气体流速测定装置及气体流速测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可提高即时测定信赖度、可选择特定的气体进行测定的气体流速测定装置及气体流速测定方法。本发明专利技术的气体流速测定装置，包括至少一个气体检测部及控制部。所述气体检测部在至少含有一种气体的混合气体中，将预测定流速的特定气体所吸收的波长的光，照射在特定气体上，检测特定气体对该波长的光量的吸收，提供与所检测出的光量相应的检测信号；所述控制部以所述气体检测部所提供的检测信号为基础，即时算出预检测的特定气体的流速。从而无需其他调整，即可对多种气体混存下的特定气体的流速进行选择性、即时性的测定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种气体流速测定装置，尤其是可提高测定信赖性，可有选择性地测定所选择特定气体的流速的。
技术介绍
一般来说，气体流量的测定是测定气体的流速，并测定气体在单位时间内的移动距离，然后乘以在测定流速位置上的流动横截面(cross section)，从而来测定气体的流速。另外在多种气体混存流动时，仅对特定气体流量的测定方法是在整体气体中，测定所述特定气体的浓度，在整理流量中，计算所述特定气体的比率，从而算出其流量。目前主要使用的流速计，按照种类分为差压式、涡轮式、面积式、超声波式及电子式等。图1是图示一般流速计种类及动作方式的概念图。差压式流速计如图1的(a)所示，利用形成有透过口的隔离膜，将流体流动的管的一部分横截面进行隔离，测定隔离膜两端产生压力的差值，从而来换算流速。涡轮式流速计如图1的(b)所示，在流体流动的管的中央设置转子，测定随着流体流动而旋转的转子的速度，从而来换算流速。面积式流速计如图1的(C)所示，向流体流动的方向设置弹性变位器，测定因流速而产生的弹性变位量，或是将弹性变位器设置在筒状的通道上，测定因流速产生的压力和重力而发生变位的弹性变位器的变位，从而来换算流速。超声波式流速计如图1的(d)所示，利用与流速对应的超声波的传送速度的差值，测定流速导致的超声波速度的变化量，从而来换算流速。电子式流速计如图1的(e)所示，在具有电荷的气体上，施加外部电磁场，测定与流速相应的电磁场的变化量，从而来换算流速。如图1所示，以往流速计中的差压式、涡轮式及面积式流速计是要按照所要测定气体的种类，来另外进行调整的。进一步，如图1的(a)所示，差压式流速计从微观角度来看，隔离膜两端上的压力差值与隔尚膜上的气体分子冲突而发生的冲击量成比例。在此，上述的冲击量的起因是气体分子在隔离膜上冲突而发生的运动量的变化，运动量在牛顿力学中被定义为质量乘以速度，因此即使是相同的运动量变化或冲击量，也会因气体分子的分子量大小而改变。由此可见，差压式流速计在使用时，需要事先知道所要测定流速的气体种类或相同的条件，也就是说根据相同气体的流动条件，需要对隔离膜两端的压力差值进行事先的调整，该调整也同样被应用于涡轮式流速计或面积式流速计。另外，差压式、涡轮式及面积式流速计存在流速因时间急速变化时，无法即时测定流速变化的问题。举例来说，差压式流速计在流速急速变化时，与此成比例，隔离膜两端的压力会产生差值。但是与这种压力差值对应，指示压力差值的流体上下变松，这种松动到稳定下来需要很长的时间。为了解决这种问题，把用于指示压力差值的流体换为粘性更大的流体时，因其粘性大，隔离膜两端的压力变化无法被及时反映出来。如上所述的问题，在涡轮式及面积式流速计中也是必然存在的。举例来说，涡轮式流速计中，转子和旋转轴的摩擦较小时，流速的变化可以即时被反映出来，但是就如同在风轮上吹一口气，风轮也会在一定时间内旋转一样，即使没有流速，也会被测定出来存在流速，为了解决这个问题，在加大转子和旋转轴间的摩擦力时，与差压式一样，无法即时测定流速变化。这一问题在面积式流速计中也存在。总的来说，差压式、涡轮式及面积式流速计仅限用于流速变化较慢时，这是其最大的缺点。超声波式流速计受外部杂音的影响，声波的传送速度随温度变化，在使用超声波式流速计时，需要隔离杂音或限于杂音较小方可，通过测定温度来换算流速。电子式流速计因气体分子需要具有电荷，这就仅限用在离子状态下的气体分子或电极性较大的气体的流速测定上。另外所要测定流速的气体的种类，需要根据气体分子的电荷量，精确地进行另外调整。以往的流速计除了存在上述问题以外，对于多种气体混存的情况，无法有选择性地对特定的气体进行流速测定。进一步，以往的流速计，因仅可测定整体气体的平均流速，无法区分各气体的流速差异，因此，在将气体的流量换算成经济价值时，会导致相当大的误差。依据气体状态方数学方程式，气体分子的速度与各分子质量的平方根成反比，举例来说，在氮和二氧化碳混存流动时，二氧化碳的流速为I的话，氮的流速要比其快25%左右。但是现有的流速计无法区分这种流速的差值，导致测定氮和二氧化碳的平均流速，从而测定二氧化碳的流量，换算成经济价值时，其评价价值会被算多。举例来说，燃烧沼气所产生的气体向外部排出时，要测定二氧化碳的流速时，要考虑到大气中80%左右是氮，以往技术的流速计仅可测定整体气体的平均流速，导致测定出氮流速的近似值。进一步，若排出的气体是氮和二氧化碳时，大气中的氧浓度约为20%，在完全燃烧时，二氧化碳的浓度最大为10%。在此，假设二氧化碳别最大程度地排放出来，氮和二氧化碳的浓度分别是8/9和1/9，用以往的流速计进行测定时，作为有效质量(πΟ的气体移动速度被测定，有效质量(πΟ如下列数学方程式I所示。