一种啤酒发酵罐的监控方法技术领域
本发明涉及一种监控方法，尤其是涉及一种啤酒发酵罐的监控方法。
背景技术
啤酒生产是一个利用生物加工进行生产的过程，生产周期长，过程参数
分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。近年来，国外的各大啤酒生
产厂家纷纷进军中国市场，凭借技术优势与国内的啤酒生产厂家争夺市场份
额。国内的啤酒行业迫切要求进行技术改造，提高生产率，保证产品质量，
以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地。
啤酒的发酵过程是一个微生物代谢过程。它通过多种酵母的多种酶解作
用，将可发酵的糖类转化为酒精和CO2,以及其他一些影响质量和口味的代谢
物。在发酵期间，工艺上主要控制的变量是温度和时间。啤酒发酵对象具有
时变性、时滞性及其不确定性，而且每个发酵罐都存在个体的差异，在不同
的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象特性也不尽相同。因此很难找到或
建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制。我国大部分啤酒生产厂家
目前仍然采用安装常规仪表的方法进行控制，人工监控各种参数，人为因素
较多。这种控制方式很难保证生产工艺的正确执行，导致啤酒质量不稳定，
波动性大且不利于扩大再生产规模。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一
种啤酒发酵罐的监控方法，其操作简单、设计合理，工作能够对啤酒发酵
罐进行自动监控，保证了啤酒发酵工艺的正确执行。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种啤酒发酵罐的监
控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，参数检测：采用若干温度传感器检测啤酒发酵罐的温度，以
获得温度信号；采用CO2浓度传感器检测所述啤酒发酵罐中的CO2的气体浓
度，以获得气体浓度信号；采用气体流量传感器检测安装在所述啤酒发酵
罐顶部的排气管中的气体流量，以获得气体流量信号；采用液体流量传感
器检测用于调节所述啤酒发酵罐温度的冷媒的流量，以获得液体流量信
号；采用微生物传感器检测啤酒发酵罐内的酿酒酵母菌的浓度，以获得酵
母菌浓度信号；所述啤酒发酵罐外部的上中下三段各安装有一圈冷却套，
所述冷媒存放在所述冷却套中，所述排气管上安装有用于排放所述CO2的
气体流量控制阀，所述冷却套上冷媒入口处安装有液体流量控制阀，所述
温度传感器布设在所述冷却套上，所述CO2浓度传感器和微生物传感器均
安装在所述啤酒发酵罐内，所述气体流量传感器安装在所述排气管上，所
述液体流量传感器安装在所述冷却套上；
步骤二，数据采集与处理：采用数据采集与处理装置对所述温度信号、
气体浓度信号、气体流量信号、液体流量信号和酵母菌浓度信号进行采集
和处理；所述数据采集与处理装置包括微处理器、多路信号转换板、数据
采集卡、译码器、显示驱动电路、显示器、EEPROM存储器、报警驱动电路
和报警装置；所述温度传感器、CO2浓度传感器、气体流量传感器、液体
流量传感器和微生物传感器均与所述多路信号转换板相接，所述多路信号
转换板、数据采集卡和微处理器依序相接，所述译码器、显示驱动电路和
显示器依序相接，所述数据采集卡、EEPROM存储器、报警驱动电路和译码
器均与所述微处理器相接，所述报警装置与所述报警驱动电路相接；数据
采集与处理装置的采集与处理过程如下：
所述多路信号转换板对所述温度信号、气体浓度信号、气体流量信号、
液体流量信号和酵母菌浓度信号依次进行隔离、放大、和滤波处理，然后
将处理后的数据传输给所述数据采集卡，所述数据采集卡将接收到的数据
依次进行模数转换和电平转换处理，然后将处理后得到的与所述微处理器
匹配的数字信号传输给所述微处理器；所述微处理器将接收到的数据一方
面存储到所述EEPROM中，另一方面与预先设定的信号阈值进行比较、判
断，以得出相应控制指令；
步骤三，数据显示及故障报警：所述译码器将所述微处理器接收到的
数据翻译成相应高低电平，用于驱动所述显示驱动电路工作，所述显示驱
动电路驱动所述显示器将所述数据实时显示出来，以供监控人员查看；所
述微处理器对所述数据进行判断，若所述温度信号、气体浓度信号、气体
流量信号、液体流量信号和酵母菌浓度信号任一超出相应信号阈值，则微
处理器向所述报警驱动电路发出控制命令，所述报警驱动电路驱动所述报
警装置发出报警信号；
步骤四，数据记录及打印：与所述微处理器相接的无纸记录仪将所述
微处理器接收到的数据进行实时记录，必要时通过打印机打印出来，所述
打印机与所述微处理器相接；
步骤五，控制命令执行，气体流量和液体流量调节：所述微处理器将
接收到的数据与给定数据进行比较，若所述温度信号和气体浓度信号与给
