还原炉流量监控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气体流量监控技术领域，更具体地，涉及一种还原炉流量监控方法。
【背景技术】
[0002] 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娃的品质。
[0003] 经检索，申请号为CN201310703754.9的中国发明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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 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 发明提供了一种还原炉流量监控方法，用于对某种供给还原炉的气体进行流量监控，包括：
[0006] (1)为所述气体设置三条内径均为r、长度均L的相同的、彼此平行的供气管道，即 第一供气管道、第二供气管道和第三供气管道；
[0007] (2)在还原炉第一供气管道内设置N个第一超声波检测单元，其中N为大于2的自然 数；
[0008] (3)在还原炉第二供气管道内设置2N个第二超声波检测单元；
[0009] (4)在还原炉第三供气管道内设置4N个第二超声波检测单元；
[0010] (5)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。
[0011] 进一步地，所述步骤(2)包括：
[0012] 以沿所述第一供气管道长度方向延伸的直线方向，以间隔置所述N个第一超 声波检测单元，其中所述Di满足:Di+1 = 2XDi，i = l，2，'"，N-l。
[0013] 进一步地，所述步骤(3)包括：
[0014]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E1设置N个第二超 声波检测单元，其中所述Ei满足:Ei+1 = 2 X Ei，i = 1，2，…，N-1;
[0015]以沿所述第二供气管道长度方向延伸的第二直线方向，以间隔置另外N个第 二超声波检测单元，其中所述满足:E'1=(l/2)X(E1+E1- 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E〇 = 0。
[0016] 进一步地，所述步骤(4)包括：
[0017] 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？1设置第1个到第N 个第三超声波检测单元，其中所述Fi满足:Fi+1 = 2 X Fi，i = 1，2，…，N-1;
[0018] 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？1设置第N+1到第 2N个第三超声波检测单元，其中所述F ' i满足:F ' i = (1 /2) X (Fi+Fi-i)，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F〇 = 0;
[0019] 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，设置分别到上述第三超声波检测单元沿该曲线等距离的位 置的第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，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。
[0020]进一步地，所述步骤(5)包括：
[0021] (51)为所述第一超声波检测单元的每一个均设置第一超声波传感器、第一超声波 发射器、电源模块以及无线通信模块，并为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；
[0022] (52)设置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；
[0023] (53)设置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_l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；
[0024] (54)设置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；
[0025] 设置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：
[0026] 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-Ι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+Ι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-Ι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；
[0027] 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-Ι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二组第三超声波检测单元中的第k+Ι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 第四组第三超声波检测单元中的第k-Ι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四组第三超声波检测单元中的第k+Ι个的第 二超声波传感器的连线相互垂直，其中k为大于1且小于N的正整数；
[0028] (55)设t时亥I」，通过时差法得到第一供气管道中检测得到的气体流量
，其中^为第m个第一超声波检测单元通过时差法 计算得到的流量;通过时差法得到第二供气管道中第一组第二检测单元检测得到的气体流
，其中Vm,第4滕UPl元为第一组第二超 声波检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量;通过时差法得到第二供气管道中第二 组第二检测单元检测得到的气体流量
其中元为第二组第二超声波检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量;通过 时差法得到第三供气管道中第一组第三检测单元检测得到的气体流量
，其中Vm.KHaW元为第一组第三超声波 检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量;通过时差法得到第三供气管道中第三组第 二检测单兀检测得到的气体流
，其中 元为第三组第三超声波检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量；
[0029] (56)设2 t时亥I」，通过时差法得到第一供气管道中检测得到的气体流量
，其中为第m个第一超声波检测单元通过时差法计算得 到的流量；通过时差法得到第二供气管道中第一组第二检测单元检测得到的气体流量
，其中V ' 元为第一组第二超声 波检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量;通过时差法得到第二供气管道中第二组 第二检测单元检测得到的气体流量
中元为第二组第二超声波检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量;通过 时差法得到第三供气管道中第二组第三检测单元检测得到的气体流量
，其中Vm.imiijpi元为第二组第三超声波 检测单元的第m个通过时差法计算得到的流量;通过时差法得到第三供气管道中第四组第 三检测单元检测得到的气体流量
，其中 元为第四组第三超声波检测单元的第m个通过时差法计算得