摘要(yào):瓦斯抽采(cǎi)計量是瓦(wa)斯抽采管(guan)理中的一(yi)環，計量🙇‍♀️裝(zhuang)置的選❤️擇(zé)是瓦斯抽(chōu)采計量的(de)關鍵。旋進(jìn)漩渦流量(liang)計 是一種(zhong)自動計量(liàng)型氣體流(liú)量計，其結(jié)構簡單、安(an)裝方便，井(jǐng)⭐下适應性(xìng)強，通過對(dui)瓦斯抽采(cǎi)現場使用(yong)情況的考(kǎo)證，明确其(qí)具有一定(ding)的正确率(lǜ)和可靠性(xìng)，爲瓦斯抽(chōu)采自動計(jì)量提供可(kě)靠的數據(jù)支持，具有(yǒu)一😍定的應(ying)用推廣意(yì)義。
1引言
　　伴(ban)随着鑽孔(kong)和抽采技(jì)術的不斷(duàn)進步，對自(zi)動計量系(xi)統🚶‍♀️正确率(lǜ)和實用性(xing)的要求越(yuè)來越高。常(cháng)規的孔闆(pǎn)流量計 已(yi)經不能滿(mǎn)足實時性(xing)和複雜計(jì)算的要求(qiu)，在抽采🤟管(guan)路上安裝(zhuāng)自動計量(liàng)裝置，利用(yòng)監控系統(tong)實時傳輸(shū)管道瓦斯(si)濃度、壓力(lì)、溫度、流量(liàng)等數據是(shì)較好的選(xuǎn)擇，能爲瓦(wa)斯抽采提(ti)供數據支(zhī)持。因此測(ce)量的正确(què)率，安裝方(fang)便性、安全(quán)可靠性✉️，對(duì)井下環💚境(jing)的适應性(xing)是選取計(jì)量裝置的(de)關🏒鍵。
2工作(zuo)原理及特(te)點
2.1工作原(yuán)理
　　旋進漩(xuan)渦流量計(ji)主要由起(qi)旋器、文丘(qiū)裏管、消旋(xuan)器和檢測(ce)元🤞件組成(cheng)。其結構原(yuan)理如圖1所(suǒ)示，外形如(rú)圖2所示，當(dāng)流體流進(jìn)旋進漩渦(wo)流量計後(hou)，在起旋器(qi)的作用下(xia)，被強制圍(wei)繞中心線(xian)旋轉，産生(shēng)漩渦流，漩(xuan)渦流在文(wén)丘利管中(zhong)旋進，到達(da)收🏃🏻縮段突(tū)然節流後(hòu)，使漩渦流(liú)加速，當通(tōng)過擴散段(duàn)時，漩渦中(zhong)心沿一錐(zhui)形旋線進(jìn)動。此時，由(you)兩個壓電(dian)傳感器檢(jian)測到的進(jin)動頻率信(xìn)号經前置(zhì)電路放大(dà)，濾波,整形(xing)後轉換爲(wèi)兩路與流(liú)速正比的(de)脈沖信号(hào)，經積算儀(yí)中處理電(diàn)路進行相(xiang)應的比較(jiao)和判斷，并(bing)剔除外來(lai)幹擾信号(hào)後🐅，正常的(de)流量信号(hao)🈲與溫度🔆，壓(yā)力傳感器(qì)檢測到的(de)信号-起送(sòng)人智能流(liú)量積算儀(yi)🙇🏻進行運算(suan)處理，并把(bǎ)流體的🔴體(tǐ)積流量和(hé)總量直接(jiē)顯示于LCD屏(píng)上。
 
2.2主要特點(diǎn)
　　旋進漩渦(wo)流量計爲(wei)速度型流(liú)量傳感器(qì)，對環境條(tiáo)🏃🏻件要求少(shǎo)、結⭐構簡單(dān)、安裝方便(biàn)，出廠前各(gè)種參數經(jing)嚴格校正(zhèng)标定，無需(xū)用戶現場(chǎng)設置，确保(bǎo)其在現場(chǎng)使用中的(de)穩定性，可(kě)完全替代(dai)孔闆流量(liàng)計。其主要(yao)特點如下(xia):
 
