大型养殖场排放的畜禽粪便已成为环境污染的主要来源之一。在环境污染加剧,煤、石油等不可再生资源日益紧张的今天,沼气发酵作为一种新型的变废为宝、保护环境的方法,意义重大,越来越受到国内外的广泛重视。发酵过程中,如何始终维持较高的产气率,是检验一个沼气工程成功与否的标准,而对发酵工艺参数的实时监测与调控是提高产气率的关键技术。当前黑龙江省实施沼气工业化生产技术基本成熟,但其发酵环境自动控制水平相对较低,生产效率比较低下。沼气发酵就是培养厌氧消化菌,由于过程复杂,且黑龙江省地处高寒区,仅靠自然发酵难以实现工业化生产,必须对发酵过程的生物环境进行调控,为优势发酵菌提供良好的生长与繁殖环境,才能维持较高的产气率。其中发酵温度、消化器负荷、pH值、压力等工艺参数是沼气发酵微生物繁殖环境的关键因素。本文通过对发酵工艺原理及发酵过程的分析研究,确定温度、压力、液位、pH值等发酵工艺参数为研究对象。以传感器技术、仪器技术和计算机技术相结合的虚拟仪器技术为开发平台,充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显示及文件管理等智能化功能对沼气发酵环境监控系统进行研究。以NI公司M系列数据采集(DAQ)卡PCI-6221为核心,结合相应传感器及信号调理电路,完成系统硬件设计;在虚拟仪器软件LabVIEW开发环境下,通过编程,对发酵过程中的上述关键工艺参数进行实时监控与显示,同时对历史数据实时存储,以便日常管理和日后分析。温度监控子系统采用模糊控制算法,实现了自动监控。对DAQ采集信号中的干扰成分采用无限冲击响应滤波器(IIR)——椭圆滤波器进行滤波。本系统利用现代先进的虚拟仪器技术,对沼气发酵环境监控系统进行研究,实验表明,系统满足监控要求,管理人员可通过计算机大屏幕实时掌握现场的各种工况,对各种生产数据进行分析,使控制和管理相结合,提高控制精度及管理水平。系统采用开放式结构,具有很好的可扩充性,为沼气工业化生产提供了高效可靠的调控手段。