專利名稱：一種甲烷濃度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種甲烷濃度檢測裝置。
背景技術(shù)：
煤礦井下環(huán)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(nèi)的瓦斯含量較高，對它的監(jiān)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(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，勢必含塵、含水，因此，上述兩種方法在這樣的環(huán)境下應用是有很大的局限性的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種甲烷濃度檢測裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中測量甲烷濃度結(jié)果受水汽和其它雜質(zhì)干擾的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的甲烷濃度檢測裝置采用如下技術(shù)方案一種甲烷濃度檢測裝置，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(fā)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，所述的靜速管通過沿靜速管軸向依次布置的兩個擴散管與測量管相連通。所述的靜速管上設有用于檢測靜速管中的流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(fā)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(fā)一體結(jié)構(gòu)、且相互交替作為發(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)，所述呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)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(fā)射的超聲波的反射部。本實用新型的有益效果是本實用新型所提供的甲烷濃度檢測裝置中，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(tài)下的待測氣體中的傳播速度，由于靜速管和測量管的環(huán)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(tài)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(huán)境因素而進行的補償計算，實現(xiàn)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。本實用新型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(xiàn)對甲烷濃度實施的在線檢測，避免測量結(jié)果延遲而導致危險系數(shù)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(zhì)的干擾。

圖1是本實用新型所提供的甲烷濃度檢測裝置一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種甲烷濃度檢測方法的實施例，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(fā)射并接收超聲波的超聲波換能器，根據(jù)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(fā)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，將代入甲烷濃度計算公式中，得到待測氣體中的甲烷濃度即可。上述檢測方法中的布局可以根據(jù)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(fā)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(fā)一體結(jié)構(gòu)、且相互交替作為發(fā)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(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(fā)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(fā)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(huán)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(zhì)的影響，不同介質(zhì)中超聲波的傳播速度不同。上述檢測方法的原理就是依據(jù)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(jié)合附圖介紹一種用于實施上述檢測方法的甲烷濃度檢測裝置的實施例，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，在靜速管上設有用于檢測靜速管中的流體溫度t的溫度傳感器，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(xiàn)氣體波動。在靜速管5上布置有向靜速管中發(fā)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(fā)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(fā)一體結(jié)構(gòu)、且相互交替作為發(fā)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(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(fā)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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。
權(quán)利要求1.一種甲烷濃度檢測裝置，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(fā)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，所述的靜速管通過沿靜速管軸向依次布置的兩個擴散管與測量管相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲烷濃度檢測裝置，其特征在于所述的靜速管上設有用于檢測靜速管中的流體溫度的溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲烷濃度檢測裝置，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中的其中一個為發(fā)射元件、另一個為接收元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲烷濃度檢測裝置，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呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)、且相互交替作為發(fā)射和接收元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲烷濃度檢測裝置，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)，所述呈收發(fā)一體結(jié)構(gòu)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(fā)射的超聲波的反射部。
專利摘要本實用新型公開了一種甲烷濃度檢測裝置，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(fā)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，所述的靜速管通過沿靜速管軸向依次布置的兩個擴散管與測量管相連通。本專利提供的裝置中所使用的靜速管的結(jié)構(gòu)簡單，可以直接應用在煤礦井下等測量場所，實現(xiàn)對甲烷濃度實施的在線檢測。
文檔編號G01N29/024GK202870035SQ201220420809
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者趙彤凱, 詹放易, 李波, 郭晨偉, 黎智 申請人:鄭州光力科技股份有限公司