一种远程还原炉流量监控系统技术方案

为了避免现有技术中存在的上述不足之处，使气体流量测量较为容易地实施，本发明专利技术提供了一种远程还原炉流量监控系统，用于对某种供给还原炉的气体进行流量监控，包括管道子系统、超声波检测子系统、处理子系统，其中，所述超声波检测子系统被设置在所述管道子系统内部，且处理子系统用于从所述超声波检测子系统获得向还原炉供气的流量监控信息。超声波流量检测天然地具有大量程比，因此相对现有技术而言不但降低了管道铺设成本，更适用于更大范围两成比变化的工业生产应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体流量监控
，更具体地，涉及一种远程还原炉流量监控系统。
技术介绍
目前，多晶硅的生产主要采用改良西门子法。在改良西门子法中，三氯氢硅的氢还原过程所发生的主要反应是三氯氢硅被氢气还原生成硅和氯化氢。根据改良西门子法的要求，在生产过程中测量进入还原炉的氢气和三氯氢硅流量，通过比值控制来生产出多晶硅。两种气体的流量的比值关系着多晶硅的品质。经检索，申请号为CN201310703754.9的中国专利技术专利申请公开了一种还原炉流量精确测量的方法，它采用多管并联方式，采用计算机采集系统进行流量采集、数据存储、监督管理以及网络通讯。在流量计的量程范围内，流量计显示值乘以支管的流通数量就可以通过公式换算出总管的流量，当流量值显示超出量程范围时，通过增加并联支管的开通数量来分流，以实现小流量计测量更大流量范围的目的，达到了宽量程比流量测量的目的。然而，这种方式主要是从普通的小量程流量计的角度提出的，其并未明确记载修正系数，对本领域技术人员而言，为了获得精确的流量测量，实施时通过大量实验重新获得是较为困难的。
技术实现思路
为了避免现有技术中存在的上述不足之处，使气体流量测量较为容易地实施，本专利技术提供了一种远程还原炉流量监控系统，包括管道子系统、超声波检测子系统、处理子系统，其中，所述超声波检测子系统被设置在所述管道子系统内部，且处理子系统用于从所述超声波检测子系统获得向还原炉供气的流量监控信息。进一步地，所述管道子系统包括第一供气管道、第二供气管道和第三供气管道，所述第一供气管道、第二供气管道和第三供气管道用于向还原炉提供气体，其内径均为r、长度均L，材质相同且彼此平行地设置。进一步地，所述超声波检测子系统包括N个第一超声波检测单元、2N个第二超声波检测单元和4N个第三超声波检测单元，N个第一超声波检测单元设置于所述第一供气管道内，2N个第二超声波检测单元设置于第二供气管道内，4N个第二超声波检测单元设置于所述第三供气管道内，其中N为大于2的自然数。进一步地，所述处理子系统包括处理单元，所述处理单元根据所述第一超声波检测单元、第二超声波检测单元和第三超声波检测单元对所述气体进行流量监控。进一步地，所述N个第一超声波检测单元以沿所述第一供气管道长度方向延伸的直线方向、以间隔Di设置，其中所述Di满足：Di+1＝2×Di，i＝1，2，…，N-1。进一步地，所述N个第二超声波检测单元以沿所述第二供气管道长度方向延伸的第一直线方向、以间隔Ei设置，其中所述Ei满足：Ei+1＝2×Ei，i＝1，2，…，N-1；另外N个第二超声波检测单元以沿所述第二供气管道长度方向延伸的第二直线方向、以间隔Ei设置，其中所述E’i满足：E’i＝(1/2)×(Ei+Ei-1)，且所述第二直线方向与所述第一直线方向相对于第二供气管道长度方向上的轴线呈90度，其中E0＝0。进一步地，第1个到第N个第三超声波检测单元以沿所述第三供气管道长度方向延伸的第一直线方向、以间隔Fi设置，其中所述Fi满足：Fi+1＝2×Fi，i＝1，2，…，N-1；第N+1到第2N个第三超声波检测单元以沿所述第三供气管道长度方向延伸的第二直线方向、以间隔Fi设置，其中所述F’i满足：F’i＝(1/2)×(Fi+Fi-1)，且所述第二直线方向与所述第一直线方向相对于第三供气管道长度方向上的轴线呈90度，其中F0＝0；第2N+1个第三超声波检测单元到第3N个第三超声波检测单元以及第3N+1个第三超声波检测单元到第4N个第三超声波检测单元被设置于分别到上述第三超声波检测单元沿该曲线等距离的位置且在经过所述第1个到第N个第三超声波检测单元以及所述第N+1到第2N个第三超声波检测单元的等距螺旋曲线上，其中第2N+1个第三超声波检测单元到第3N个超声波检测单元连线以及第3N+1个第三超声波检测单元到第4N个超声波检测单元连线均平行于所述第一直线方向和第二直线方向。