[其他]探測煤氣管道積水位置的聲學設備

在審

• 申請號: 101986000002512
• 申請日: 1986-09-05
• 公開（公告）號: CN1004444B
• 公開（公告）日: 1989-06-07
• 發明（設計）人: 張叔英;孫耀秋;凌鴻烈;朱元慶;鄭克敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院東海研究站;上海市煤氣公司管線管理所
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 史秉仁;張學琦

一種探測煤氣管道中積水位置的聲學設備，涉及一種聲學探測設備。它是利用被測管道在一定距間所設置的抽水井、將發射、接收換能器置于同一抽水井中，根據反射波時延τ，和現場聲速測量裝置所測得的聲速Ｃ，利用Ｓ＝１／２Ｃτ來計算其積水位置的。因此，可不挖開地面，節省物力、人力，并可在現場直接顯示其管道中的積水裝置，經濟效益十分顯著。

一種探測煤氣管道積水位置的聲學設備，涉及一種聲學探測設備。

埋在地下的煤氣管道，往往由于地基的不均勻沉降或其他工程施工而造成局部下陷，致使管內反坡積水，影響煤氣供應，管內積水能使煤氣火跳火小，甚至煤氣中斷，發生煤氣事故，影響生產和居民生活，造成很大的經濟損失和社會影響。在本發明之前，沒有一種可供使用的探測地下煤氣管內積水的有效方法，只能等到煤氣供應矛盾突出時，采取開挖地面的方法尋找積水點位置。一般要挖開地面幾十米，經濟損失巨大。據上海市1984年統計，由于反坡積水而造成的事故多達2000次，用于挖開路面而造成的經濟損失達百萬元以上。

據查一些工業發達的國家，因用的煤氣都是經過去濕處理的干煤氣，不存在煤氣管內積水問題。因此，也沒有解決煤氣管內積水的探測設備。

現有日本公開特許公報，昭57-142518所提供的“超聲波檢測儀”，是用于空氣中測定河川液面位置的一種超聲液位儀，它是由發射換能器發射聲脈沖信號，在遇到液面后被反射由接收換能器接收，接收時刻相對于發射時刻的時延為τ，利用公式L＝1/2Cτ來計算液面到換能器之間的距離。這種裝置不能用來探測埋在地下的煤氣管道中的積水液面位置。而且煤氣管道中由不同成分構成的煤氣對聲速C的影響是復雜的，因此C是個被測量，必須要有現場聲速測量裝置測定。

本發明的技術要點是：利用被測煤氣管道在一定間距的開口處（如煤氣管所設置的抽水井），將聲發射換能器，聲接收換能器置入同一抽水井中，根據接收換能器接收到的反射聲時刻相對于發射時刻的時間差τ，和用煤氣現場聲速測量裝置在現場所測定的煤氣中的聲速C，來計算其積水處位置。

本發明的優點：1.可不挖開地面不影響交通與居民生活、節省國家大量資金，即測得煤氣管道的反坡積水位置，同時可直觀的顯示其積水位置的距離。2.提供了一種測量由不同成分構成的煤氣的聲速現場測量裝置，從而解決了管道中煤氣聲速C為不確定量的直接測量問題，使在煤氣管道中采用聲學方法進行測量成為可能。3.提供了新穎的管道中特殊設計的聲收發換能器的結構。

本發明的詳細結構通過實施例附圖予以描述。

圖1為本發明的測量原理方柜圖;

圖2為本發明聲速現場測量裝置結構圖;

圖3為本發明距離顯示器的工作原理圖;

圖4為本發明換能器安置圖。

圖1中：1聲發射換能器，2聲接收換能器，3聲脈沖信號發生器，4主控器，5濾波放大器，6距離顯示器，7煤氣聲速測量裝置，8、11管道抽水井，9積水處，10地下煤氣管，12示波器。

信號發生器3受主控器4控制發射一個1-8KC/S的脈沖信號，通過聲發射換能器1轉換成聲信號，遇到積水處9被反射后，由接收換能器接收，經濾波放大器5送入示波器12，再通過定時確定接收換能器收到的反射聲時刻相對于發射時刻的時延τ并送到距離顯示器6，同時，距離顯示器還收到煤氣聲速測量裝置7輸出的頻率正比于聲速C的脈沖數，此時，距離顯示器6即顯示出煤氣管內的積水位置。如設接收器2與積水處9的距離為S，則S＝Cτ/2，其中C為煤氣中的聲速，τ為聲發射時刻與接收時刻的時間差。

圖2為聲速現場測量裝置7結構示意圖。

其中：13為聲發射-接收換能器，14為反射板，15為放大-整形-計數器，16為吸聲材料。