當(dāng)前位置：首頁 > 行業(yè)應(yīng)用 > 精密稱重技術(shù) 讓沼氣廠更高效
沼氣是一種環(huán)境友好型能源，已經(jīng)為全球能源轉(zhuǎn)型做出了巨大貢獻(xiàn)。柏林洪堡大學(xué)農(nóng)業(yè)和城市生態(tài)項(xiàng)目研究所，科學(xué)團(tuán)隊(duì)正在研究如何讓沼氣廠變得更加持續(xù)高效。相關(guān)的復(fù)雜長(zhǎng)期試驗(yàn)需要精確的測(cè)量技術(shù)。為了在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆中進(jìn)行液位測(cè)量，科學(xué)家們采用了一套完整的稱重技術(shù)測(cè)量鏈 - 包括 PW12C單點(diǎn)稱重傳感器，PAD 數(shù)字傳感器儀表和 PanelX 軟件。
沼氣是能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分。與太陽能和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不同，該技術(shù)和天氣狀況無關(guān)，因此可以用來補(bǔ)償電網(wǎng)的波動(dòng)，例如，當(dāng)風(fēng)能和太陽能產(chǎn)生的能量不足時(shí)。2018年，德國(guó)沼氣發(fā)電量已經(jīng)占可再生能源發(fā)電量的13%左右。但是沼氣生產(chǎn)成本高、效率低下。
在 BioKat 項(xiàng)目中，柏林洪堡大學(xué)農(nóng)業(yè)和城市生態(tài)項(xiàng)目研究所的科學(xué)家們正在研究如何提高沼氣廠效率，在四個(gè)25升實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的試驗(yàn)中，反應(yīng)堆的液位測(cè)量起著非常重要的作用。對(duì)于一系列新的實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家采用了稱重測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)可以：
“四個(gè)不顯眼的黑色圓柱體構(gòu)成了 BioKat 研究項(xiàng)目的核心。在我們的四個(gè)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆中，我們正在研究不同的酶制劑以加速整個(gè)發(fā)酵過程，”Marius解釋說：“我們每天向?qū)嶒?yàn)反應(yīng)堆供應(yīng)176克的全作物青貯飼料和水。攪拌器進(jìn)行持續(xù)攪拌，而溫度控制槽確保反應(yīng)堆保持38度恒溫。”
每個(gè)反應(yīng)堆的總?cè)萘繛?5升，液位在測(cè)試中起著特殊的作用。它對(duì)氣體的形成，攪拌器的扭矩、反應(yīng)堆的質(zhì)量以及容積負(fù)荷有著巨大的影響。”在之前的系列測(cè)試中，我們只能通過反應(yīng)堆的檢查窗口來評(píng)估液位，因?yàn)榍噘A全作物和水的質(zhì)量是非常不均勻的，其具有很高的干物質(zhì)含量。此外，泡沫通常在反應(yīng)堆中形成。”為了進(jìn)行一系列新的試驗(yàn)，科學(xué)家們正在尋找一種解決方案，可以使用重量測(cè)量技術(shù)來確定液位 - HBM 專家向 IASP 提供建議。并正和科學(xué)家們一起開發(fā)一個(gè)整體稱重解決方案 - 從傳感器到軟件評(píng)估。
HBM 測(cè)量技術(shù)專家，以及 IASP 科學(xué)家，正在開發(fā)一個(gè)整體稱重解決方案，其使用以下部件：
HBM 稱重技術(shù)和 OEM傳感器主管 Marcel Richter 介紹說：“我們的PW12C單點(diǎn)稱重傳感器的量程為 50 公斤，是 IASP 稱重方案的核心。由于內(nèi)置偏心負(fù)載補(bǔ)償功能，稱重傳感器非常適合平臺(tái)尺寸高達(dá)800 mm x 800 mm 的單點(diǎn)應(yīng)用。在IASP試驗(yàn)裝置中，單個(gè)稱重傳感器承受了整個(gè)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的重量。”
