The utility model discloses an ultrasonic gas sensor includes a chamber for containing formed by a closed hollow pipe gas to be tested, both ends of two ultrasonic transducers were installed in the gas chamber, respectively form a large diameter section is used to install the ultrasonic transducer at both ends of the hollow tube, the middle part of the hollow tube pipe the diameter is less than the diameter section formed at both ends of the small diameter section, the side wall of both ends of the hollow pipe are respectively provided with a ventilation opening; also includes the measurement and control system of a gas, gas measurement and control system can selective excitation of any ultrasonic wave transducer a given frequency of multi pulse ultrasonic signal, and can handle of the two counter propagating time; equivalent pipe cross-sectional area between the two ultrasonic transducer to ultrasonic wavelength is not greater than the diameter of the 1/4; The utility model has the advantages that the flow rate and the gas composition of the ultra low flow gas can be accurately detected, and the application range of the ultrasonic gas sensor is greatly broadened.
【技术实现步骤摘要】
超声波气体传感器
本技术涉及到一种能对超低流量气体的流量或/和气体中各组成成分的浓度等进行测量的超声波气体传感器。
技术介绍
超声波气体传感器主要用于测量气体的流量大小、方向以及混合气体中各气体组分的含量(也称为浓度)。目前广泛使用的超声波气体传感器,其结构主要包括:一个用以容纳待测气体的密闭的气室,所述气室包括两端封闭的空心管,第一超声波换能器和第二超声波换能器以设定的距离分别安装在气室的两端,在靠近空心管两端的侧壁上分别设置有一个通气口,待测气体能从一个通气口进入气室,并从另一个通气口流出气室;还包括一个连到第一超声波换能器和第二超声波换能器的气体测量控制系统,气体测量控制系统能选择性地激励任一个超声波换能器发出超声波信号、并能接收和处理另一个超声波换能器所接收到的信号。气体测量控制系统使第一超声波换能器发射一个给定频率的第一声波,第一声波穿过气室内待测气体后被第二超声波换能器接收,第一声波从发射到被接收的时间记为第一传播时间;然后气体测量控制系统使第二超声波换能器发射一个同样频率的第二声波,第二声波穿过气室内待测气体后被第一超声波换能器接收,第二声波从发射到被接收的时间记为第二传播时间。第一传播时间和第二传播时间与气室内待测气体的平均分子量、气室内的温度、气室内待测气体的流动方向和速度、以及二个超声波换能器之间的距离有关。气体测量控制系统中的接收电路对接收到的信号进行放大,通过对放大后的接收信号采用峰值振幅检测的手段来测定第一传播时间和第二传播时间。当气室内的待测气体不流动时,气体测量控制系统中的微处理器能利用第一传播时间或第二传播时间来测算出待测气 ...
【技术保护点】
超声波气体传感器,包括:一个用以容纳待测气体的密闭的气室,所述气室包括一根两端封闭的空心管,空心管两端分别形成大管径段用以安装超声波换能器,空心管中间部分的管径则小于两端的大管径段而形成小管径段,第一超声波换能器和第二超声波换能器以设定的距离分别安装在气室的两端,在靠近空心管两端的侧壁上分别设置有一个通气口,待测气体能从一个通气口进入气室,并从另一个通气口流出气室;还包括一个气体测量控制系统,所述气体测量控制系统包括:分别连到二个超声波换能器并能选择性激励一个超声波换能器发出超声波、而另一个超声波换能器接收超声波的切换开关网络,一个连到切换开关网络的微处理器,连到切换开关网络和微处理器的发射电路和接收处理电路;微处理器通过发射电路和切换开关网络激励第一超声波换能器发出给定频率的第一声波,第一声波穿过气室内的待测气体,第二超声波换能器则接收到该第一声波信号,从第一声波开始发射到被接收的时间为第一传播时间;然后,等第一声波在气室内经过阻尼振荡消失以后,微处理器通过发射电路和切换开关网络激励第二超声波换能器发出与第一声波同样频率同样脉冲数的第二声波,第二声波穿过气室内的待测气体,第一超声波换 ...
【技术特征摘要】
1.超声波气体传感器,包括:一个用以容纳待测气体的密闭的气室,所述气室包括一根两端封闭的空心管,空心管两端分别形成大管径段用以安装超声波换能器,空心管中间部分的管径则小于两端的大管径段而形成小管径段,第一超声波换能器和第二超声波换能器以设定的距离分别安装在气室的两端,在靠近空心管两端的侧壁上分别设置有一个通气口,待测气体能从一个通气口进入气室,并从另一个通气口流出气室;还包括一个气体测量控制系统,所述气体测量控制系统包括:分别连到二个超声波换能器并能选择性激励一个超声波换能器发出超声波、而另一个超声波换能器接收超声波的切换开关网络,一个连到切换开关网络的微处理器,连到切换开关网络和微处理器的发射电路和接收处理电路;微处理器通过发射电路和切换开关网络激励第一超声波换能器发出给定频率的第一声波,第一声波穿过气室内的待测气体,第二超声波换能器则接收到该第一声波信号,从第一声波开始发射到被接收的时间为第一传播时间;然后,等第一声波在气室内经过阻尼振荡消失以后,微处理器通过发射电路和切换开关网络激励第二超声波换能器发出与第一声波同样频率同样脉冲数的第二声波,第二声波穿过气室内的待测气体,第一超声波换能器则接收到该第二声波信号,从第二声波开始发射到被接收的时间为第二传播时间;微处理器根据第一传播时间和第二传播时间来测算出气体的流量和/或待测气体中气体组成的含量;其特征在于:所述的第一声波和第二声波均为多脉冲声波,而且第一声波和第二声波在穿过气室时分别会在气室内形成驻波;两个超声波换能器之间的管道等效横截面积不大于以第一声波波长为直径的圆面积的四分之一;并且,当小管径段横截面积不大于超声波换能器的发射端面积的四分之一时,空心管两端的大管径段分别通过一个喇叭形体平滑过渡到...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕合奇,李明,
申请(专利权)人:深圳市润普科技有限公司,
类型:新型
国别省市:广东,44
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