專利名稱：在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
煤礦井下環(huán)境中甲烷濃度的測(cè)量一般采用催化元件，在實(shí)際應(yīng)用中由于易受到水汽和其它氣體的干擾，必須至少7天標(biāo)校一次，工作量大、維護(hù)繁瑣；另外，礦井下的瓦斯抽采管道內(nèi)的瓦斯含量較高，對(duì)它的監(jiān)測(cè)則常采用熱導(dǎo)方法和紅外測(cè)量方法，但這兩種方法測(cè)量結(jié)果極易受水汽和粉塵的影響，由于瓦斯抽采管道內(nèi)的氣體是從煤層中抽出來的，勢(shì)必含塵、含水，因此，上述兩種方法在這樣的環(huán)境下應(yīng)用是有很大的局限性的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量甲烷濃度結(jié)果受水汽和其它雜質(zhì)干擾的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀的技術(shù)方案是在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀包括使用時(shí)插入待測(cè)氣體管路中以供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散的軸向沿豎直方向延伸的靜速管，該靜速管上具有使用時(shí)朝向待測(cè)氣體管路中待測(cè)氣體流動(dòng)的下游方向的管壁，該管壁上開設(shè)有供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散至靜速管中的擴(kuò)散口，在靜速管上布置有用于在靜速管中測(cè)量超聲波傳播速度的超聲波換能器。所述的靜速管上設(shè)有用于檢測(cè)靜速管中的待測(cè)氣體溫度的溫度傳感器。所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管的軸向兩端布置有兩個(gè)，所述靜速管上的兩個(gè)超聲波換能器中的其中一個(gè)為發(fā)射元件、另一個(gè)為接收元件。所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管的軸向兩端布置有兩個(gè)，所述靜速管上的兩個(gè)超聲波換能器呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)、且相互交替地對(duì)應(yīng)作為發(fā)射和接收元件。所述的靜速管上的超聲波換能器呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)，所述靜速管上的呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)的超聲波換能器布置在靜速管的軸向一端，在靜速管的軸向另一端布置有用于反射從超聲波換能器中發(fā)射的超聲波的反射部。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型所提供的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀使用時(shí)插入待測(cè)氣體管路中，待測(cè)氣體向靜速管中自由擴(kuò)散，由靜速管中布置的超聲波換能器測(cè)量靜速管中超聲波的傳播速度，測(cè)量時(shí)，因?yàn)榇郎y(cè)氣體管路中的待測(cè)氣體自由擴(kuò)散到靜速管中，靜速管中不存在壓差，這樣在靜速管中可以直接測(cè)量計(jì)算得到的超聲波在靜止?fàn)顟B(tài)下的待測(cè)氣體中的傳播速度Cf，由于靜速管和待測(cè)氣體管路的環(huán)境因素如氣體組分、溫度、壓力等均一致，可以認(rèn)為在靜速管中測(cè)量計(jì)算得到的超聲波傳播速度Cf即為超聲波在待測(cè)氣體管路中的待測(cè)流體靜態(tài)下的傳播速度，避免氣體組分對(duì)超聲波傳播速度Cf測(cè)量計(jì)算時(shí)的影響，省去需要進(jìn)行針對(duì)各環(huán)境因素而進(jìn)行的補(bǔ)償計(jì)算，實(shí)現(xiàn)時(shí)差法超聲波測(cè)氣體流量的自補(bǔ)償，使得可以快捷、準(zhǔn)確的得到超聲波傳播速度Cf，在將其代入相應(yīng)計(jì)算公式中后，即可得到待測(cè)的甲烷濃度。本發(fā)明所提供的在線檢測(cè)裝置所使用的壓力小、功耗小，可以直接應(yīng)用在煤礦井下等測(cè)量場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)對(duì)甲烷濃度實(shí)施的在線檢測(cè)，避免測(cè)量結(jié)果延遲而導(dǎo)致危險(xiǎn)系數(shù)提高。同時(shí)，上述測(cè)量?jī)x采用聲波測(cè)量，所以可以同時(shí)避免受水汽或其他雜質(zhì)的干擾。