进一步地，所述第一超声波检测单元的每一个均设置有第一超声波传感器、第一超声波发射器、电源模块以及无线通信模块，且所述第二超声波检测单元和第三超声波检测单元的每一个均设置有第一超声波传感器、第一超声波发射器、第二超声波传感器、第二超声波发射器、电源模块以及无线通信模块；所述第一超声波检测单元、第二超声波检测单元和第三超声波检测单元的每一个的无线通信模块和电源模块位于其被安装于的供气管道外部；所述第一超声波检测单元、第二超声波检测单元和第三超声波检测单元的每一个的第一超声波传感器和第一超声波发射器位于其被安装于的供气管道内部，且对于每一个第一超声波检测单元、每一个第二超声波检测单元或每一个第三超声波检测单元，第j个第一超声波传感器的朝向与和第j-1超声波检测单元的第一超声波发射器的朝向呈90度角，其中j为大于2且小于第一超声波检测单元、第二超声波检测单元或第三超声波检测单元的数量的正整数；所述第二超声波检测单元和第三超声波检测单元的每一个的第二超声波传感器和第二超声波发射器位于其被安装于的供气管道外部，并记第二超声波检测单元中第1个到第N个为第一组第二超声波检测单元，第N+1个到第2N个为第二组第二超声波检测单元；记第三超声波检测单元中第1个到第N个为第一组第三超声波检测单元，第N+1个到第2N个为第二组第三超声波检测单元，第2N+1个第三超声波检测单元中第1个到第3N个为第三组第三超声波检测单元，第3N+1个到第4N个为第四组第三超声波检测单元；所述第二超声波检测单元的每一个和所述第三超声波检测单元的每一个的第二超声波传感器和第二超声波发射器的朝向，使得：在t时刻：第一组第二超声波检测单元中的第k个的第二超声波传感器与第一组第三超声波检测单元中的第k-1个的第二超声波发射器的连线与第一组第二超声波检测单元中的第k个的第二超声波发射器与第一组第三超声波检测单元中的第k+1个的第二超声波传感器的连线相互垂直；第二组第二超声波检测单元中的第k个的第二超声波传感器与第三组第三超声波检测单元中的第k-1个的第二超声波发射器的连线与第二组第二超声波检测单元中的第k个的第二超声波发射器与第三组第三超声波检测单元中的第k+1个的第二超声波传感器的连线相互垂直；在2t时刻：第一组第二超声波检测单元中的第k个的第二超声波传感器与第二组第三超声波检测单元中的第k-1个的第二超声波发射器的连线与第一组第二超声波检测单元中的第k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程还原炉流量监控系统，包括管道子系统、超声波检测子系统、处理子系统，其中，所述超声波检测子系统被设置在所述管道子系统内部，且处理子系统用于从所述超声波检测子系统获得向还原炉供气的流量监控信息。

【技术特征摘要】
1.一种远程还原炉流量监控系统，包括管道子系统、超声波检测子系统、
处理子系统，其中，所述超声波检测子系统被设置在所述管道子系统内部，且
处理子系统用于从所述超声波检测子系统获得向还原炉供气的流量监控信息。
2.根据权利要求1所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，所述管
道子系统包括第一供气管道、第二供气管道和第三供气管道，所述第一供气管
道、第二供气管道和第三供气管道用于向还原炉提供气体，其内径均为r、长度
均L，材质相同且彼此平行地设置。
3.根据权利要求2所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，所述超
