在沼气工程运行过程中,需要采用仪器去感知生产过程的状态,还需要采用特定装置去执行控制指令以操控生产过程的状态。这些仪表和特定装置主要由检测仪表、显示仪表、控制仪表和执行器四类仪表组成。本期小沼汇总介绍了各大中小型沼气工程一般会用到的检测仪表,这些也是监测沼气工程运行状态的基础。
沼气工程中主要包括:检测温度、压力、流量、液位等的热工测量仪表;检测固体悬浮物浓度、浊度、pH、COD、挥发性脂肪酸等物质性与成分仪表;沼气成分分析仪等。
温度检测仪表
温度是影响微生物活性的主要因素之一,沼气发酵过程需要进行温度控制,因此,温度检测仪表不可或缺。
温度传感器中,适用于检测沼气发酵料液温度的典型测温元件是热电阻,其测温电路采用不平衡电桥。温度传感器直接安装在沼气发酵装置上,与变送器的距离可能较远,传感器与变送器的连接通常采用三线制接法,即用三根导线,其中一根串联在电源支路里,另两根分别接在两个相邻的桥壁上。三线制接法可基本消除连接导线造成的测量误差。
与温度传感器配接的二次仪表主要包括温度变送器、数字温度显示仪和温度巡检仪。温度变送器可安装在环境较差的生产现场,甚至安装在测温传感器的接线盒内,缩短了连接传感器导线的长度,从而减少了导线中信号传递失真。温度变送器输出的标准电信号,可直接与显示仪表、控制仪表或工控微机终端连接。数字温度显示仪自带变送器功能,直接与传感器连接,对温度变化信号进行放大、处理、转换后以数字形式显示被测温度,并输出标准信号。数字温度显示仪适合对单点温度的显示和变送。温度巡检仪采用单片机技术,对多个传感器的信号进行巡回检测,从而以较低的成本实现多点温度的集中监测管理。中温发酵沼气工程的温度监测,就可以在沼气发酵装置内不同位点设置多个温度传感器,再用一台巡检仪来汇集各点温度信息。
压力检测仪表
电测试压力检测仪表是利用金属半导体的物理特性,直接将压力转换为电压或电流信号输出。也可以利用弹性体受压产生变形,通过电阻应变片将形变转换为电压或电流信号输出。为保证弹性元件工作在有效形变范围内,被测最大压力值不应超过满量程的3/4,最小压力值不应低于全量程的1/3。压力变送器和压力开关能方便地实现与后端仪表或工控微机相连。压力开关的作用是当压力达到设定值时发出控制信号,其工作原理是利用被测压力是弹性元件产生的位移变换,经过放大来控制水银开关、磁性开关或触头等的开闭,输出开关控制信号。由传感器、变送器或压力开关组成的压力检测仪可用于监测管道、沼气发酵装置以及储气装置内的压力。压力测量值常常用作报警参数。
流量检测仪表
流量检测仪表包括测量单位时间流量的流量计和测量流体流过总量的积算仪,多数流量检测仪同时具备测量流量和总量的功能。
检测流量的方式很多,近年来,随着科学技术的快速发展,尤其是在电子技术不断发展的背景下,流量计的种类也不断增加,以此满足各种不同介质的测量要求。与传统的压差式流量计、涡街流量计、热式流量计相比,由于沼气具有腐蚀性强、压力不稳等特点,超声波流量计在进行沼气流量测量时,具有更强的抗腐蚀性,更宽的量程比和更小的压损,能够满足强腐蚀性、压力不稳的沼气计量要求,并且不存在易于磨损的机械可动部件,能保证长期使用精度不变,具有较高的测量精确性。
以超声波沼气流量计BF-3000B为例,该流量计不仅可以测量流量与总量,具备一般超声波沼气流量计抗腐蚀、宽量程、压损小等特点,还可以测量沼气中甲烷的体积浓度。此外,其创新旁路式结构设计,一改传感器安装于单一主管道内的设计方式,将超声波传感器设置在旁流管道的两端,通过测量旁流管道超声波顺流和逆流的时间差值,再应用线性回归法,确定旁流管道时间差值对应的主管道标准流量值之间的单调递增关系,使超声波沼气流量测量技术更好地应用于大管径沼气流量的测量,同时二氧化碳及冷凝水对于超声波信号的干扰问题也得到有效地解决,保证了沼气流量的精准测量。
