本實用新型專利技術公開了一種甲烷濃度在線檢測裝置，包括供待測氣體流過的測量管，該測量管上固連有與測量管相連通的供測量管中的待測氣體自由擴散的靜速管，在靜速管上布置有向靜速管中發射并接收超聲波以用于測量超聲波傳播速度的超聲波換能器。本專利所提供的在線檢測裝置中使用的靜速管的結構簡單，可以直接應用在煤礦井下等測量場所，實現對甲烷濃度實時的在線檢測。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
一種甲烷濃度在線檢測裝置
本技術涉及一種甲烷濃度在線檢測裝置。
技術介紹
煤礦井下環境中甲烷濃度的測量一般采用催化元件，在實際應用中由于易受到水汽和其它氣體的干擾，必須至少7天標校一次，工作量大、維護繁瑣；另外，礦井下的瓦斯抽采管道內的瓦斯含量較高，對它的監測則常采用熱導方法和紅外測量方法，但這兩種方法測量結果極易受水汽和粉塵的影響，由于瓦斯抽采管道內的氣體是從煤層中抽出來的，勢必含塵、含水，因此，上述兩種方法在這樣的環境下應用是有很大的局限性的。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種甲烷濃度在線檢測裝置，以解決現有技術中測量甲烷濃度結果受水汽和其它雜質干擾的技術問題。為實現上述目的，本技術所提供的甲烷濃度在線檢測裝置采用如下技術方案一種甲烷濃度在線檢測裝置，包括供待測氣體流過的測量管，該測量管上固連有與測量管相連通的供測量管中的待測氣體自由擴散的靜速管，在靜速管上布置有向靜速管中發射并接收超聲波以用于測量超聲波傳播速度的超聲波換能器。所述的靜速管通過擴散管與測量管相連通。所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述兩個超聲波換能器中的其中一個為發射元件、另一個為接收元件。所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述兩個超聲波換能器呈收發一體結構、且相互交替作為發射和接收元件。所述的靜速管上的超聲波換能器呈收發一體結構，所述呈收發一體結構的超聲波換能器布置在靜速管軸向一端，在靜速管軸向另一端布置有用于反射從超聲波換能器中發射的超聲波的反射部。本技術的有益效果是本技術所提供的甲烷濃度在線檢測裝置中，在測量管上固連有供測量管中的待測氣體自由擴散的靜速管，在靜速管中布置有用于測量超聲波在靜速管的氣體中的傳播速度的超聲波換能器，測量時，待測氣體在流過測量管時自由擴散到靜速管中，靜速管中不存在壓差，這樣在靜速管中可以直接測量計算得到的超聲波在靜止狀態下的待測氣體中的傳播速度，由于靜速管和測量管的環境因素如氣體組分、溫度、壓力等均一致，可以認為在靜速管中測量計算得到的超聲波傳播速度即為超聲波在測量管中的待測流體靜態下的傳播速度，避免氣體組分對超聲波傳播速度測量計算時的影響，省去需要進行針對各環境因素而進行的補償計算，實現時差法超聲波測氣體流量的自補償，使得可以快捷、準確的得到超聲波傳播速度，在將其代入相應計算公式中后，即可得到待測的甲烷濃度。本技術所提供的在線檢測裝置所使用的壓力小、功耗小，可以直接應用在煤礦井下等測量場所，實現對甲烷濃度實施的在線檢測，避免測量結果延遲而導致危險系數提高。因為采用聲波測量，所以可以同時避免受水汽或其他雜質的干擾。附圖說明圖I是本技術所提供的甲烷濃度在線檢測裝置一種實施例的結構示意圖。具體實施方式一種甲烷濃度在線檢測方法的實施例，該實施例中的在線檢測方法為使待測氣體在流過測量管時自由擴散到與測量管相連通的靜速管中，該靜速管上布置有向靜速管中發射并接收超聲波的超聲波換能器，根據靜速管上超聲波換能器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射并接收超聲波以獲得超聲波在聲程中的實際傳播時間，由聲程除以超聲波在靜速管中的實際傳播時間即可得到超聲波傳播速度 Cf,將Cf代入甲烷濃度計算公式中，得到待測氣體中的甲烷濃度。上述檢測方法中的布局可以根據實際情況布置，例如可以采用下述三種布局形式靜速管上的超聲波換能器的布局I為所述靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述靜速管上的兩個超聲波換能器中的其中一個為發射元件、另一個為接收兀件。