[发明专利]利用超声波检测甲烷浓度的检测方法

摘要

本发明公开了一种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，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，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Cf1和Cf2，将上述超声波传播速度Cf1和Cf2带入计算公式中得到超声波在待测气体中的超声波传播速度，然后得到甲烷浓度。检测方法实现对甲烷浓度实施的在线检测，避免测量结果延迟而导致危险系数提高。

主权项

利用超声波检测甲烷浓度的检测方法，其特征在于，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Cf1和Cf2，将上述超声波传播速度Cf1和Cf2带入如下的超声波传播速度计算公式中： C f = 2 k 3 C f 1 C f 2 C f 1 + C f 2 - - - ( 1 ) 即可得到超声波在待测气体中的超声波传播速度Cf，其中k3为补偿系数，其取值范围为0.9～1.1，将计算得到的Cf代入如下甲烷浓度计算公式中： p = C f - C air k 1 + k 2 t - - - ( 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，Cair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；其中，上述k1、k2两个校正系数通过如下两点校准的方法计算得到：测量在温度为t、甲烷浓度为pA的甲烷与空气的混合气体中的超声波传播速度CfA，测量在温度为t、甲烷浓度为pB的甲烷与空气的混合气体中的超声波传播速度CfB，将pA、pB、CfA、CfB、Cair及t带入上述计算公式（1）中，得到如下两个方程式； p A = C fA - C air k 1 + k 2 t - - - ( 3 ) p B = C fB - C air k 1 + k 2 t - - - ( 4 ) 然后将上述两方程式（2）、（3）联合求解得到k1和k2。