王傲凡，刘新媛，吴海云，杨磊，谢程锦，范佳怡

一种实验室用微量沼气计量装置的设计

王傲凡，刘新媛通信作者，吴海云，杨磊，谢程锦，范佳怡

（天津农学院 工程技术学院，天津 300392）

实验室规模下的沼气发酵装置产气速率低，沼气产量的精确计量较为困难。本文设计一种适用于实验室的微量沼气计量装置，该装置将连续产出的沼气离散化计量，而单次计量的沼气体积通过固定容积集气腔的压力变化来求解。装置的控制系统以单片机为核心，根据设定的压力参数实现固体容积集气腔“接收沼气”状态和“排放沼气”状态的自动切换。此外，控制系统自动收集和显示的关键参数用于沼气产量的计算。

沼气计量；微量沼气；实验室规模；自动控制

沼气发酵是废弃生物质能源化利用的重要途径，广泛应用于国内外的工程实践之中[1-2]。实验室小试规模的发酵系统也常用于基础科学研究和新型沼气发酵技术的开发[3-4]。在实验室规模的厌氧发酵中，集气系统承担气体计量和气样采集的功能，而计量采样的准确性和可靠性对表征发酵体系的产气状况和运行效率至关重要。气体计量装置是集气系统的核心，目前实验室常用的集气装置为湿式气体流量计，可测定一段时间内的累积沼气产量，适用于表征厌氧发酵产气指标，如日产气量、产气潜力等[5-6]。然而，湿式气体流量计也存在回转误差、计量稳定性较差及长期使用精度下降的问题[7-8]。瑞典碧普公司开发的全自动甲烷潜力测试系统（AMPTS）是较早商业化的产品，其中微量气体流量计组阵是系统的核心单元，其自动化程度高，测量分辨率可精确到10 mL，数据在线采集[9]。……