湖南农业大学李超获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南农业大学申请的专利一种基于压力法的厌氧发酵气体自动计量装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120063423B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510526521.9,技术领域涉及:G01F22/02;该发明授权一种基于压力法的厌氧发酵气体自动计量装置及方法是由李超;李开昊;李明洋设计研发完成,并于2025-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于压力法的厌氧发酵气体自动计量装置及方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于压力法的厌氧发酵气体自动计量装置及方法,装置包括反应器、温度传感器、压力传感器、吸附装置、单向气阀及数据处理模块。在计量过程中,通过设置反应器顶空气体计量的压力阈值,当顶空气体的压力达到预设压力阈值时,系统自动控制单向气阀通断以释放气体恢复顶空的压力,计量释放气体的体积,使系统进入下一计量周期;同时通过数据处理模块的补偿算法,选择性地补偿水蒸气、吹扫气体、尾气和标准化对计量的影响,从而实现连续、精准的气体流量计量。本发明采用压力法实现可调分辨率,结合高精度传感、智能算法及自动控制策略,提供了一种适应多应用场景的高效、灵活且具高适应性的气体计量解决方案。
本发明授权一种基于压力法的厌氧发酵气体自动计量装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于压力法的厌氧发酵气体自动计量方法,其特征在于,所述计量方法包括以下步骤: 步骤1,在反应开始前,将需要监测的反应物装入反应器中,检查装置连接后是否有漏气情况,若装置密闭性良好,则向其中吹扫惰性气体以创造厌氧环境,启动装置,设置压力阈值P阈值,其中P阈值为所选用的压力传感器能准确监测压力变化范围内的值; 步骤2,数据处理模块控制单向气阀关闭,温度传感器、压力传感器监测反应器内顶空的温度和压力分别记录为初始温度TR0和初始压力PR0; 步骤3,随着所述反应器内厌氧发酵持续进行,反应器中的底物逐渐被微生物分解转化,产生沼气并累积,产生的CO2被吸附装置充分吸附,计量剩余的CH4体积; 步骤4,选择启用所需的补偿算法;所述补偿算法包括以下方法:吹扫气体高估补偿算法、反应器尾气补偿算法; 所述吹扫气体高估补偿算法为:为了保证厌氧发酵的正常进行,在反应开始前需要向反应器内吹扫惰性气体,以创造一个厌氧环境;但是吹扫气体会充满反应器顶空,影响后续对计量气体产气量的计量;第i次计量时顶空吹扫气体残留比fNi,公式如下, , 式中,fNi为第i次计量时顶空吹扫气体残留比,ΔVi为第i次释放的气体的量,VR为反应器内顶空的体积; 基于相邻两次计量时的顶空吹扫气体残留比、反应器顶空气体体积,计算第i次计量的气体体积中的甲烷气体的量ΔVCi,公式如下, , 式中,ΔVCi为第i次计量的气体体积中的甲烷气体的量,ΔVi为第i次释放的气体的量,VR为反应器内顶空的体积,fNi为第i次计量时顶空吹扫气体残留比; 还包括气体变化量累计算法: 记录第i次释放的气体的量ΔVi,并累加到前i次反应累计产生气体量Vai,公式如下: , 式中,Vai为前i次累计产生气体量,Vai-1为前i-1次累计产生气体量,ΔVi为第i次释放的气体的量,当反应器内顶空压力稳定时,单向气阀关闭,通过温度传感器、压力传感器重新记录此时温度为下一次气体释放的初始温度,压力为下一次气体释放的初始压力; 重复步骤3记录下一次气体量变化。
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