定数据不相等，则所述微处理器向布设在所述啤酒发酵罐旁的控制器发出
控制命令，所述控制器分别对所述液体流量控制阀和气体流量控制阀进行
自动调节，直到所述温度和气体浓度与给定数据相等；所述控制器与所述
微处理器相接，所述液体流量控制阀和气体流量控制阀均与所述控制器相
接。
上述一种啤酒发酵罐的监控方法，其特征是：在所述啤酒发酵罐上安
装压力传感器，以监测所述啤酒发酵罐的压力，所述压力传感器与所述多
路信号转换板相接。
上述一种啤酒发酵罐的监控方法，其特征是：所述数据采集卡为
PCI-1716L。
上述一种啤酒发酵罐的监控方法，其特征是：所述微处理器为16位
AMDCPU。
本发明与现有技术相比具有以下优点：操作简单、设计合理，工作能
够对啤酒发酵罐进行自动监控，控制精度高，保证了啤酒发酵工艺的正确
执行，提高了啤酒生产质量。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括以下步骤：
步骤一，参数检测：采用若干温度传感器检测啤酒发酵罐的温度，以
获得温度信号；采用CO2浓度传感器检测所述啤酒发酵罐中的CO2的气体浓
度，以获得气体浓度信号；采用气体流量传感器检测安装在所述啤酒发酵
罐顶部的排气管中的气体流量，以获得气体流量信号；采用液体流量传感
器检测用于调节所述啤酒发酵罐温度的冷媒的流量，以获得液体流量信
号；采用微生物传感器检测啤酒发酵罐内的酿酒酵母菌的浓度，以获得酵
母菌浓度信号；所述啤酒发酵罐外部的上中下三段各安装有一圈冷却套，
所述冷媒存放在所述冷却套中，所述排气管上安装有用于排放所述CO2的
气体流量控制阀，所述冷却套上冷媒入口处安装有液体流量控制阀，所述
温度传感器布设在所述冷却套上，所述CO2浓度传感器和微生物传感器均
安装在所述啤酒发酵罐内，所述气体流量传感器安装在所述排气管上，所
述液体流量传感器安装在所述冷却套上；
步骤二，数据采集与处理：采用数据采集与处理装置对所述温度信号、
气体浓度信号、气体流量信号、液体流量信号和酵母菌浓度信号进行采集
和处理；所述数据采集与处理装置包括微处理器、多路信号转换板、数据
采集卡、译码器、显示驱动电路、显示器、EEPROM存储器、报警驱动电路
和报警装置；所述温度传感器、CO2浓度传感器、气体流量传感器、液体
流量传感器和微生物传感器均与所述多路信号转换板相接，所述多路信号
转换板、数据采集卡和微处理器依序相接，所述译码器、显示驱动电路和
显示器依序相接，所述数据采集卡、EEPROM存储器、报警驱动电路和译码
器均与所述微处理器相接，所述报警装置与所述报警驱动电路相接；数据
采集与处理装置的采集与处理过程如下：
所述多路信号转换板对所述温度信号、气体浓度信号、气体流量信号、
液体流量信号和酵母菌浓度信号依次进行隔离、放大、和滤波处理，然后
将处理后的数据传输给所述数据采集卡，所述数据采集卡将接收到的数据
依次进行模数转换和电平转换处理，然后将处理后得到的与所述微处理器
匹配的数字信号传输给所述微处理器；所述微处理器将接收到的数据一方
面存储到所述EEPROM中，另一方面与预先设定的信号阈值进行比较、判
断，以得出相应控制指令；
步骤三，数据显示及故障报警：所述译码器将所述微处理器接收到的
数据翻译成相应高低电平，用于驱动所述显示驱动电路工作，所述显示驱
动电路驱动所述显示器将所述数据实时显示出来，以供监控人员查看；所
述微处理器对所述数据进行判断，若所述温度信号、气体浓度信号、气体
流量信号、液体流量信号和酵母菌浓度信号任一超出相应信号阈值，则微
处理器向所述报警驱动电路发出控制命令，所述报警驱动电路驱动所述报
警装置发出报警信号；
步骤四，数据记录及打印：与所述微处理器相接的无纸记录仪将所述
微处理器接收到的数据进行实时记录，必要时通过打印机打印出来，所述
打印机与所述微处理器相接；
步骤五，控制命令执行，气体流量和液体流量调节：所述微处理器将
接收到的数据与给定数据进行比较，若所述温度信号和气体浓度信号与给
定数据不相等，则所述微处理器向布设在所述啤酒发酵罐旁的控制器发出
控制命令，所述控制器分别对所述液体流量控制阀和气体流量控制阀进行
自动调节，直到所述温度和气体浓度与给定数据相等；所述控制器与所述
微处理器相接，所述液体流量控制阀和气体流量控制阀均与所述控制器相
接。
本实施例中，在所述啤酒发酵罐上安装压力传感器，以监测所述啤酒
发酵罐的压力，所述压力传感器与所述多路信号转换板相接。
本实施例中，所述数据采集卡为PCI-1716L。
本实施例中，所述微处理器为16位AMDCPU。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是
根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构
变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。