专利名称：在线检测甲烷浓度的超声波检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种在线检测甲烷浓度的超声波检测仪。
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。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，以解决现有技术中测量甲烷浓度结果受水汽和其它杂质干扰的技术问题。为实现上述目的，本实用新型所提供的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪的技术方案是在线检测甲烷浓度的超声波检测仪包括使用时插入待测气体管路中以供待测气体自由扩散的轴向沿竖直方向延伸的静速管，该静速管上具有使用时朝向待测气体管路中待测气体流动的下游方向的管壁，该管壁上开设有供待测气体自由扩散至静速管中的扩散口，在静速管上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。所述的静速管上设有用于检测静速管中的待测气体温度的温度传感器。所述的静速管上的超声波换能器在静速管的轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器中的其中一个为发射元件、另一个为接收元件。所述的静速管上的超声波换能器在静速管的轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器呈收发一体结构、且相互交替地对应作为发射和接收元件。所述的静速管上的超声波换能器呈收发一体结构，所述静速管上的呈收发一体结构的超声波换能器布置在静速管的轴向一端，在静速管的轴向另一端布置有用于反射从超声波换能器中发射的超声波的反射部。本实用新型的有益效果是本实用新型所提供的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪使用时插入待测气体管路中，待测气体向静速管中自由扩散，由静速管中布置的超声波换能器测量静速管中超声波的传播速度，测量时，因为待测气体管路中的待测气体自由扩散到静速管中，静速管中不存在压差，这样在静速管中可以直接测量计算得到的超声波在静止状态下的待测气体中的传播速度Cf，由于静速管和待测气体管路的环境因素如气体组分、温度、压力等均一致，可以认为在静速管中测量计算得到的超声波传播速度Cf即为超声波在待测气体管路中的待测流体静态下的传播速度，避免气体组分对超声波传播速度Cf测量计算时的影响，省去需要进行针对各环境因素而进行的补偿计算，实现时差法超声波测气体流量的自补偿，使得可以快捷、准确的得到超声波传播速度Cf，在将其代入相应计算公式中后，即可得到待测的甲烷浓度。本发明所提供的在线检测装置所使用的压力小、功耗小，可以直接应用在煤矿井下等测量场所，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。同时，上述测量仪采用声波测量，所以可以同时避免受水汽或其他杂质的干扰。

图I是本实用新型所提供的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪一种实施例的结构示意图(图I中箭头所示为气体流动方向)。
具体实施方式
如图I所示，在线检测甲烷浓度的超声波检测仪的实施例，该实施例中的在线测量仪包括使用时固设在待测气体管路2上的固定座1，在固定座I的底部固连有使用时插入待测气体管路中以供待测气体自由扩散的轴向沿竖直方向延伸的静速管6，该静速管6上具有使用时朝向待测气体管路中待测气体流动的下游方向的管壁，该管壁上开设有供待测气体自由扩散至静速管中的扩散口 3，在静速管6上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4，静速管上的超声波换能器在静速管4的轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器中的其中一个为发射元件、另一个为接收元件。本实施例中，在静速管上设有用于检测静速管中的待测气体温度的温度传感器。使用上述在线检测甲烷浓度的超声波检测仪测量待测气体管路2中的甲烷浓度时，使待测气体在流过待测气体管路2时自由扩散到静速管6中，根据静速管6上超声波换能器4的布局获得超声波在静速管中传播的声程，由静速管中的超声波换能器发射并接收超声波以获得超声波在声程中的实际传播时间，由声程除以超声波在静速管中的实际传播时间即可得到超声波传播速度Cf，将Cf代入如下甲烷浓度计算公式
权利要求1.在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，其特征在于包括使用时插入待测气体管路中以供待测气体自由扩散的轴向沿竖直方向延伸的静速管，该静速管上具有使用时朝向待测气体管路中待测气体流动的下游方向的管壁，该管壁上开设有供待测气体自由扩散至静速管中的扩散口，在静速管上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。
2.根据权利要求I所述的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，其特征在于所述的静速管上设有用于检测静速管中的待测气体温度的温度传感器。
3.根据权利要求I或2所述的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，其特征在于所述的静速管上的超声波换能器在静速管的轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器中的其中一个为发射元件、另一个为接收元件。
4.根据权利要求I或2所述的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，其特征在于所述的静速管上的超声波换能器在静速管的轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器呈收发一体结构、且相互交替地对应作为发射和接收元件。
5.根据权利要求I或2所述的在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，其特征在于所述的静速管上的超声波换能器呈收发一体结构，所述静速管上的呈收发一体结构的超声波换能器布置在静速管的轴向一端，在静速管的轴向另一端布置有用于反射从超声波换能器中发射的超声波的反射部。
专利摘要本实用新型公开了一种在线检测甲烷浓度的超声波检测仪，包括使用时插入待测气体管路中以供待测气体自由扩散的轴向沿竖直方向延伸的静速管，该静速管上具有使用时朝向待测气体管路中待测气体流动的下游方向的管壁，该管壁上开设有供待测气体自由扩散至静速管中的扩散口，在静速管上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。本实用新型所提供的在线检测装置所使用的压力小、功耗小，可以直接应用在煤矿井下等测量场所，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。同时，上述测量仪采用声波测量，所以可以同时避免受水汽或其他杂质的干扰。
文档编号G01N29/024GK202814923SQ201220509398
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者胡延艳, 王新亚, 李波, 赵彤凯, 刘东旭, 秦景涛 申请人:郑州光力科技股份有限公司