他实施例中， 当控制器6采用第一种控制方式时， 如图6所示， 该 系统还可以进一步包括 ： 关停信号生成单元 7， 关停信号生成单元 7 的输入端与第一比较器 5。
27、 相连接， 输出端与搅拌机 3 相连接。 0078 关停信号生成单元 6， 用于当生成搅拌信号并发送给搅拌机 3 预设时间间隔后， 并 且当任意两个PH值之间的测量差值均未超过预设PH差值时， 生成关停指令， 并将关停指令 发送给搅拌机， 控制搅拌机停止搅拌。 0079 以上所述仅是本申请的优选实施方式， 使本领域技术人员能够理解或实现本申 请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本申请 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相 一致的最宽的范围。 说 明 书 CN 102864247 A 7 1/5 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102864247 A 8 2/5 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102864247 A 9 3/5 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 102864247 A 10 4/5 页 11 图 5 说 明 书 附 图 CN 102864247 A 11 5/5 页 12 图 6 说 明 书 附 图 CN 102864247 A 12 。