PW12C單點(diǎn)稱重傳感器量程從50公斤到750公斤，完全滿足C3 多量程精度等級(jí)。此外，與測(cè)量體相連的電纜屏蔽層提供了最佳的電磁保護(hù)，非常適合在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用。其高剛性和成熟應(yīng)變測(cè)量技術(shù)使 PW12C 成為靜態(tài)和高動(dòng)態(tài)應(yīng)用的理想選擇。并且稱重傳感器非常堅(jiān)固，保護(hù)等級(jí)高達(dá)IP67，也可用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，并內(nèi)置過載保護(hù)。
在 BioKat 研究項(xiàng)目中，PAD 數(shù)字傳感器儀表可將稱重傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成高分辨率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。Marius Conrady 介紹到：“通過這種方式，我們可以簡(jiǎn)單地使用 PC 記錄測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行評(píng)估。HBM的稱重傳感器、儀表和軟件為 IASP 科學(xué)家提供了他們所需的一切。”
PAD 傳感器儀表通過即插即用的方式連接到稱重傳感器上，其內(nèi)置了多種可選濾波器，即使實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的攪拌器持續(xù)振動(dòng)，也可獲得精確的測(cè)量結(jié)果。結(jié)構(gòu)緊湊，不銹鋼外殼和 IP68/IP69K 防護(hù)等級(jí)使其可用于最苛刻環(huán)境條件下。
PW12C 稱重傳感器為實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)了高精度液位測(cè)量。每個(gè)反應(yīng)堆只需一個(gè)稱重傳感器。通過 PAD 傳感器儀表，IASP 研究團(tuán)隊(duì)稱重傳感器直接連接到 PC 上，并通過 PanelX 軟件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)估、分析并以圖形方式顯示實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆液位狀況。
“我們使用 HBM PanelX 軟件校準(zhǔn)稱重傳感器，記錄、輸出并可視化測(cè)量數(shù)據(jù)，”Marius Conrady強(qiáng)調(diào)說 ：“PanelX 為我們提供了一種快速可視化和評(píng)估測(cè)量結(jié)果的簡(jiǎn)便方法。尤其適合用于動(dòng)態(tài)應(yīng)用評(píng)估和優(yōu)化。”
“由于HBM的精確測(cè)量技術(shù)，目前的一系列實(shí)驗(yàn)使我們能夠精確監(jiān)測(cè)全作物青貯飼料和水的每日添加量，并將其與目標(biāo)量進(jìn)行比較，”Marius Conrady解釋說：“這能幫助我們優(yōu)化生產(chǎn)工藝，避免每天添加量的不準(zhǔn)確型。此外，科學(xué)家可以更精確地確定由于分解過程而導(dǎo)致的反應(yīng)堆重量損失，并將其與氣體的形成聯(lián)系起來。在我們的試驗(yàn)中，我們用體積流量計(jì)測(cè)量氣體的形成。重量損失曲線和產(chǎn)生的氣體量產(chǎn)生了非常好的相互關(guān)聯(lián)性。”
“通過比較兩種測(cè)量結(jié)果，我們可以快速識(shí)別測(cè)量誤差，并調(diào)整我們的研究結(jié)果。由于HBM 提供的精確測(cè)量鏈，我們獲得了一個(gè)絕對(duì)可靠的數(shù)據(jù)庫，可以幫助我們?cè)谖磥砀倪M(jìn)沼氣技術(shù)。”
柏林洪堡大學(xué)（IASP）為中小企業(yè)研究和開發(fā)食品技術(shù)、生物原材料、畜牧業(yè)和植物系統(tǒng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)。有35名科學(xué)和技術(shù)人員組成，為該領(lǐng)域開發(fā)面向應(yīng)用的解決方案。沼氣研究是IASP研究的一個(gè)特殊熱點(diǎn)。通過BioKat等研究項(xiàng)目，IASP為實(shí)施更加可持續(xù)和高效的沼氣技術(shù)做出了重要貢獻(xiàn)。
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