[发明专利]厌氧发酵气体评估装置及方法

权利要求书

1.厌氧发酵气体评估装置，其特征在于：该装置包括厌氧罐(1)、数据采集板(2)、顶盖(3)、厌氧端数据模块(8)和PC端数据模块(9)；

所述厌氧罐(1)用于放置样品，顶部设有顶盖(3)用于密封样品；所述数据采集板(2)设置于顶盖(3)内侧，用于采集样品的状态数据，并通过厌氧端数据模块(8)发送至PC端数据模块(9)。

2.根据权利要求1所述的厌氧发酵气体评估装置，其特征在于：所述装置还包括抽气口(4)、阀门(5)、抽气泵(6)和抽气管路(7)；

所述抽气口(4)设置于顶盖(3)上，通过抽气管路(7)与抽气泵(6)相连，所述抽气泵(6)用于抽取厌氧罐(1)内一定值的负压，所述抽气管路(7)上设有阀门(5)，控制抽气管路(7)的开闭。

3.根据权利要求1或2所述的厌氧发酵气体评估装置，其特征在于：所述数据采集板(2)上设有氨气传感器、温湿度和气压传感器、以及微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)；

所述氨气传感器的数据接收引脚RXD2与MCU的数据接收引脚RXD2相连，氨气传感器的数据发送引脚TXD2与MCU的数据数据发送引脚TXD2相连，同时氨气传感器接地；

所述温湿度和气压传感器的数据线SDA与MCU的数据线SDA相连，温湿度和气压传感器的时钟信号线SCL与MCU的时钟信号线SCL相连，同时温湿度和气压传感器接地；

同时，所述MCU接电源和接地。

4.根据权利要求3所述的厌氧发酵气体评估装置，其特征在于：所述厌氧端数据模块(8)设于数据采集板(2)上，所述厌氧端数据模块(8)与PC端数据模块(9)为无线传输模块或有线传输模块；

所述厌氧端数据模块(8)的数据接收引脚RXD1与MCU的数据接收引脚RXD1相连，厌氧端数据模块(8)的数据发送引脚TXD1与MCU的数据数据发送引脚TXD1相连，同时厌氧端数据模块(8)接地。

5.基于权利要求3或4所述装置的厌氧发酵气体评估方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：初始化MCU，获取温湿度和气压传感器内部矫正系数，并预热；

S2：检测厌氧端数据模块(8)是否接收到PC端数据模块(9)指令；若接收到，则厌氧端数据模块(8)获得数据发送间隔并保存，并进入步骤S3；若没有接收到，则直接进入步骤S3；

S3：MCU检测是否有氨气传感器新的数据，若有，则MCU解析氨气传感器新的数据，获得氨气浓度，并通过温湿度和气压传感器采样，获得温度、压力、湿度的值，并结合矫正系数拟合出模拟值，然后进入步骤S4；若无：则直接进入步骤S4；

S4：MCU检测数据发送间隔是否到达；若到达，则调用厌氧端数据模块(8)发送采样后的数据，进入步骤S2；若没有到达，则直接进入步骤S2。

6.根据权利要求5所述的厌氧发酵气体评估方法，其特征在于：所述步骤S3中，温湿度和气压传感器获得声压灵敏度C1，表达式为SENS_T1；压力补偿C2，表达式为OFF_T1；压力敏感温度系数C3表达式为TCS；压力补偿温度系数C4，表达式为TCO、参考温度C5，表达式为T_REF；温度的温度系数C6，表达式为TEMPSENS；压力值数字量D1、温度值数字量D2；湿度D3；

1)温度具体为：

实际温度与参考温度的差值dT＝D2-T_REF＝D2-C5*2⁸，

-40～85℃分辨率为0.01，实际温度TEMP＝20+dT*TEMPSENS＝2000+dT*C6/2²³；

2)压力具体为：

实际温度偏移OFF＝OFF_T1+TCS*dT＝C2*2¹⁶+(C3*dT)/2⁷，

实际温度灵敏度SENS＝SENS_T1+TCS*dT＝C1*2¹⁶+(C3*dT)/2⁷，

温度补偿压力，10～1200mbar分辨率为0.01mbar，

P-D1*SENS-OFF＝(D1*SENS/2²¹-OFF)/2¹⁵；

3)湿度具体为：

-6％RH～118％分辨率为RH0.01％RH，实际相对湿度RH＝100*(-6+125*D3/2¹⁶)。