[发明专利]一种定量检测粮仓储粮中二氧化碳浓度的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及粮食储藏安全监测的技术领域，具体说是涉及一种精确测定粮仓中粮堆各监测点二氧化碳浓度的方法，利用粮堆中二氧化碳浓度变化的检测数据，可了解粮堆中有生命介质的代谢状况，为粮食仓储安全的监测和判断提供依据。

背景技术

我国的粮食储备规模庞大，储藏期间的虫霉防控的最重要的工作。因为虫霉的生长和代谢活动不仅消耗粮食的数量，引起粮食品质的劣变，还可能导致严重的食品安全问题。具有强烈毒性和致癌性的黄曲霉毒素就是由黄曲霉等霉菌在粮食中的生长代谢而产生的。因此，只有对虫霉活动进行早期的预测和预警，及时采取有效的控制措施，才能防止粮食品质的劣变和毒素污染的发生。

近几年，人们针对粮食中虫霉活动可以产生二氧化碳气体，同时二氧化碳气体在粮堆中具有较好的扩散性的特点，通过检测粮堆的二氧化碳浓度变化，可以实现对储粮虫霉活动的监测。但二氧化碳浓度检测属于储粮虫霉的间接检测方法，必须建立在准确、可靠的基础上才能与虫霉的活动产生联系，现有的对粮堆二氧化碳浓度的检测方法存在一些明显的不足，可能导致对于储粮安全的错误分析。

现有的粮堆二氧化碳检测方法主要有两类，一类属于粮面随机检测型。采用便携式的二氧化碳检测仪和气体采集系统，由操作人员现场将气体取样管插入粮堆，对粮堆表层进行气体探查。方法操作比较方便，但检测的深度受人工在粮堆中插管的限制，一般只有0.5米左右。由于粮堆表层与外界的气体交换量较大，加上二氧化碳的比重大于空气，即使在粮面表层有虫霉活动，其产生的二氧化碳气体部分将会外泄，另一部分将沉降到粮堆内部，因此，影响表层二氧化碳气体浓度的因素较多，使得该方法的检测存在一些不确定性。

另一类是在粮堆中预埋不同深度和部位的输气管道，对粮堆中的二氧化碳气体进行检测，但现有方法没有对储粮虫霉监测的特殊要求进行检测系统的设置和优化，尤其是对于输气管道的材质、直径、吸气泵的性能、总吸气量等没有作出针对性的规定，使得检测的结果难以进行准确比较，从而无法用检测数据推断粮堆中虫霉活动的部位和危害严重程度。

粮堆二氧化碳浓度的变化受很多因素的影响。在常规储粮的粮堆中，某一个部位的生物介质所产生的二氧化碳气体大部分通过气体的交换释放到大气中，也有一部分在粮堆中通过扩散转移到其它部位。要检测到虫霉活动初始阶段的二氧化碳气体浓度变化，实现对储粮安全的灵敏监测，首先必须做到粮堆气体采集的“定量”和“微量”。“定量”是指在每一个监测点采集的气体样品总量必须准确、相等。如果抽气量有偏差，就会人为地导致各监测点二氧化碳浓度的变化。现有的方法没有限定输气管道的特性，不能对气体流量进行精确控制，当抽气管道插入到粮堆不同深度的部位时，由于抽气期间的管道阻力不相同，仅以抽气时间计算抽气量，各监测点实际的抽气量将会有非常大的差异，从而使得检测值不能代表监测点的二氧化碳浓度。“微量”是指从监测点抽气量要小到不影响该点的实际二氧化碳浓度。因为粮堆中的孔隙度在50%左右，采集1升气体相当于将2 kg左右粮食所占体积的气体完全置换出，实际气体取样过程是一个原有部位气体逐渐被其它部位气体稀释的过程，其二氧化碳浓度受影响的范围可能大大超过抽气所占的体积。根据理论计算和试验检测，必须将检测抽气量控制在500 ml以内才能满足粮堆监测处理虫霉变化的检测准确度要求。现有方法没有限定输气管道的长度、内径及与检测时所需抽气量有关的材料和参数，虽然也能检测到粮堆某一部位或各个部位的二氧化碳气体浓度，但在检测中受不确定的影响较多，导致误差偏大，要从这些检测的浓度变化值的差异中分析断出储粮中的虫霉活动状态是非常困难的。

发明内容

本发明的目的正是针对粮仓虫霉危害活动监测对二氧化碳浓度检测的特殊要求而提供一种定量检测粮仓储粮中二氧化碳浓度的方法。该方法通过对检测所用的材料、设备的选型和限定，保证每一个监测点按照一定时间间隔测定得到的检测值能够反映该点位的二氧化碳浓度变化，保证粮仓各监测点的测定条件和检测影响程度相等，便于根据各监测点的二氧化碳浓度的变化，准确判断粮堆储藏的安全性，以及可能发生虫霉危害活动的状况。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

所述方法是在粮仓气体采样中应用管道阻力平衡、二次流量调节、流量显示和气体分流的控制方法，将粮仓内粮堆各个监测部位的气体样品以相等和确定的气体采集量，稳定的流速，微小的流量送入气体传感器，实现粮堆二氧化碳浓度的精确检测；具体措施如下：