一种超声波检测气体泄漏量的检测系统的制作方法

本发明涉及一种检测气体泄漏量的检测系统，尤其涉及一种超声波检测气体泄漏量的检测系统。

背景技术：

管道是输送气体的重要工具，由于管道内气体压力比较大，时间久了容易出现管道的老化，如果管道位于道路路基下侧，随着汽车经过的震动，管道容易出现裂缝和破损，由于管道内大都输送是可燃或者具有一定毒性的气体，泄露后会造成很大的安全隐患；而传统气体泄漏量的检测系统，检测精确度低，不能够准确定位泄漏位置，且不能够依据泄漏量来及时关闭管道，容易出现重大安全问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：一种超声波检测气体泄漏量的检测系统，解决了传统气体泄漏量的检测系统，检测精确度低，不能够准确定位泄漏位置，且不能够依据泄漏量来及时关闭管道的问题。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：

一种超声波检测气体泄漏量的检测系统，包括超声波探头1、超声波检测装置2、定位模块7、管道电磁阀8和通讯模块9，超声波探头1与超声波检测装置2电性连接，所述超声波探头1均布埋设在管道壁内，所述超声波检测装置2包括前置放大电路3、带通滤波电路4、正弦信号峰值检波电路5和微处理器6，前置放大电路3通过带通滤波电路4与正弦信号峰值检波电路5电性连接，正弦信号峰值检波电路5与微处理器6电性连接，微处理器6还分别与定位模块7、管道电磁阀8和通讯模块9电性连接，超声波检测装置2将采集到的气体泄漏超声波信号处理后发送到微处理器6，微处理器6通过定位模块7圈定气体泄漏位置，微处理器6控制管道电磁阀8的开闭状态，微处理器6通过通讯模块9与基站10电性。

所述的超声波检测气体泄漏量的检测系统还包括时钟与复位模块11和声光报警器12，且时钟与复位模块11和声光报警器12分别与微处理器6电性连接，时钟与复位模块11用于设定一定的时间间隔，再通过微处理器6控制声光报警器12的开闭状态，且时钟与复位模块11还用于测定泄漏气体逝去时间，可以设定一定时间间隔进行报警，引起检修人员的警惕，同时且时钟与复位模块还用于测定泄漏气体逝去时间，用于计算泄漏气体的泄漏量。

所述的微处理器6还具有估算泄露气体流量值的功能，且将所述泄露气体流量值通过通讯模块9发送给基站10，利用测量的逝去时间t1和t2，设定气体流动和超声波传播路线p之间的夹角为θ，且设定相邻的两个超声波探头的距离为l，且气体流速v=（l/2cosθ）(（1/t1）-（1/t2）)，则泄漏气体流量值为q=kvs,其中s为气体输送管道横面积。

所述的微处理器6为msp430f2132型微处理器，具有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富和方便高效的开发环境的特点。

所述的带通滤波电路4的带通范围为36.2-44.2khz，通过实验得出,在此带通范围内的泄漏气体超声波能量都是比较大的,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。

所述的前置放大电路3为ad620型三运算放大器，低成本、高精度仪表放大器，增益范围为1至10000。

所述的声波探头1检测的泄露超声波的强度范围为38-42khz，此范围泄漏气体超声波能量比较大,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。

所述的微处理器6的软件部分包括以下模块：系统初始化模块、泄漏检测模块、泄漏定位模块、泄漏量估算模块和管道电磁阀控制模块，系统初始化模块用于配置数据采集卡、设定存储路径和参数的设置，完成装置的初始化；泄漏检测模块用于检测气体泄漏是否存在；泄漏定位模块用于确定泄漏模块的位置，并向基站发送定位信息，指导救援车辆或设备的到达；泄漏量估算模块用于估算气体的泄漏量，并在气体泄漏量超出已设定的气体泄漏量最低值时，向管道电磁阀控制模块发送关闭指令。

所述的微处理器6的软件部分还包括时钟与复位模块、报警模块，时钟与复位模块用于设定一定的时间间隔，然后向报警模块发送指令，控制声光报警器12的开闭。

本发明的有益效果在于：1、检测精确度大大提高，且能够更精准的找到泄漏点的具体位置，同时可以估算出泄露气体的泄漏量，便于快速检修。2、超声波检测气体泄漏量的检测系统还包括时钟与复位模块和声光报警器，且时钟与复位模块和声光报警器分别与微处理器电性连接，时钟与复位模块用于设定一定的时间间隔，再通过微处理器控制声光报警器的开闭状态，且时钟与复位模块还用于测定泄漏气体逝去时间，可以设定一定时间间隔进行报警，引起检修人员的警惕，同时且时钟与复位模块还用于测定泄漏气体逝去时间，用于计算泄漏气体的泄漏量。3、微处理器还具有估算泄露气体流量值的功能，且将所述泄露气体流量值通过通讯模块发送给基站，利用测量的逝去时间t1和t2，设定气体流动和超声波传播路线p之间的夹角为θ，且设定相邻的两个超声波探头的距离为l，且气体流速v=（l/2cosθ）(（1/t1）-（1/t2）)，则泄漏气体流量值为q=kvs,其中s为气体输送管道横面积。4、微处理器为msp430f2132型微处理器，具有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富和方便高效的开发环境的特点。5、带通滤波电路的带通范围为36.2-44.2khz，通过实验得出,在此带通范围内的泄漏气体超声波能量都是比较大的,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。6、前置放大电路为ad620型三运算放大器，低成本、高精度仪表放大器，增益范围为1至10000。7、声波探头检测的泄露超声波的强度范围为38-42khz，此范围泄漏气体超声波能量比较大,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2图1中超声波检测装置结构框图。

