摘要(yao):瓦斯抽采計(jì)量是瓦斯抽(chōu)采管理中的(de)一環，計量裝(zhuang)置的選擇是(shì)瓦斯抽采計(ji)量的關鍵。旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計 是一種自(zi)動計量型氣(qì)體流量計，其(qi)結構簡單、安(ān)裝方🙇🏻便，井下(xià)适應性強，通(tōng)過對瓦斯抽(chou)采現場使用(yong)情況的考證(zheng)，明确❗其具有(yǒu)一定的正确(que)率和可靠性(xìng)，爲☁️瓦斯抽采(cai)自動計量提(ti)供可靠🚩的數(shu)據支持，具有(yǒu)一🔞定的應用(yòng)推廣意義。
1引(yin)言
　　伴随着鑽(zuàn)孔和抽采技(jì)術的不斷進(jin)步，對自動計(ji)量系統正确(què)率🎯和實用性(xing)的要求越來(lai)越高。常規的(de)孔闆流量計(ji) 已經不能滿(man)足實時性和(he)複雜計算的(de)要求，在抽采(cǎi)🈚管路上安🚶裝(zhuāng)自動計量裝(zhuāng)置，利用監控(kong)系統實時傳(chuan)輸管道瓦🏃🏻‍♂️斯(si)濃度、壓力、溫(wen)度、流量等數(shu)據是較好的(de)👄選擇，能爲瓦(wa)斯抽采提供(gong)數據支持。因(yin)此測量的正(zheng)确率，安裝方(fāng)便性、安全可(kě)靠性，對井下(xià)環境的适應(yīng)🙇‍♀️性是選取計(ji)量裝置的關(guan)鍵。
2工作原理(li)及特點
2.1工作(zuò)原理
　　旋進漩(xuán)渦流量計主(zhǔ)要由起旋器(qi)、文丘裏管、消(xiao)旋器和檢測(cè)元件組成。其(qí)結構原理如(rú)圖1所示，外形(xing)如圖2所示🥰，當(dang)流體流✂️進旋(xuán)進漩渦流量(liàng)計後，在起旋(xuan)器的作用下(xià)，被強制圍繞(rào)中心線旋轉(zhuǎn)，産生漩渦流(liu)，漩渦流在文(wén)丘利管中旋(xuan)進，到達收縮(suō)段突然㊙️節流(liú)後，使👣漩渦流(liú)加速，當通過(guò)擴散段時，漩(xuán)渦中心沿一(yī)錐形旋線進(jin)動。此時，由兩(liǎng)個壓電傳感(gan)器檢測到的(de)進動⚽頻率信(xìn)号經前置電(diàn)路放大，濾波(bō),整形後轉換(huàn)爲兩路與流(liu)速正比的脈(mo)沖信号，經積(jī)算儀中處理(li)電路進行相(xiang)應🙇🏻的比較和(he)判斷，并剔除(chu)外來幹擾信(xin)号後，正常的(de)流量信号與(yǔ)溫度，壓力傳(chuan)感器檢測到(dao)的信😄号-起送(sòng)人智👨‍❤️‍👨能流量(liàng)積算😘儀進行(háng)運算處理，并(bing)把流體的體(tǐ)積流量和總(zǒng)量直接顯⛱️示(shi)于LCD屏上。
 
2.2主(zhu)要特點
　　旋進(jin)漩渦流量計(jì)爲速度型流(liú)量傳感器，對(dui)環境條件👄要(yào)求少、結構簡(jiǎn)單、安裝方便(bian)，出廠前各種(zhong)參數經🌍嚴格(ge)⚽校正标定，無(wu)需用戶現場(chǎng)設置，确保其(qi)在現場❌使用(yong)中的穩定性(xing)，可完全替代(dai)孔闆流♻️量計(ji)。其主要特點(diǎn)如下:
 
