[发明专利]利用超声波检测甲烷浓度的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于甲烷浓度检测技术领域具体涉及一种利用超声波检测甲烷浓度的检测方法及装置。

背景技术

煤矿井下环境中甲烷浓度的测量一般采用催化元件，在实际应用中由于易受到水汽和其它气体的干扰，必须至少7天标校一次，工作量大、维护繁琐；另外，矿井下的瓦斯抽采管道内的瓦斯含量较高，对它的监测则常采用热导方法和红外测量方法，但这两种方法测量结果极易受水汽和粉尘的影响，由于瓦斯抽采管道内的气体是从煤层中抽出来的，势必含尘、含水，因此，上述两种方法在这样的环境下应用是有很大的局限性的。

发明内容

本发明的目的在于提供利用超声波检测甲烷浓度的检测方法，以解决现有技术中测量甲烷浓度结果易受水汽和其它杂质干扰的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供利用超声波检测甲烷浓度的检测方法的技术方案是：利用超声波检测甲烷浓度的检测方法，使待测气体在流过测量管时自由扩散到与测量管相连通的两个静速管中，这两个静速管上分别布置有用于在静速管中测量超声波传播速度的超声波换能器，根据静速管上超声波换能器的布局获得超声波在对应静速管中传播的测量声程，两静速管上的两测量声程的长度相差1倍，由对应的静速管上的超声波换能器发射并接收超声波以获得超声波在对应的测量声程中的实际传播时间，由对应的测量声程除以超声波在对应的静速管中的实际传播时间即可分别得到超声波在两个静速管中的传播速度C_f1和C_f2，将上述超声波传播速度C_f1和C_f2带入如下的超声波传播速度计算公式中：

Cf=2k3Cf1Cf2Cf1+Cf2---(1)]]>

即可得到超声波在待测气体中的超声波传播速度C_f，其中k₃为补偿系数，其取值范围为0.9～1.1，将计算得到的C_f代入如下甲烷浓度计算公式中：

p=Cf-Cairk1+k2t---(2)]]>

即可得到待测气体的甲烷浓度，其中t为测量管中待测气体的当前温度，C_air为测量得到的温度t下空气中的超声波传播速度，k₁、k₂为校正系数；