数学方程式I [方程式I]me=(第一气体质量X第一气体构成比)+ (第二气体质量X第二气体构成比)也就是说，氮和二氧化碳分别以8/9和1/9的构成比被排放时，氮的分子量是28，二氧化碳的分子量是44，因此被排出的气体所具有的分子量约为29.8，那么以往流速计则对分子量为29.8的气体进行流速测定。但是实际上二氧化碳的分子量为44，是现有流速计所测定值的0.82倍。由此可见，以往技术的流速计测定二氧化碳的流速时，其测定结果要快出约22% ((I/0.82-l)xl00=22)，利用其对二氧化碳的排放量进行计算时，排放量会被多算出22%。 若将二氧化碳的排放量换算成经济价值，如上所述的以往技术的流速计所测定的结果会导致二氧化碳排放量被多算出22%，此部分排放量换算成经济价值的话，那么其费用会被多算出22%。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种可提高即时测定的信赖性，对特定气体进行有选择性地测定的气体流速测定装置。本专利技术的另一目的在于提供一种可提高即时测定的信赖性，对特定气体进行有选择性地测定的气体流速测定方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是提供一种气体流速装置，所述气体流速装置包括:在至少含有一种气体的混合气体中，放出预测定流速的特定气体可吸收的波长的光，并检测所述放出的光，提供与检测出的光量相应的检测信号的至少一个的气体检测部；及以所述气体检测部所提供的检测信息为基础，算出所述预测定的特定气体的流速的控制部。还包括为了测定所述预测定的特定气体的流速，对所述混合气体的流动产生干扰的气体处理部。所述气体处理部所喷射的指示气体与所述混合气体中的所述预测定的特定气体相同，浓度高于所述特定气体的浓度。所述气体处理部在所述混合气体中产生涡流。所述至少一个的气体检测部分别包括:放出所述特定气体所吸收波长的光的第一光源；检测所述第一光源所放出的光，提供与检测出的光量相应的第一检测信号的第一光检测器；与所述混合气体移动的方向相同，与所述第一光源按照所定距离隔开设置，放出所述特定气体所吸收波长的光的第二光源；及检测所述第二光源所放出的光，提供与检测出的光量相应的第二检测信号的第二光检测器。在所述第一光源与所述第一光检测器之间的光进行方向的第一光路与在所述第二光源与所述第二光检测器之间的光进行方向的第二光路互相平行，所述第一光路及所述第二光路垂直于所述混合气体的流动方向。所述控制部以所提供的所述第一检测信号及所述第二检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体流速测定装置，其特征在于，所述气体流速装置包括:在至少含有一种气体的混合气体中，放出预测定流速的特定气体可吸收的波长的光，并检测所述放出的光，提供与检测出的光量相应的检测信号的至少一个的气体检测部；及以所述气体检测部所提供的检测信息为基础，算出所述预测定的特定气体的流速的控制部。2.根据权利要求1所述的气体流速测定装置，其特征在于，还包括为了测定所述预测定的特定气体的流速，对所述混合气体的流动产生干扰的气体处理部。3.根据权利要求2所述的气体流速测定装置，其特征在于，所述气体处理部所喷射的指示气体与所述混合气体中的所述预测定的特定气体相同，浓度高于所述特定气体的浓度。4.根据权利要求2所述的气体流速测定装置，其特征在于，所述气体处理部在所述混合气体中产生涡流。5.根据权利要求1所述的气体流速测定装置，其特征在于，所述至少一个的气体检测部分别包括:放出所述特定气体所吸收波长的光的第一光源；检测所述第一光源所放出的光，提供与检测出的光量相应的第一检测信号的第一光检测器；与所述混合气体移动的方向相同，与所述第一光源按照所定距离隔开设置，放出所述特定气体所吸收波长的光的第二光源；及检测所述第二光源所放出的光，提供与检测出的光量相应的第二检测信号的第二光检测器； 在所述第一光源与所述第一光检测器之间的光进行方向的第一光路与在所述第二光源与所述第二光检测器之间的光进行方向的第二光路互相平行，所述第一光路及所述第二光路垂直于所述混合气体的流动方向。6.根据权利要求5所述的气体流速测定装置，其特征在于，所述控制部以所提供的所述第一检测信号及所述第二检测信号为基础，算出所述预测定的特定气体的速度。7.根据权利要求1所述的气体流速测定装置，其特征在于，所述至少一个的气体检测部包括:从事先设定的基本位置移到第一位置(LI)，在第一时间(tl)放出所述特定气体所吸收波长的光，检测所放出的光，提供与检测出的光量相应的检测信号的第一气体检测部; 从事先设定的基本位置移到第二位置(L2)，在第二时间(t2)放出所述特定气体所吸收波长的光，检测所放出的光，提供与检测出的光量相应的检测信号的第二气体检测部； 从事先设定的基本位置 移到第三位置(L3)，在第三时间(t3)放出所述特定气体所吸收波长的光，检测所放出的光，提供与检测出的光量相应的检测信号的第三气体检测部。8.根据权利要求7所述的气体流速测定装置，其特征在于，所述控制部以所述第一气体检测部、所述第二气体检测部、所述第三气体检测部分别提供的检测信号为基础，计算出第一速度(vl)、第二速度(v2)、第三速度(v3)，以所述第一速度(vl)、第二速度(v2)、第三速度(v3)为基础，测定所述特定气体的终端速度。9.一种气体流速测定方法，其特征在于，所述气体流速测定方法包括:在含...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宋元，
申请(专利权)人：朴正翼，
类型：
国别省市：