圖I是本實(shí)用新型所提供的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(圖I中箭頭所示為氣體流動(dòng)方向)。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀的實(shí)施例，該實(shí)施例中的在線測(cè)量?jī)x包括使用時(shí)固設(shè)在待測(cè)氣體管路2上的固定座1，在固定座I的底部固連有使用時(shí)插入待測(cè)氣體管路中以供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散的軸向沿豎直方向延伸的靜速管6，該靜速管6上具有使用時(shí)朝向待測(cè)氣體管路中待測(cè)氣體流動(dòng)的下游方向的管壁，該管壁上開設(shè)有供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散至靜速管中的擴(kuò)散口 3，在靜速管6上布置有用于在靜速管中測(cè)量超聲波傳播速度的超聲波換能器4，靜速管上的超聲波換能器在靜速管4的軸向兩端布置有兩個(gè)，所述靜速管上的兩個(gè)超聲波換能器中的其中一個(gè)為發(fā)射元件、另一個(gè)為接收元件。本實(shí)施例中，在靜速管上設(shè)有用于檢測(cè)靜速管中的待測(cè)氣體溫度的溫度傳感器。使用上述在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀測(cè)量待測(cè)氣體管路2中的甲烷濃度時(shí)，使待測(cè)氣體在流過待測(cè)氣體管路2時(shí)自由擴(kuò)散到靜速管6中，根據(jù)靜速管6上超聲波換能器4的布局獲得超聲波在靜速管中傳播的聲程，由靜速管中的超聲波換能器發(fā)射并接收超聲波以獲得超聲波在聲程中的實(shí)際傳播時(shí)間，由聲程除以超聲波在靜速管中的實(shí)際傳播時(shí)間即可得到超聲波傳播速度Cf，將Cf代入如下甲烷濃度計(jì)算公式
權(quán)利要求1.在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，其特征在于包括使用時(shí)插入待測(cè)氣體管路中以供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散的軸向沿豎直方向延伸的靜速管，該靜速管上具有使用時(shí)朝向待測(cè)氣體管路中待測(cè)氣體流動(dòng)的下游方向的管壁，該管壁上開設(shè)有供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散至靜速管中的擴(kuò)散口，在靜速管上布置有用于在靜速管中測(cè)量超聲波傳播速度的超聲波換能器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，其特征在于所述的靜速管上設(shè)有用于檢測(cè)靜速管中的待測(cè)氣體溫度的溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，其特征在于所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管的軸向兩端布置有兩個(gè)，所述靜速管上的兩個(gè)超聲波換能器中的其中一個(gè)為發(fā)射元件、另一個(gè)為接收元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，其特征在于所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管的軸向兩端布置有兩個(gè)，所述靜速管上的兩個(gè)超聲波換能器呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)、且相互交替地對(duì)應(yīng)作為發(fā)射和接收元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，其特征在于所述的靜速管上的超聲波換能器呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)，所述靜速管上的呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)的超聲波換能器布置在靜速管的軸向一端，在靜速管的軸向另一端布置有用于反射從超聲波換能器中發(fā)射的超聲波的反射部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種在線檢測(cè)甲烷濃度的超聲波檢測(cè)儀，包括使用時(shí)插入待測(cè)氣體管路中以供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散的軸向沿豎直方向延伸的靜速管，該靜速管上具有使用時(shí)朝向待測(cè)氣體管路中待測(cè)氣體流動(dòng)的下游方向的管壁，該管壁上開設(shè)有供待測(cè)氣體自由擴(kuò)散至靜速管中的擴(kuò)散口，在靜速管上布置有用于在靜速管中測(cè)量超聲波傳播速度的超聲波換能器。本實(shí)用新型所提供的在線檢測(cè)裝置所使用的壓力小、功耗小，可以直接應(yīng)用在煤礦井下等測(cè)量場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)對(duì)甲烷濃度實(shí)施的在線檢測(cè)，避免測(cè)量結(jié)果延遲而導(dǎo)致危險(xiǎn)系數(shù)提高。同時(shí)，上述測(cè)量?jī)x采用聲波測(cè)量，所以可以同時(shí)避免受水汽或其他雜質(zhì)的干擾。
文檔編號(hào)G01N29/024GK202814923SQ201220509398
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者胡延艷, 王新亞, 李波, 趙彤凱, 劉東旭, 秦景濤 申請(qǐng)人:鄭州光力科技股份有限公司