声波检测子系统包括N个第一超声波检测单元、2N个第二超声波检测单元和4N
个第三超声波检测单元，N个第一超声波检测单元设置于所述第一供气管道内，
2N个第二超声波检测单元设置于第二供气管道内，4N个第二超声波检测单元设
置于所述第三供气管道内，其中N为大于2的自然数。
4.根据权利要求3所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，所述处
理子系统包括处理单元，所述处理单元根据所述第一超声波检测单元、第二超
声波检测单元和第三超声波检测单元对所述气体进行流量监控。
5.根据权利要求4所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，所述N
个第一超声波检测单元以沿所述第一供气管道长度方向延伸的直线方向、以间
隔Di设置，其中所述Di满足：Di+1＝2×Di，i＝1，2，…，N-1。
6.根据权利要求5所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，所述N
个第二超声波检测单元以沿所述第二供气管道长度方向延伸的第一直线方向、
以间隔Ei设置，其中所述Ei满足：Ei+1＝2×Ei，i＝1，2，…，N-1；另外N个第
二超声波检测单元以沿所述第二供气管道长度方向延伸的第二直线方向、以间
隔Ei设置，其中所述E’i满足：E’i＝(1/2)×(Ei+Ei-1)，且所述第二直线方向
与所述第一直线方向相对于第二供气管道长度方向上的轴线呈90度，其中E0＝0。
7.根据权利要求6所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，第1个
到第N个第三超声波检测单元以沿所述第三供气管道长度方向延伸的第一直线
方向、以间隔Fi设置，其中所述Fi满足：Fi+1＝2×Fi，i＝1，2，…，N-1；
第N+1到第2N个第三超声波检测单元以沿所述第三供气管道长度方向延伸
的第二直线方向、以间隔Fi设置，其中所述F’i满足：F’i＝(1/2)×(Fi+Fi-1)，
且所述第二直线方向与所述第一直线方向相对于第三供气管道长度方向上的轴
线呈90度，其中F0＝0；
第2N+1个第三超声波检测单元到第3N个第三超声波检测单元以及第3N+1
个第三超声波检测单元到第4N个第三超声波检测单元被设置于分别到上述第三
超声波检测单元沿该曲线等距离的位置且在经过所述第1个到第N个第三超声
波检测单元以及所述第N+1到第2N个第三超声波检测单元的等距螺旋曲线上，
其中第2N+1个第三超声波检测单元到第3N个超声波检测单元连线以及第3N+1
个第三超声波检测单元到第4N个超声波检测单元连线均平行于所述第一直线方
向和第二直线方向。
8.根据权利要求7所述的远程还原炉流量监控系统，其特征在于，所述第

\t一超声波检测单元的每一个均设置有第一超声波传感器、第一超声波发射器、
电源模块以及无线通信模块，且所述第二超声波检测单元和第三超声波检测单
元的每一个均设置有第一超声波传感器、第一超声波发射器、第二超声波传感
器、第二超声波发射器、电源模块以及无线通信模块；
所述第一超声波检测单元、第二超声波检测单元和第三超声波检测单元的
每一个的无线通信模块和电源模块位于其被安装于的供气管道外部；
所述第一超声波检测单元、第二超声波检测单元和第三超声波检测单元的
每一个的第一超声波传感器和第一超声波发射器位于其被安装于的供气管道内
部，且对于每一个第一超声波检测单元、每一个第二超声波检测单元或每一个
第三超声波检测单元，第j个第一超声波传感器的朝向与和第j-1超声波检测
单元的第一超声波发射器的朝向呈90度角，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立峰，芮立国，
申请(专利权)人：成都瑞途电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51