超声波沼气流量计BF-3000B工作原理:

沼气工程中主要包括:检测温度、压力、流量、液位等的热工测量仪表;检测固体悬浮物浓度、浊度、pH、COD、挥发性脂肪酸等物质性与成分仪表;沼气成分分析仪等。
温度检测仪表
温度是影响微生物活性的主要因素之一,沼气发酵过程需要进行温度控制,因此,温度检测仪表不可或缺。
温度传感器中,适用于检测沼气发酵料液温度的典型测温元件是热电阻,其测温电路采用不平衡电桥。温度传感器直接安装在沼气发酵装置上,与变送器的距离可能较远,传感器与变送器的连接通常采用三线制接法,即用三根导线,其中一根串联在电源支路里,另两根分别接在两个相邻的桥壁上。三线制接法可基本消除连接导线造成的测量误差。
与温度传感器配接的二次仪表主要包括温度变送器、数字温度显示仪和温度巡检仪。温度变送器可安装在环境较差的生产现场,甚至安装在测温传感器的接线盒内,缩短了连接传感器导线的长度,从而减少了导线中信号传递失真。温度变送器输出的标准电信号,可直接与显示仪表、控制仪表或工控微机终端连接。数字温度显示仪自带变送器功能,直接与传感器连接,对温度变化信号进行放大、处理、转换后以数字形式显示被测温度,并输出标准信号。数字温度显示仪适合对单点温度的显示和变送。温度巡检仪采用单片机技术,对多个传感器的信号进行巡回检测,从而以较低的成本实现多点温度的集中监测管理。中温发酵沼气工程的温度监测,就可以在沼气发酵装置内不同位点设置多个温度传感器,再用一台巡检仪来汇集各点温度信息。
压力检测仪表
电测试压力检测仪表是利用金属半导体的物理特性,直接将压力转换为电压或电流信号输出。也可以利用弹性体受压产生变形,通过电阻应变片将形变转换为电压或电流信号输出。为保证弹性元件工作在有效形变范围内,被测最大压力值不应超过满量程的3/4,最小压力值不应低于全量程的1/3。压力变送器和压力开关能方便地实现与后端仪表或工控微机相连。压力开关的作用是当压力达到设定值时发出控制信号,其工作原理是利用被测压力是弹性元件产生的位移变换,经过放大来控制水银开关、磁性开关或触头等的开闭,输出开关控制信号。由传感器、变送器或压力开关组成的压力检测仪可用于监测管道、沼气发酵装置以及储气装置内的压力。压力测量值常常用作报警参数。
流量检测仪表
流量检测仪表包括测量单位时间流量的流量计和测量流体流过总量的积算仪,多数流量检测仪同时具备测量流量和总量的功能。
检测流量的方式很多,近年来,随着科学技术的快速发展,尤其是在电子技术不断发展的背景下,流量计的种类也不断增加,以此满足各种不同介质的测量要求。与传统的压差式流量计、涡街流量计、热式流量计相比,由于沼气具有腐蚀性强、压力不稳等特点,超声波流量计在进行沼气流量测量时,具有更强的抗腐蚀性,更宽的量程比和更小的压损,能够满足强腐蚀性、压力不稳的沼气计量要求,并且不存在易于磨损的机械可动部件,能保证长期使用精度不变,具有较高的测量精确性。
以超声波沼气流量计BF-3000B为例,该流量计不仅可以测量流量与总量,具备一般超声波沼气流量计抗腐蚀、宽量程、压损小等特点,还可以测量沼气中甲烷的体积浓度。此外,其创新旁路式结构设计,一改传感器安装于单一主管道内的设计方式,将超声波传感器设置在旁流管道的两端,通过测量旁流管道超声波顺流和逆流的时间差值,再应用线性回归法,确定旁流管道时间差值对应的主管道标准流量值之间的单调递增关系,使超声波沼气流量测量技术更好地应用于大管径沼气流量的测量,同时二氧化碳及冷凝水对于超声波信号的干扰问题也得到有效地解决,保证了沼气流量的精准测量。
超声波沼气流量计BF-3000B工作原理:
