摘要:瓦(wa)斯抽采計(ji)量是瓦斯(si)抽采管理(li)中的一環(huan)，計😘量裝置(zhi)的選擇是(shi)瓦斯抽采(cai)計量的關(guan)鍵。旋進漩(xuan)渦流量計(ji) 是一種自(zi)動計量型(xing)氣體流量(liang)計，其結構(gou)簡單、安裝(zhuang)方便，井下(xia)适應性強(qiang)，通過對瓦(wa)斯抽采現(xian)場使用情(qing)📧況的考證(zheng)，明确📧其具(ju)有一定的(de)正确率和(he)可靠性，爲(wei)瓦斯抽采(cai)自動❗計量(liang)提♋供可靠(kao)⭐的數據支(zhi)持，具有一(yi)定的應用(yong)推廣意義(yi)。
1引言
　　伴随(sui)着鑽孔和(he)抽采技術(shu)的不斷進(jin)步，對自動(dong)計量系㊙️統(tong)🈲正确❓率和(he)實用性的(de)要求越來(lai)越高。常規(gui)的孔闆流(liu)量計 已經(jing)不能滿足(zu)實時性和(he)複雜計算(suan)的要求，在(zai)抽采管路(lu)♈上安裝自(zi)動計量裝(zhuang)置，利用監(jian)控系統實(shi)時傳輸管(guan)❓道瓦斯濃(nong)度、壓力、溫(wen)度、流量等(deng)數據是較(jiao)好的選擇(ze)，能爲瓦斯(si)抽采提供(gong)數據支持(chi)。因此測量(liang)的正确率(lü)，安裝📱方便(bian)性、安全可(ke)靠性，對井(jing)下環境的(de)适應性是(shi)選取計量(liang)裝置的關(guan)鍵。
2工作原(yuan)理及特點(dian)
2.1工作原理(li)
　　旋進漩渦(wo)流量計主(zhu)要由起旋(xuan)器、文丘裏(li)管、消旋器(qi)㊙️和檢💋測元(yuan)件組成。其(qi)結構原理(li)如圖1所示(shi)，外形如圖(tu)2所示，當流(liu)體流進旋(xuan)進漩♻️渦流(liu)量計後，在(zai)起旋器的(de)作用下，被(bei)強制圍繞(rao)中☀️心線旋(xuan)轉，産生漩(xuan)渦流，漩渦(wo)流在文丘(qiu)利管中旋(xuan)進，到達收(shou)縮段突然(ran)節流後，使(shi)漩渦流加(jia)速，當通過(guo)擴散段時(shi)，漩渦中心(xin)沿一錐形(xing)旋線進動(dong)。此時，由兩(liang)個壓電傳(chuan)🙇‍♀️感器檢測(ce)到的💰進動(dong)頻率信号(hao)經前置電(dian)路放大，濾(lü)波,整形後(hou)轉換爲兩(liang)路與流速(su)正比的脈(mo)沖信号，經(jing)積算儀中(zhong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼處理電路(lu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼進行相應(ying)🏒的比較和(he)判斷，并剔(ti)除外來幹(gan)擾信🌈号後(hou)，正常的流(liu)量信号與(yu)溫度，壓力(li)傳感器檢(jian)‼️測到的信(xin)号-起送人(ren)智能流量(liang)積算儀進(jin)行運算處(chu)理，并把流(liu)🛀體的體積(ji)流量和總(zong)量直接顯(xian)示于LCD屏上(shang)。
 
2.2主(zhu)要特點
　　旋(xuan)進漩渦流(liu)量計爲速(su)度型流量(liang)傳感器，對(dui)環境條件(jian)⭐要求少📐、結(jie)構簡單、安(an)裝方便，出(chu)廠前各種(zhong)參數經嚴(yan)格校正标(biao)定，無需用(yong)戶現場設(she)置，确保其(qi)在現場使(shi)用中的穩(wen)定性，可完(wan)全替代孔(kong)闆流量計(ji)。其主要特(te)點如下:
 
