基于生物质发酵的硫化氢浓度检测系统

第34卷第4期2O14年8月桂林电子科技大学学报JournalofGuilinUniversityofElectronicTechnologyV01．34，NO．4Aug．2014基于生物质发酵的硫化氢浓度检测系统王硕朋，农以宁(1．桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004；2．桂林电子科技大学生命与环境科-9学院，广西桂林541004)摘要：针对分析化学法检测气体成分存在无法连续测定和现场测定的缺陷．没计了一种利用三电极电化学传感器作为气敏元件的实时检测方案检测生物质发酵沼气中的硫化氢浓度。方案以MSP43OF】69单片机为核心，借助电化学传感器对硫化氢浓度信息进行采集、处理、显示和传输。系统达到了实际检测的精度需求，且测量具有高度的可重复性和线性度。此外，系统采用了中位值滤波和温度补偿算法，提高了系统的稳定性。关键词：乍物质发酵；硫化氢；电化学传感器中图分类号：TP216．1文献标志码：A文章编号：1673—808X(2O14)04—0310-05DetectionofhydrogensulfideconcentrationbasedonbiomassfermentationWangShuopeng，NongYining!(1．SchoolofElectronicEngineeringandAutomation，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin54100l，China；2．SchoolofIifeandEnvironmenta1Sciences．GuilinUniversityofElectronicFechnology，Guilin541004．China)Abstract：Fhegascompositioncannotbemeasuredcontinuouslyandlocallybyusinganalyticalchemistrymethod，areal—timetestingsystemisdesignedtOdetectthehydrogensulfideconcentrationinthefermentativehiogasbyusing3leadelec——trochemicalcellasgassensitiveelement．Usingmicrocon1puterMSP430F169as1hecore，thesystemprocessestheconcert—trationofhydrogensulfiderangedfromsignaltransmission。acquisition．processingtodisplay．Thedetectingprecisim1isachievedandhighdegreeofrepeatabilityandlinearityisalsopossessed．Inaddition，thesystemstabilityisimprovedhyusingthemedianfilteralgorithmandtemperaturecompensationalgorithm．Keywords：biomassfermentation；hydrogensulfide；electrochemicalsensor生物质能为可再生能源的重要组成部分。高效开发利用生物质能，对解决能源、生态环境问题可起到十分积极的作用_=l。发酵是生物质能开发过程的重要环节，其所产沼气中甲烷(CH，)的含量可达8O以上，收集后用作民用燃气能产生较大的经济效益。但生物质发酵过程中．厌氧细菌对生物质中蛋白质的分解会产生硫化氢。硫化氢(H。S)是一种恶臭性的有毒气体，对人体和环境的危害很大l。我国天燃气标准(GBl782O2O12)对H。S的含量有明确规定，不能超标，因此，需对燃气中的HS浓度进行实收稿日期：基金项目：通信作者：引文格式：时监控，以确保所收集沼气达到民用燃气标准。通常HS气体浓度需借助化学分析仪器测定．如气相色谱仪。分析仪器检测虽然精确，但价格昂贵、检测成本较高，并有测试周期长和不能进行连续检测的缺陷。近年来随着传感技术的发展，电化学传感器被广泛应用于有毒气体检测“。。电化学传感器对目标气体感应迅速、灵敏度高、重复性好、校准及维护要求较低，为目前比较理想的气体检测媒介。鉴丁此，呆J{】电化学气体传感器为气敏元件，以MSP430FI69为主控芯片设计1rHS浓度检测系统。2Ol4022l广西科学研究与技术开发计划(桂科攻13550032O)；桂林市科学研究与技术开发汁划(201003l6)农以宁(1953)，男，广西南宁人，教授，研究方向为仪器分析、环境程。Email：nyndyx@guet．edu．CD．王顾朋，农以宁．