[发明专利]一种甲烷浓度在线检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲烷浓度在线检测方法及装置。

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一种甲烷浓度在线检测方法，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；同时，本发明还提供一种用于实施上述检测方法的甲烷浓度在线检测装置。

为实现上述目的，本发明所提供的甲烷浓度在线检测方法采用如下技术方案：一种甲烷浓度在线检测方法，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静速管中，该静速管上布置有向静速管中发射并接收超声波的超声波换能器，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C_f，将C_f代入如下甲烷浓度计算公式中：

p=Cf-Cairk1+k2t---(1)]]>

即可得到待测流体的甲烷浓度，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；

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p_A的甲烷与空气的混合气体中的超声波传播速度C_fA，测量在温度为t、甲烷浓度为p_B的甲烷与空气的混合气体中的超声波传播速度C_fB，将p_A、p_B、C_fA、C_fB、C_air及t带入上述计算公式（1）中，得到如下两个方程式；

pA=CfA-Cairk1+k2t---(2)]]>