　　能(neng)自動、正确(que)地檢測介(jie)質的溫度(du)、壓力、流量(liang)與濃度，并(bing)對流量進(jin)✊行自動補(bu)償和壓縮(suo)因子自動(dong)修正，可直(zhi)接🌐檢測氣(qi)體☎️的标準(zhun)體積流量(liang)，精度可達(da)士1%;采用高(gao)性能微處(chu)理器，軟件(jian)功能強大(da)，性能優越(yue);采用微功(gong)耗高新技(ji)術，憑内、外(wai)電源均可(ke)工作;無機(ji)械可動♋部(bu)件，耐腐蝕(shi)性強，可靠(kao)性高，穩定(ding)性好，維修(xiu)量少;量⭐程(cheng)比寬，可達(da)1:15以上，國外(wai)一些産品(pin)的量程比(bi)可達1:25;
3旋進(jin)漩渦流量(liang)計在瓦斯(si)單孔測量(liang)中的應用(yong)
3.1應用實例(li)
　　煤礦瓦斯(si)抽采時，單(dan)個鑽孔的(de)流量在0.01~0.5m³/min之(zhi)間。由于流(liu)量小，能直(zhi)接測量的(de)流量傳感(gan)器較少。旋(xuan)進漩渦流(liu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量計能實(shi)現并下測(ce)🏃🏻‍♂️量，礦根據(ju)現場實際(ji)情況選擇(ze)适用于低(di)流速、低流(liu)量的旋進(jin)漩渦流量(liang)計進行了(le)單孔流量(liang)、溫度、壓力(li)及濃度的(de)在線考查(cha)。圖3爲監控(kong)頁面顯示(shi)的旋進漩(xuan)渦單孔流(liu)量計的數(shu)值。由圖可(ke)知，該型号(hao)旋進👄漩渦(wo)流量計最(zui)低可測量(liang)混合流量(liang)爲0.01m³/min,測量精(jing)⛹🏻‍♀️度高。圖4爲(wei)旋進漩渦(wo)型流量計(ji)捕捉到的(de)流量變化(hua)曲線，實時(shi)監測流量(liang)變化，由圖(tu)4可看出選(xuan)進漩渦流(liu)選進量計(ji)對流量變(bian)化的靈敏(min)度較高。
　　測(ce)量單孔流(liu)量過程中(zhong)，由于旋進(jin)漩渦型流(liu)量計體積(ji)小，重量輕(qing)，可任意角(jiao)度安裝，給(gei)單孔計量(liang)帶來了👌很(hen)大✨的方🍉便(bian)，并且其考(kao)察的單孔(kong)流量曲線(xian)變化靈🔞敏(min)，爲通風地(di)測部門提(ti)供了有效(xiao)的數據支(zhi)持。
 
3.2測量正(zheng)确率及穩(wen)定性驗證(zheng)
　　爲驗證旋(xuan)進漩渦流(liu)量計測量(liang)的正确率(lü)和穩定性(xing)，将💋其測🌏得(de)的數據與(yu)相同環境(jing)下孔闆流(liu)量計測得(de)的數據進(jin)行對比分(fen)析，通過計(ji)算兩種流(liu)量計測得(de)👣數據的平(ping)均數和方(fang)差來驗證(zheng)其正确率(lü)和穩定性(xing)。分析安裝(zhuang)在同-管路(lu)上，相距10m的(de)旋進漩渦(wo)流量計和(he)孔闆流量(liang)計現場檢(jian)測數據，表(biao)1和表2分别(bie)爲中央變(bian)電所回風(feng)聯巷💃鑽場(chang)左抽采管(guan)路數據和(he)西-11煤回風(feng)😄下山鑽場(chang)抽采管道(dao)數據，爲排(pai)除人員的(de)慣性思維(wei)安排不同(tong)人員采集(ji)數據。
 
表中(zhong):K一孔闆流(liu)量計的系(xi)數
△H一壓差(cha)，mmH20
P一壓力，MPa
T一(yi)溫度,C
X1一人(ren)工測得的(de)高濃瓦斯(si)濃度
X2一管(guan)道高濃瓦(wa)斯傳感器(qi)測得的瓦(wa)斯濃度
　　孔(kong)闆Q混一利(li)用淮南礦(kuang)業集團管(guan)道混合流(liu)量統一公(gong)式計算得(de)出的結果(guo)
CX旋進Q混一(yi)旋進漩渦(wo)流量計測(ce)得的數據(ju)
　　通過計算(suan)上述兩種(zhong)流量計測(ce)量數據的(de)平均數和(he)方差，來🙇🏻确(que)定流量計(ji)穩定性，方(fang)差越小，表(biao)明測量穩(wen)🈲定性越高(gao)。
以第一組(zu)數據爲例(li)進行計算(suan)，應用簡易(yi)公式計算(suan)
 
