一种基于温度补偿的超声波气体浓度测量方法及测量装置

摘要

本发明公开了一种基于温度补偿的超声波气体浓度测量方法及测量装置，采用1只收发一体式超声波换能器，通过发射信号经传感器管体另一侧内壁反射后，测量接收信号的传播时间来实现气体浓度测量，降低了超声波换能器的安装难度，减少了成本；同时通过内置的温度传感器来实现温度动态补偿，首先建立待测气体在两种浓度下的温度与声速补偿曲线；再根据当前实测温度，利用温度与声速补偿反推出两种浓度的待测气体在当前温度下的传播速度，并实时建立处浓度与传播速度的关系曲线；根据当前温度下的传播时间计算出传播速度，并带入实时曲线中即可计算出实时浓度，保证超声波氧气浓度传感器在不同温度下的测量准确性。

主权项

一种基于温度补偿的超声波气体浓度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)测量当前的环境温度T_n及该温度下超声波在待测样品气体测量管内的传播时间t_Tn；(2)利用传播时间t_Tn通过公式C＝L/t计算得出该温度下超声波在待测样品气体中的传播速度C_Tn，其中，L为测量管的管长；(3)根据公式n＝k*C²+b计算当前温度下待测气体的浓度n,其中，$k=(x-y)/(C_{\mathrm{Tn}-x\%}^2-C_{\mathrm{Tn}-y\%}^2),$$b=({\mathrm{yC}}_{\mathrm{Tn}-x\%}^2-{\mathrm{xC}}_{\mathrm{Tn}-y\%}^2)/(C_{\mathrm{Tn}-x\%}^2-C_{\mathrm{Tn}-y\%}^2),$C_Tn‑x％表示当前温度下超声波在待测气体浓度为x％时的传播速度，C_Tn‑y％表示当前温度下超声波在待测气体浓度为y％时的传播速度。