靜速管上的超聲波換能器的布局2為所述靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述靜速管上的兩個超聲波換能器呈收發一體結構、且相互交替作為發射和接收元件。靜速管上的超聲波換能器的布局3為所述靜速管上的超聲波換能器呈收發一體結構，所述靜速管上的呈收發一體結構的超聲波換能器布置在靜速管軸向一端，在靜速管軸向另一端布置有用于反射從超聲波換能器中發射的超聲波的反射部。在上述列舉的布局I和布局2中，靜速管上的超聲波換能器均采用對射結構，在其他實施例中，靜速管上的超聲波換能器還可以采用V型反射結構布局或其他布局，只要可以測量出超聲波在靜速管中的聲程及傳播時間即可。在上述檢測方法中，超聲波在靜速管中的實際傳播時間是由測量到的超聲波在靜速管中的發射元件和接收元件之間的傳播時間減去測量電路中的延遲時間而得到的。上述時差法超聲波流量檢測方法適用于煤礦瓦斯抽放管道和天然氣計量，也適用于其他環境下的氣體流量測量，特別是對超聲波傳播速度影響較大的氣體的測量。事實上，因為超聲波的傳播速度受傳輸介質的影響，不同介質中超聲波的傳播速度不同。上述檢測方法的原理就是依據超聲波在不同濃度甲烷中的傳播速度不同，則超聲波的傳播時間也不同，從而通過測量超聲波的傳播時間而計算出甲烷濃度。以下結合附圖介紹一種用于實施上述檢測方法的甲烷濃度在線檢測裝置的實施例，該實施例中的在線檢測裝置包括待測氣體流過的測量管4，該測量管4上固連有與測量管相連通的供測量管中的待測氣體自由擴散的靜速管5，靜速管5通過擴散管6固連在測量管上，且靜速管5通過擴散管6與測量管4相連通，此處的擴散管6沿靜速管軸向布置有兩個，且這兩個擴散管相距較近以防止靜速管中出現氣體波動。在靜速管5上布置有向靜速管中發射并接收超聲波以用于測量超聲波傳播速度Cf的超聲波換能器I和2，此處的靜速管中的超聲波換能器的布局為所述靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述靜速管上的兩個超聲波換能器中的其中一個為發射元件、另一個為接收元件。上述實施例中，靜速管上的超聲波換能器的布局還可以為所述靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述靜速管上的兩個超聲波換能器呈收發一體結構、且相互交替作為發射和接收元件。或者采用如下布局所述靜速管上的超聲波換能器呈收發一體結構，所述靜速管上的呈收發一體結構的超聲波換能器布置在靜速管軸向一端，在靜速管軸向另一端布置有用于反射從超聲波換能器中發射的超聲波的反射部。在上述列舉的布局中，靜速管上的超聲波換能器均采用對射結構，在其他實施例中，靜速管上的超聲波換能器還可以采用V型反射結構布局或其他布局，只要可以測量出超聲波在靜速管中的聲程及傳播時間即可。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種甲烷濃度在線檢測裝置，其特征在于，包括供待測氣體流過的測量管，該測量管上固連有與測量管相連通的供測量管中的待測氣體自由擴散的靜速管，在靜速管上布置有向靜速管中發射并接收超聲波以用于測量超聲波傳播速度的超聲波換能器。
【技術特征摘要】
1.一種甲烷濃度在線檢測裝置，其特征在于，包括供待測氣體流過的測量管，該測量管上固連有與測量管相連通的供測量管中的待測氣體自由擴散的靜速管，在靜速管上布置有向靜速管中發射并接收超聲波以用于測量超聲波傳播速度的超聲波換能器。2.根據權利要求I所述的甲烷濃度在線檢測裝置，其特征在于，所述的靜速管通過擴散管與測量管相連通。3.根據權利要求I或2所述的甲烷濃度在線檢測裝置，其特征在于，所述的靜速管上的超聲波換能器在靜速管軸向兩端布置有兩個，所述兩個超聲波換能器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李波，趙彤凱，劉電龍，黎智，
申請(專利權)人：鄭州光力科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
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