　　CX-200旋進漩渦(wo)流量計測(ce)得的數據(ju)爲3.35,可知2.85<3.35<3.45。
　　旋(xuan)進漩渦流(liu)量計所測(ce)得的Q混值(zhi)介于簡易(yi)公式計算(suan)結果統--公(gong)式計算的(de)結果之間(jian)，數據可靠(kao)，具有一定(ding)的正确率(lü)。
孔闆Q混的(de)平均數
X=(2.85+7.49+1.75+6.93+2.02+2.43+2.34+2.93)/8=3.59
CX旋(xuan)進Q據的平(ping)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(ben)的随機噪(zao)聲千擾，旋(xuan)進漩渦流(liu)量計所測(ce)得的Q混的(de)平均數與(yu)孔闆流量(liang)計測得數(shu)據相♻️近。
孔(kong)闆Q混的方(fang)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X,-X)3+....+(Xn-X)²]/n=4.51
CX旋進Q元(yuan)的方差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在(zai)讨論方差(cha)的過程中(zhong)，近似認爲(wei)二者平均(jun)數一緻，孔(kong)闆Q混💞的🍓方(fang)🔅差4.51小于CX旋(xuan)進Q混的方(fang)差5.53,故孔闆(pan)流量計測(ce)量數據的(de)穩定性略(lue)優于旋進(jin)漩渦流量(liang)計。
 
孔闆Qm的(de)平均數
X=(16.38+10.83+2.16+3.15+6.71+3.19+7.37+7.82)/8=7.20
CX旋(xuan)進Q混的平(ping)均數
X=(17.57+11.26+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此(ci)可以看出(chu)，剔除個别(bie)樣本的随(sui)機噪聲幹(gan)擾，旋進漩(xuan)渦流量🧡計(ji)所測數據(ju)的平均值(zhi)接近孔闆(pan)流量計所(suo)測數據的(de)平均值。
孔(kong)闆Q混的方(fang)差S²=19.50
CX旋進Q混(hun)的方差S2=21.61
　　孔(kong)闆Q混的方(fang)差19.50小于CX旋(xuan)進Q混的方(fang)差21.61。孔闆流(liu)量計的測(ce)量數據的(de)穩定性略(lue)優于旋進(jin)漩渦流量(liang)計。
　　由于孔(kong)闆流量計(ji)是目前瓦(wa)斯抽采系(xi)統中應用(yong)流量🙇🏻計📐，而(er)旋進漩渦(wo)流量計穩(wen)定性略遜(xun)于孔闆流(liu)量🐕計，方差(cha)結果的差(cha)别不大，說(shuo)明旋進漩(xuan)渦的數據(ju)穩🧡定性良(liang)📧好。孔闆⁉️流(liu)量計對微(wei)小的變化(hua)不靈敏，而(er)旋進漩渦(wo)流量計正(zheng)确到0.01m³/min,并通(tong)過流量數(shu)據🐕曲線實(shi)時監測流(liu)量變化，對(dui)流量變化(hua)的靈敏度(du)高。
5結論
　　瓦(wa)斯抽采自(zi)動計量系(xi)統中，對計(ji)量裝置适(shi)應性，可靠(kao)性，測量結(jie)果的穩定(ding)性和正确(que)率要求非(fei)常高，旋進(jin)漩渦流⚽量(liang)計結構簡(jian)單📧，安裝方(fang)便，适應性(xing)強，性能㊙️可(ke)靠，可✉️移植(zhi)性🔞強，運行(hang)結果及在(zai)實際☀️應用(yong)中表明🌈，旋(xuan)進漩渦🐇流(liu)量計測量(liang)結果正确(que)，可以任意(yi)角度安🐕裝(zhuang)，解決了因(yin)儀器安設(she)不水平帶(dai)來的數據(ju)誤差。可以(yi)爲瓦斯抽(chou)采🔴提供正(zheng)确的數據(ju)支持，具有(you)一定的理(li)論價值和(he)推廣意義(yi)。

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