一种厌氧感应器的产气体积计量装置申报材料.docx

编号：____2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项申报材料项目名称：一种厌氧反应器产气体积的计量装置申报学院：生命与环境科学学院项目申报成员：孙振举、陆冬云、卢青青 二○一四年十一月A、申报者情况申 报 者 情 况姓名孙振举性别男出生年月1992年10月现学历[ A ] A大学本科 B硕士研究生申报单位生命与环境科学学院专业环境工程学号1201410124学制 4 年作品全称一种厌氧反应器产气量的计量装置合 作 者 情 况姓名性别学号电话所在单位备注陆冬云女110141010618978330247生命与环境科学学院有无合作者请在此说明：√ 有□ 无卢青青女120141020613457691421生命与环境科学学院说明：1、必须有申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）或集体作品填写一文学历最高的代表。2、本部分中的各学院签章视为对申报者情况的确认。B、科技发明制作 申报作品情况作品全称一种厌氧反应器产气体积计量装置作品分类（在选项上画√）□A. 信息技术(包括计算机.电信.通信.电子等)□B. 机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等)□C.数理(包括数学、物理、地球与空间科学等)□D生命科学(包括生物、食品等)√E.能源化工(包括能源、材料、生态、环保等)□F.外观设计(包括电脑艺术设计、机械CAD等)作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标目的：为了代替实验室内对厌氧反应器产气计量的湿法流量计和提供一种简单易行、性能稳定的计量装置，并实现厌氧反应器产气体积和产气率的自动测量和记录，节约人力物力。基本思路：通过实验设计出一种厌氧反应器的的产气气体计量方案和装置。该装置由单片机系统主控核心，集气室为主体的气体收集单元、超声波测距为主体的气体测量单元、可由电路控制的集气控制单元、由led显示屏为主的数据显示单元组成。方案整体思路将传统的排水集气法和现今成熟的电子自动控制相结合，利用排水集气法收集气体，并将集气室在气体流入过程中的位移加以放大，进行体积的精确测量。当集气室集满一次气体时，自动控制装置可以使其放气，并重新开始下一次的集气过程。实现厌氧反应器中非定态气体的长时间计量。创新点：A.将传统的排水集气与电子控制相集合，在厌氧反应器产气计量领域实现了气体体积的智能计量方法，装置计量量程其他流量计无法比拟，装置并能自动记录产气率，节省人力，其他流量计也无法实现此功能。B.集气室有别于传统的外形设计，即保证集气在近常压下进行提高精度，又能够保证计量装置异常时不对厌氧反应器造成不良影响。C.集气室的位移放大与测量具体实施方案在厌氧反应器产气计量领域具有先进性，在各类参考文献与设计实例中尚未出现。技术关键：（1）4.1 计术关键A．集气室的设计B.位移放大单元的设计C．装置的控制程序设计：本装置机械和电子相结合，合理的控制算法可以保证集气的稳定性与精度。集气室的最低高度low与最大高度high只作为集气过程转换的和计量的参考值，而在每一次集气过程中，low与high的值则按照其实际的最低高度和最高高度确定，保证了计量精度。D.集气过程在近常压下进行的实现。作品的科学性先进性(必须说明与现有技术相比.该作品是否有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性说明和参考文献资料)目前厌氧反应器产气量的计量主要采用湿式气体流量计，在具体使用时，湿式气体流量计存在如下不足：（1）湿式气体流量计属于定排量容积式流量计，存在回转误差，当测量体积过少与单次积累流量不是整回转体积数时，测量误差增大；（2）湿式气体流量计使用条件要求较高，如水平面必须校准、必须经常检查液面高度、必须在没有振动的室内、保持恒温、要求被测气体干净。本研究的计量装置显著进步在于：（1）摆脱了对使用环境的依赖；（2）计量平稳在使用过程中都不会存在误差异常增大的情况；（3）集气室的创新设计和控制电路相结合保证计量的精度安全性和可操作性；（4）本装置位移放大单元的设计使利用传感器获得准确的气体体积数据变得具有可行性。 参考文献：[1] 赵全保. 厌氧反应器的运行与在线监测[D].合肥：中国科学技术大学,2008[2] 沈文新,季艳,金岚. 标准湿式气体流量计回转误差的探讨[J]. 计量技术. 2008(11)[3] 沈文新,廖新. 湿式气体流量计计量特性的探讨[J]. 自动化仪表. 2010(01)[4] 陈赏顺,金岚,许雷. 湿式气体流量计示值误差的不确定度评定[J]. 中国计量. 2009(09)[5] 朱龙根. 机械设计[M]. 北京:机械工业出版社 2006（07）[6] 欧阳志喜，石照耀 . 塑料齿轮设计与制造[