基于CO2排放量检测的秸秆腐解动态监测系统研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李奇辰

作者： 李奇辰;霍丽丽;姚宗路;赵立欣;杉原敏昭

作者机构：

关键词： 秸秆CO2排放;腐解动态监测系统;Arduino;高时空分辨率监测

期刊名称： 农业机械学报

ISSN： 1000-1298

年卷期： 2024 年 55 卷 010 期

页码： 399-409

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 针对秸秆腐解产物复杂，导致在线监测困难的问题，提出以秸秆腐解CO2排放量作为反映秸秆腐解动态特性的指标。并针对市面CO2传感器成本高、体积大，在秸秆腐解监测中普及困难的问题，基于小型、低成本非色散红外（Non-dispersive infrared, NDIR）CO2传感器、环境传感器及Arduino板，设计了秸秆腐解动态监测系统，实现秸秆腐解过程环境参数、秸秆温度以及CO2浓度多位点的监测，并结合微生物群落数据，分析了秸秆腐解规律。以市面TR-76Ui CO2记录仪为基准，对每个低成本NDIR CO2传感器进行测试与校准，1 829个数据点的线性回归模型决定系数R2为0.97～0.99,RMSE为14.56～56.36μL/L,表明低成本NDIR CO2传感器具有良好的检测精度和稳定性。秸秆堆体内部CO2浓度具有周期性变化规律，变化趋势与温度的变化趋势一致，且振动幅度随秸秆干燥逐渐减弱，该现象反映了微生物活动的生物节律，揭示了秸秆堆体内部CO2变化能够反映秸秆腐解的行为特征。分析表明，秸秆腐解速率与温度和含水率呈正相关，决定系数R2分别为0.813 7与0.892。调节秸秆含水率大于40%后，秸秆腐解速率迅速下降，至第4天趋于平稳。添加微生物菌剂后秸秆腐解速率在第7天开始明显下降，至第12天开始趋于平稳。监测周期内传感器未发生明显漂移，有较好的稳定性，检测精度可以满足秸秆腐解试验的分析需求，小型、低成本硬件对于秸秆腐解动态监测具有很好的推广应用潜力。

分类号： S141.4%TP212

  • 相关文献

[1]基于Arduino与Nrf24l01无线轴承润滑油智能温度监控系统设计. 韩梦龙,齐自成,王振伟,张启超,孙立刚,褚斌. 2019

[2]基于Arduino物联网的田间试验科研管理技术. 张海峰,张宇,毕洪文,李扬,张宇,龙江雨. 2019

[3]基于云服务的棚室蔬菜智能终端系统设计与实现——以黑龙江省为研究案例. 张海峰,李杨,张宇,宋丽娟,唐立新,毕洪文. 2019

[4]基于Arduino的棚室蔬菜云端感知系统设计与实现. 张海峰,毕洪文,陈立新,李扬,张宇,黄峰华,王晓楠. 2020

[5]基于Kittenblock的智慧大棚研究. 钟宇航,孙达坤,杨得骥,周颖怡. 2021

[6]Arduino物联网系统在连栋大棚中的选型与设计. 张海峰,郑妍妍,张宇,李杨,苏戈,冯一新. 2018

[7]基于Arduino的穴播器排种监测系统研究. 向阳,康建明,张春艳,彭强吉,张宁宁,王永烁,罗昌志,唐朝辉. 2023

[8]基于NB-IoT网络的兔舍环境实时监测系统. 秦英栋,贾文珅. 2023

[9]基于Arduino的移栽机取送苗控制系统的设计. 杨先超,马月虹,刘娜. 2023

作者其他论文 更多>>

微信小程序