一种基于超声原理的气体浓度检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于超声原理的气体浓度检测装置及方法。本发明专利技术包括检测装置，单片机单元，温度测量电路，压力测量电路，电机控制电路，驱动电路，开关电路，信号放大电路，时间测量电路，峰值检测电路和超声换能器。本发明专利技术的基于超声原理的气体浓度检测装置通过一定的设计，运用安装的2对超声换能器测量2个频点的回波信号，再通过一定的电路设计获得回波信号的峰值，运用一定的运算获得气体声吸收系数和声速，进一步运算得到声吸收最大值和弛豫频率，最后运用前期实验建立的数学模型，通过单片机内部查表和插值的方法，获得当前的气体浓度，使测量流程更为简便，使其更具有实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声原理的气体浓度检测方法及装置
本专利技术属于气体组分检测领域，涉及一种基于超声原理的气体浓度检测方法及装置。
技术介绍
人类日常生活和工业生产中都不可避免地涉及多种多样的气体。为了定性地了解和定量地掌握被测气体的各种性质，气体传感技术应运而生。而完成这一系列的任务的就是气体传感器。气体传感器能够将气体的组分、含量等信息转换成电信号，并根据这些电信号，通过后期的一系列处理，还原出被测气体的信息，进而实现对气体的检测、监控和报警等功能。目前主要的气体成分检测技术有：化学反应、半导体、气相色谱吸收、红外光谱吸收、热传导、接触燃烧等技术，其中应用比较广泛的是气相色谱法，但其都有各自的优缺点。超声波传感器是一种声信号和电信号的转换装置，其通过产生和接受的超声波来确定测量的物理量的特性。超声波传感器的特性有：1)低成本和低功耗；2)高分辨率和高准确度的测量；3)快速的传感器瞬态响应，可用于在线实时测量；4)体积小，易于安装和维护；5)传感器不易污染；6)适用于易燃易爆气体中。可见，相比之下基于超声波传感器具有明显的优势。目前基于超声的气体组分的检测方法主要分为两类，即基于气体中声传播本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于超声原理的气体浓度检测装置，其特征在于：测量装置主体为空心管道，其一端安装有带阀门的细长进出气口，另一端安装有活塞，活塞由线性步进电机调节滚珠丝杠进行控制；两对谐振频率不同的换能器以两两相对的形式分别安装于管道进出气口侧和活塞上；管道壁上嵌入有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器与单片机连接；单片机控制驱动电路产生激励波形，运用开关电路的通道切换，依次激励两对超声换能器发送和接收信号，通过信号放大电路进行适当地放大，将放大后的信号分别送入时间测量电路和峰值检测电路；通过活塞位置的改变进行两次测量，计算出吸收最大值和弛豫频率，查表并通过插值法得到管道内待测气体浓度。

【技术特征摘要】
1.基于超声原理的气体浓度检测装置，其特征在于：测量装置主体为空心管道，其一端安装有带阀门的细长进出气口，另一端安装有活塞，活塞由线性步进电机调节滚珠丝杠进行控制；两对谐振频率不同的换能器以两两相对的形式分别安装于管道进出气口侧和活塞上；管道壁上嵌入有压力传感器和温度传感器；压力传感器和温度传感器与单片机连接；单片机控制驱动电路产生激励波形，运用开关电路的通道切换，依次激励两对超声换能器发送和接收信号，通过信号放大电路进行适当地放大，将放大后的信号分别送入时间测量电路和峰值检测电路；通过活塞位置的改变进行两次测量，计算出吸收最大值和弛豫频率，查表并通过插值法得到管道内待测气体浓度。2.基于超声原理的气体浓度检测方法，使用权利1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟国，许韵恺，徐晓丹，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33