[发明专利]一种基于超声原理的气体浓度检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于超声原理的气体浓度检测装置及方法。本发明包括检测装置，单片机单元，温度测量电路，压力测量电路，电机控制电路，驱动电路，开关电路，信号放大电路，时间测量电路，峰值检测电路和超声换能器。本发明的基于超声原理的气体浓度检测装置通过一定的设计，运用安装的2对超声换能器测量2个频点的回波信号，再通过一定的电路设计获得回波信号的峰值，运用一定的运算获得气体声吸收系数和声速，进一步运算得到声吸收最大值和弛豫频率，最后运用前期实验建立的数学模型，通过单片机内部查表和插值的方法，获得当前的气体浓度，使测量流程更为简便，使其更具有实用性。

主权项

基于超声原理的气体浓度检测装置，其特征在于：测量装置主体为空心管道，其一端安装有带阀门的细长进出气口，另一端安装有活塞，活塞由线性步进电机调节滚珠丝杠进行控制；两对谐振频率不同的换能器以两两相对的形式分别安装于管道进出气口侧和活塞上；管道壁上嵌入有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器与单片机连接；单片机控制驱动电路产生激励波形，运用开关电路的通道切换，依次激励两对超声换能器发送和接收信号，通过信号放大电路进行适当地放大，将放大后的信号分别送入时间测量电路和峰值检测电路；通过活塞位置的改变进行两次测量，计算出吸收最大值和弛豫频率，查表并通过插值法得到管道内待测气体浓度。