密闭空间内气体的声测法及其设备

1、一种用于检测在一个以管道(10)为界的环形空间(12)内是否存在气体物质的方法，其特征在于该方法包括：
在管道(10)的第一点(3)提供一个声波，
在管道的某一部位相对于第一点选择第二点(5)，并使得声波通过环形空间(12)内的气体由第一点传到第二点所需的时间，比声波通过管道材料由第一点传到第二点所需的时间要少；
在管道的第二点探测声波；
将声波由产生到最初检测到声波的时间，与声波通过环形空间由第一点传到第二点所需时间进行比较。
2、根据权利要求1的方法，包括用其声波发生和检测到之间的时间间隔，鉴别到达第二点（5）的各部分声波。
3、根据权利要求1或2的方法，包括对所检测到的各部分声波的幅度进行比较，并确定所检测到的声波中是否包含有其幅度相应于声波通过环形空间（12）中的气体物质而传来的声波。
4、根据权利要求2的方法，包括检测声波噪声，从原始检测到的第二部分声波信号1减去该噪声，以获得校正的第二部分声波，并据此获得经过校正的第二部分声波与第一部分声波之比值（82）。
5、根据权利要求4的方法，包括检测到的第一部分声波跟其阈值进行比较（76），只有当检测到的第一部分声波高于该阈值时，才取经过校正的第二部分声波和第一部分声波之比（82）。
6、根据权利要求5的方法，包括重复检测第二部分声波和第一部分声波，取多次结果一致的值。
7、根据权利要求1中所述的方法，其中的管道（10）包括一个由内套管（14），一个围绕所述内套管的外套管（16）并由此限定的一个环形空间（12），和一个位于内外套管之间的端部连接体，用以封闭所述环形空间，使所述第一和第二两点与所述端部连接体（20）相隔一定的距离。
8、用于检测在一个以内外套管为界的环形密闭空间内是否存在气体物质的装置，其特征在于该装置包括：
声波发生装置，包括产生声波的第一声传感器（2）;第一传感器（2）安装在管道（10）的第一点（3）上，和
声波检测装置，包括
（1）用于检测声波的第二声传感器（4），该传感器安装在管道（10）的第二点（5）上，并由环形空间（12）将其与第一点（3）相隔离;
（2）一个高增益放大器（50）和一个低增益放大器（52），两者均与第二传感器（4）相连，及
（3）多路转接器（54），用来在检测通过气体物质时，将检测器切换到高增益放大器;而在探测通过壳体而传播的声波时，将检测器切换到低增益放大器上。
9、根据权利要求8的装置，其中所述声波检测装置包括噪声检测部件（62），用以检测第二点（5）上的噪声信号;第一声波检测器（66）用来检测通过环形空间（12）传来的声波;第二个声波检测器用来检测通过管道材料传来的声波;接到噪声检测装置上的减法器（74），用来从第一个声波探测器所检测到的第一部分声波中减去噪声信号，以产生经过校正的第一部分声波信号;与减法器和第二个声波检测器相连的比值器（82），它能取出经过校正的第一部分声波信号与第二部分声波信号之比;与比值装置相连的显示装置（86，88），它根据比值（82）大小指出密闭空间（12）内是否存在着大于阈值量的气体。
10、根据权利要求9所述的装置，包括与第二声波检测装置（68）相连的阈值装置（76），用来将通过管道（10）的材料的第二声波与一个阈值相比较，只有与第二部分声波大于阈值信号时，才将第二部分声波信号送到比值单元。
11、根据权利要求8，或9，或10中所述的装置，其中声波发生装置包括一个电子脉冲发生器（30，38），和电子超声波传感器（2），用来产生多个短超声波脉冲。
12、根据权利要求8的装置，包括一个与第一传感器（2）相连的第一臂（22），与第二传感器（4）相连的第二臂（24），连接在第一和第二臂（22，24）之间的铰链装置（26），用来使上述两臂相铰链，及偏置装置（28），用来促使第一和第二传感器（24）相互靠紧，两臂的长度选择得使第一传感器固定在第一点，第二传感器固定在第二点上。

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