　　能自動(dong)、正确地檢測(ce)介質的溫度(dù)、壓力、流量與(yu)濃度⁉️，并對♌流(liú)量進行自動(dong)補償和壓縮(suo)因子自動修(xiu)正，可直接檢(jiǎn)測氣體的标(biao)準體🐆積流量(liang)，精度可達士(shi)1%;采用高性能(neng)微處理器，軟(ruǎn)件功能強🌐大(da)，性能優越;采(cǎi)用微功耗高(gao)新⭕技術，憑内(nèi)💛、外電源均可(ke)工作;無機械(xiè)可動部件，耐(nai)腐蝕性強，可(kě)靠性高，穩定(dìng)性好，維修量(liàng)少;量程比寬(kuan)，可達1:15以上，國(guo)外一些産品(pǐn)的量程比可(kě)🈲達1:25;
3旋進漩渦(wō)流量計在瓦(wa)斯單孔測量(liàng)中的應用
3.1應(yīng)用實例
　　煤礦(kuàng)瓦斯抽采時(shi)，單個鑽孔的(de)流量在0.01~0.5m³/min之間(jian)。由于流量小(xiao)，能🙇🏻直接測量(liang)的流量傳感(gan)器較少。旋進(jìn)漩渦流量計(ji)能實現并下(xia)測🔞量，礦🧑🏾‍🤝‍🧑🏼根據(jù)現場實際情(qing)況選擇适用(yòng)于低流速、低(dī)流量的旋進(jin)漩渦流量計(ji)進行了單孔(kǒng)流量、溫度、壓(ya)力及濃度的(de)在線考查。圖(tu)3爲監控💞頁面(mian)顯示的旋進(jin)漩渦單孔流(liú)量計的數值(zhi)。由圖可知，該(gai)型号旋進✊漩(xuan)渦流量計最(zuì)㊙️低可測量混(hun)合流量爲0.01m³/min,測(ce)量精度高。圖(tu)4爲旋進漩渦(wo)型流♊量計捕(bǔ)捉到的流量(liang)變化曲線，實(shí)時監測流量(liàng)變化，由💛圖4可(ke)看出選進漩(xuan)渦流選進量(liang)計對流量變(biàn)化的靈敏度(du)較高。
　　測量單(dān)孔流量過程(chéng)中，由于旋進(jìn)漩渦型流量(liang)計體積小，重(zhong)量輕，可任意(yi)角度安裝，給(gěi)單孔計量帶(dai)來了很大的(de)方便，并且其(qí)考察的單孔(kǒng)流量曲線變(biàn)化靈敏，爲通(tong)👨‍❤️‍👨風地測部門(men)提供了有效(xiào)的數據支持(chi)。
 
3.2測量正确率(lü)及穩定性驗(yan)證
　　爲驗證旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計測量的正(zhèng)确率和穩定(dìng)性，将其測得(dé)的🐕數據與相(xiàng)同環境下孔(kong)闆流量計測(ce)得的數據進(jìn)行對比分析(xi)，通過計算兩(liang)種流量計測(cè)得數據的平(píng)均數和方差(cha)📱來驗證🤟其正(zheng)确率和穩定(ding)性。分析安裝(zhuang)在同-管路上(shàng)，相距10m的🐉旋進(jìn)漩渦流量計(ji)和♉孔闆流量(liàng)計現場檢測(ce)數⚽據，表1和表(biao)2分别爲中央(yāng)變🏒電所回風(feng)聯巷👄鑽場左(zuo)抽采管路數(shu)據和西-11煤回(huí)風下山鑽場(chang)抽采管道數(shù)據，爲排除人(ren)員的慣性思(sī)維安🛀排不同(tóng)人員采集數(shu)據。
 
表中:K一孔(kong)闆流量計的(de)系數
△H一壓差(cha)，mmH20
P一壓力，MPa
T一溫(wen)度,C
X1一人工測(cè)得的高濃瓦(wǎ)斯濃度
X2一管(guǎn)道高濃瓦斯(si)傳感器測得(dé)的瓦斯濃度(dù)
　　孔闆Q混一利(li)用淮南礦業(yè)集團管道混(hùn)合流量統一(yi)公式🔴計算得(dé)出的結果
CX旋(xuan)進Q混一旋進(jin)漩渦流量計(jì)測得的數據(jù)
　　通過計算上(shàng)述兩種流量(liang)計測量數據(ju)的平均數和(he)💃方差🔴，來确定(ding)流量計穩定(dìng)性，方差越小(xiao)，表明測量穩(wěn)定性越高。
以(yǐ)第一組數據(jù)爲例進行計(jì)算，應用簡易(yi)公式計算
 