其中，1-超声波探头、2-超声波检测装置、3-前置放大电路、4-带通滤波电路、5-正弦信号峰值检波电路、6-微处理器、7-定位模块、8-管道电磁阀、9-通讯模块、10-基站、11-时钟与复位模块、12-声光报警器。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

参照图1-2，本具体实施方式所述的一种超声波检测气体泄漏量的检测系统，包括超声波探头1、超声波检测装置2、定位模块7、管道电磁阀8和通讯模块9，超声波探头1与超声波检测装置2电性连接，所述超声波探头1均布埋设在管道壁内，所述超声波检测装置2包括前置放大电路3、带通滤波电路4、正弦信号峰值检波电路5和微处理器6，前置放大电路3通过带通滤波电路4与正弦信号峰值检波电路5电性连接，正弦信号峰值检波电路5与微处理器6电性连接，微处理器6还分别与定位模块7、管道电磁阀8和通讯模块9电性连接，超声波检测装置2将采集到的气体泄漏超声波信号处理后发送到微处理器6，微处理器6通过定位模块7圈定气体泄漏位置，微处理器6控制管道电磁阀8的开闭状态，微处理器6通过通讯模块9与基站10电性。

所述的超声波检测气体泄漏量的检测系统还包括时钟与复位模块11和声光报警器12，且时钟与复位模块11和声光报警器12分别与微处理器6电性连接，时钟与复位模块11用于设定一定的时间间隔，再通过微处理器6控制声光报警器12的开闭状态，且时钟与复位模块11还用于测定泄漏气体逝去时间，可以设定一定时间间隔进行报警，引起检修人员的警惕，同时且时钟与复位模块还用于测定泄漏气体逝去时间，用于计算泄漏气体的泄漏量。

所述的微处理器6还具有估算泄露气体流量值的功能，且将所述泄露气体流量值通过通讯模块9发送给基站10，利用测量的逝去时间t1和t2，设定气体流动和超声波传播路线p之间的夹角为θ，且设定相邻的两个超声波探头的距离为l，且气体流速v=（l/2cosθ）(（1/t1）-（1/t2）)，则泄漏气体流量值为q=kvs,其中s为气体输送管道横面积。

所述的微处理器6为msp430f2132型微处理器，具有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富和方便高效的开发环境的特点。

所述的带通滤波电路4的带通范围为39khz，通过实验得出,在此带通范围内的泄漏气体超声波能量都是比较大的,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。

所述的前置放大电路3为ad620型三运算放大器，低成本、高精度仪表放大器，增益范围至10000。

所述的声波探头1检测的泄露超声波的强度范围为40khz，此范围泄漏气体超声波能量比较大,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。

所述的微处理器6的软件部分包括以下模块：系统初始化模块、泄漏检测模块、泄漏定位模块、泄漏量估算模块和管道电磁阀控制模块，系统初始化模块用于配置数据采集卡、设定存储路径和参数的设置，完成装置的初始化；泄漏检测模块用于检测气体泄漏是否存在；泄漏定位模块用于确定泄漏模块的位置，并向基站发送定位信息，指导救援车辆或设备的到达；泄漏量估算模块用于估算气体的泄漏量，并在气体泄漏量超出已设定的气体泄漏量最低值时，向管道电磁阀控制模块发送关闭指令。

所述的微处理器6的软件部分还包括时钟与复位模块、报警模块，时钟与复位模块用于设定一定的时间间隔，然后向报警模块发送指令，控制声光报警器12的开闭。

本具体实施方式的有益效果在于：1、检测精确度大大提高，且能够更精准的找到泄漏点的具体位置，同时可以估算出泄露气体的泄漏量，便于快速检修。2、超声波检测气体泄漏量的检测系统还包括时钟与复位模块和声光报警器，且时钟与复位模块和声光报警器分别与微处理器电性连接，时钟与复位模块用于设定一定的时间间隔，再通过微处理器控制声光报警器的开闭状态，且时钟与复位模块还用于测定泄漏气体逝去时间，可以设定一定时间间隔进行报警，引起检修人员的警惕，同时且时钟与复位模块还用于测定泄漏气体逝去时间，用于计算泄漏气体的泄漏量。3、微处理器还具有估算泄露气体流量值的功能，且将所述泄露气体流量值通过通讯模块发送给基站，利用测量的逝去时间t1和t2，设定气体流动和超声波传播路线p之间的夹角为θ，且设定相邻的两个超声波探头的距离为l，且气体流速v=（l/2cosθ）(（1/t1）-（1/t2）)，则泄漏气体流量值为q=kvs,其中s为气体输送管道横面积。4、微处理器为msp430f2132型微处理器，具有处理能力强、运算速度快、超低功耗、片内资源丰富和方便高效的开发环境的特点。5、带通滤波电路的带通范围为36.2-44.2khz，通过实验得出,在此带通范围内的泄漏气体超声波能量都是比较大的,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。6、前置放大电路为ad620型三运算放大器，低成本、高精度仪表放大器，增益范围为1至10000。7、声波探头检测的泄露超声波的强度范围为38-42khz，此范围泄漏气体超声波能量比较大,而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大,可以增加系统的灵敏度。

本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。