[发明专利]一种超声波检测燃气泄露的方法

权利要求书

1.一种超声波检测燃气泄露的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、预设燃气泄露报警器的动作门限值，将超声波换能器A和超声波换能器B相对设置；

b、开启超声波换能器A发送和超声波换能器B接收，进行正向传输，同时开始计时，当超声波换能器B接收到超声波信号时，停止计时，并记录正向传输时间，多次测量获得正向平均传输时间t_f；

c、开启超声波换能器B发送和超声波换能器A接收，进行反向传输，同时开始计时，当超声波换能器A接收到超声波信号时，停止计时，并记录反向传输时间，多次测量获得反向平均传输时间t_b；

d、多次测量环境温度获得环境平均温度T；

e、通过式1计算t_TOF；

t_TOF＝t_f+t_b 式1

其中，t_TOF为正向和反向总传输时间，t_f为正向平均传输时间，t_b为反向平均传输时间；

f、通过式2计算声速c；

其中，c为声速，L为超声波换能器A和超声波换能器B之间的距离，t_TOF为正向和反向总传输时间；

g、通过式3计算参数k；

其中，k为参数，R为气体普适常量，R＝8.314J/mol·K，T为热力学温度，c为声速，γ为绝热指数，μ为摩尔质量；

当超声波在空气中传播时，通过式4计算常数k_A；

其中，k_A为常数，γ_A为空气的绝热指数，γ_A＝1.4，μ_A为空气的摩尔质量，μ_A＝28.9634g/mol；

当超声波在甲烷中传播时，通过式5计算k_A；

其中，k_B为常数，γ_B为甲烷的绝热指数，γ_B＝1.301，μ_B为甲烷的摩尔质量，μ_B＝16g/mol；

通过式6计算甲烷浓度x；

其中，x为甲烷浓度，k为参数，k_A为常数，k_B为常数；

将计算的甲烷浓度x与步骤a中的燃气泄露报警器的动作门限值进行比较，当甲烷浓度x超过燃气泄露报警器的动作门限值时，则进行报警；

h、休眠0.5s，重复步骤a-g。

2.根据权利要求1所述的一种超声波检测燃气泄露的方法，其特征在于，所述步骤f中的式2得出过程为：

超声波换能器A发送和超声波换能器B接收，进行正向传输，正向平均传输时间t_f通过式7计算获得；

其中，t_f为正向平均传输时间，L为超声波换能器A和超声波换能器B之间的距离，c为声速，v为潜在气流速度；

超声波换能器B发送和超声波换能器A接收，进行反向传输，反向平均传输时间t_b通过式8计算获得；

其中，t_b为反向平均传输时间，L为超声波换能器A和超声波换能器B之间的距离，c为声速，v为潜在气流速度；

令因c²远大于v²，则得出声速c的计算式；

其中，t_TOF为正向和反向总传输时间，t_f为正向平均传输时间，t_b为反向平均传输时间，c为声速，v为潜在气流速度。