　　CX-200旋(xuan)進漩渦流量(liang)計測得的數(shu)據爲3.35,可知2.85<3.35<3.45。
　　旋(xuán)進漩渦流量(liang)計所測得的(de)Q混值介于簡(jiǎn)易公式計算(suàn)結果統--公式(shì)計算的結果(guo)之間，數據可(ke)靠，具有一🏃‍♀️定(ding)的正确率。
孔(kǒng)闆Q混的平均(jun)數
X=(2.85+7.49+1.75+6.93+2.02+2.43+2.34+2.93)/8=3.59
CX旋進Q據的(de)平均數
X=(3.35+7.67+1.06+7.44+2.28+2.12+2.37+2.89)/8=3.40
　　剔除(chu)個别樣本的(de)随機噪聲千(qian)擾，旋進漩渦(wō)流量計😘所測(ce)⛷️得🥰的Q混的平(ping)均數與孔闆(pan)流量計測得(dé)數據相近。
孔(kong)闆Q混的方差(cha)
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X,-X)3+....+(Xn-X)²]/n=4.51
CX旋進Q元的方(fang)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在讨論方(fang)差的過程中(zhōng)，近似認爲二(er)者平均數一(yī)緻🐉，孔闆Q混♻️的(de)方💔差4.51小于CX旋(xuán)進Q混的方差(chà)5.53,故孔闆流量(liàng)計🎯測量數據(jù)📧的穩定性略(luè)優于旋進漩(xuán)渦流量計。
 
孔(kong)闆Qm的平均數(shù)
X=(16.38+10.83+2.16+3.15+6.71+3.19+7.37+7.82)/8=7.20
CX旋進Q混的平(píng)均數
X=(17.57+12.12+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此可(kě)以看出，剔除(chu)個别樣本的(de)随機噪聲幹(gan)擾，旋♍進漩渦(wō)流量計所測(cè)數據的平均(jun)值接近孔闆(pǎn)流量計所🧑🏾‍🤝‍🧑🏼測(ce)數據的平均(jun)值。
孔闆Q混的(de)方差S²=19.50
CX旋進Q混(hun)的方差S2=21.61
　　孔闆(pan)Q混的方差19.50小(xiǎo)于CX旋進Q混的(de)方差21.61。孔闆流(liu)量計的測量(liang)數據❗的穩定(ding)性略優于旋(xuán)進漩渦流量(liàng)計。
　　由于孔闆(pan)流量計是目(mu)前瓦斯抽采(cǎi)系統中應用(yòng)流量計，而⛹🏻‍♀️旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計穩定性略(luè)遜于孔闆流(liú)量計，方差結(jie)果的差别不(bú)大，說明旋進(jin)漩渦的數據(jù)穩定性良好(hǎo)。孔闆流量計(jì)對微小👨‍❤️‍👨的變(biàn)化不靈敏，而(er)旋🈲進漩渦流(liu)量計正确到(dào)0.01m³/min,并通過流量(liàng)數據💃🏻曲線實(shi)時💃監測流量(liàng)變化，對流量(liàng)變化的靈敏(mǐn)度高。
5結論
　　瓦(wǎ)斯抽采自動(dòng)計量系統中(zhong)，對計量裝置(zhi)适應性，可靠(kào)性，測量㊙️結果(guǒ)的穩定性和(he)正确率要求(qiú)非常高，旋進(jin)漩渦流量計(ji)結構簡單，安(an)裝方便，适應(yīng)性強，性能可(kě)靠，可移植性(xing)強，運行結果(guǒ)及在實際應(ying)用中表明，旋(xuán)進漩渦流量(liàng)計測量結果(guǒ)正确，可以任(ren)意角度安裝(zhuang)，解決了因儀(yi)器安設不水(shui)平帶來的㊙️數(shu)據誤差。可💋以(yi)爲瓦斯抽采(cǎi)提供正确的(de)數據支持，具(jù)有一定的🌏理(li)論價值🌈和推(tui)廣意義。

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