　　能自動、正(zhèng)确地檢測(cè)介質的溫(wēn)度、壓力、流(liú)量與濃度(dù)，并👣對流量(liàng)進行自動(dòng)補償和壓(ya)縮因子自(zì)動修正，可(ke)💃直接檢測(cè)氣體✍️的标(biāo)準體🏃積流(liu)量，精度可(ke)達士1%;采用(yòng)♉高性能🥰微(wei)處理器，軟(ruan)件功能強(qiang)大，性能優(yōu)越;采用微(wēi)功耗高新(xin)技術，憑内(nei)、外電源均(jun1)可工作;無(wu)機械可動(dòng)部件，耐腐(fǔ)蝕🌐性強，可(kě)靠性高，穩(wen)定性好，維(wei)修量少;量(liang)❌程比寬，可(kě)達1:15以㊙️上，國(guó)外一些産(chǎn)品的量程(chéng)比可達1:25;
3旋(xuan)進漩渦流(liú)量計在瓦(wǎ)斯單孔測(ce)量中的應(yīng)用
3.1應用實(shí)例
　　煤礦瓦(wǎ)斯抽采時(shi)，單個鑽孔(kong)的流量在(zài)0.01~0.5m³/min之間。由于(yu)流㊙️量小，能(neng)直接測量(liàng)的流量傳(chuán)感器較少(shǎo)。旋進漩渦(wō)流量計能(neng)實現并下(xia)測量，礦根(gen)據現場實(shí)際情況選(xuǎn)擇适用于(yu)✔️低流速、低(di)流量的旋(xuan)進漩渦流(liú)量計進行(háng)了單孔流(liú)量、溫度、壓(ya)力及濃度(dù)的在線考(kao)查。圖3爲監(jian)控頁面顯(xiǎn)示的旋進(jìn)漩渦單孔(kǒng)流量計的(de)🔅數值。由圖(tú)可知，該型(xíng)号旋進漩(xuán)渦流量計(jì)最低可測(cè)量混合流(liu)量🛀爲0.01m³/min,測量(liang)精😄度高。圖(tu)4爲旋進💰漩(xuán)渦型流量(liang)計捕捉到(dao)的流量變(bian)化曲線，實(shí)時⚽監測流(liú)量變化，由(you)圖4可看出(chū)選進漩渦(wo)流選進量(liang)計對流量(liang)變化的靈(ling)敏度較高(gao)。
　　測量單孔(kong)流量過程(chéng)中，由于旋(xuan)進漩渦型(xíng)流量計體(ti)積🔴小💁，重量(liang)輕，可任意(yi)角度安裝(zhuāng)，給單孔計(jì)量帶來了(le)很大的方(fang)便，并且其(qí)考察的單(dān)孔流量曲(qu)線變化靈(líng)敏，爲通🔴風(fēng)地測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼部門(mén)提供了有(you)🌈效的數據(jù)支持。
 
3.2測量(liang)正确率及(jí)穩定性驗(yan)證
　　爲驗證(zhèng)旋進漩渦(wō)流量計測(cè)量的正确(què)率和穩定(dìng)性，将🐉其🎯測(cè)得的數據(jù)與相同環(huán)境下孔闆(pǎn)流量計測(cè)得的數據(jù)進行對比(bǐ)分🔱析，通過(guo)計算兩種(zhǒng)流量計測(cè)得數據的(de)平均數和(he)方差來驗(yan)證💜其正确(què)🔱率和穩定(dìng)性。分析安(an)裝在同-管(guan)路上，相距(ju)10m的旋進漩(xuan)渦😘流量計(jì)和🚩孔闆流(liu)量計🌐現場(chǎng)檢測數據(jù)，表1和表2分(fèn)别爲中央(yang)變🥰電所回(huí)風聯巷鑽(zuàn)場左抽采(cai)管路數據(jù)和西-11煤回(hui)風下山鑽(zuan)場抽采管(guǎn)道數據，爲(wei)排除人✨員(yuán)的慣性思(si)維安排不(bu)同人員采(cǎi)集數據。
 
表(biǎo)中:K一孔闆(pan)流量計的(de)系數
△H一壓(yā)差，mmH20
P一壓力(li)，MPa
T一溫度,C
X1一(yi)人工測得(de)的高濃瓦(wa)斯濃度
X2一(yī)管道高濃(nóng)瓦斯傳感(gǎn)器測得的(de)瓦斯濃度(du)
　　孔闆Q混一(yī)利用淮南(nan)礦業集團(tuan)管道混合(hé)流量統一(yi)🔴公式計⛷️算(suan)得出的結(jié)果
CX旋進Q混(hùn)一旋進漩(xuán)渦流量計(jì)測得的數(shù)據
　　通過計(ji)算上述兩(liǎng)種流量計(ji)測量數據(ju)的平均數(shù)和方差，來(lai)🤞确定流量(liang)計穩定性(xing)，方差越小(xiao)，表明測量(liàng)穩定性越(yue)高。
以第一(yī)組數據爲(wei)例進行計(ji)算，應用簡(jian)易公式計(ji)算
 
　　CX-200旋進漩(xuán)渦流量計(ji)測得的數(shu)據爲3.35,可知(zhī)2.85<3.35<3.45。
　　旋進漩渦(wō)流量計所(suǒ)測得的Q混(hun)值介于簡(jian)易公式計(ji)算結果統(tong)--公式計算(suàn)的結果之(zhī)間，數據可(kě)靠，具有一(yi)定的🌍正确(que)率。
孔闆Q混(hun)的平均數(shu)
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(tī)除個别樣(yàng)本的随機(ji)噪聲千擾(rǎo)，旋進漩渦(wo)流量計✨所(suǒ)✏️測得的Q混(hùn)的平均數(shù)與孔闆流(liu)量計測得(de)數據相近(jìn)。
孔闆Q混的(de)方差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X,-X)3+....+(Xn-X)²]/n=4.51
CX旋進(jìn)Q元的方差(cha)
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在讨論方(fāng)差的過程(chéng)中，近似認(ren)爲二者平(ping)均數一緻(zhi)🌍，孔闆📐Q混的(de)方差4.51小于(yú)CX旋進Q混的(de)方差5.53,故孔(kǒng)闆流量計(jì)🈲測量數據(jù)的穩定性(xìng)略優于旋(xuán)進漩渦流(liú)量計。
 
孔闆(pǎn)Qm的平均數(shu)
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(de)平均數
X=(17.57+12.15+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由(you)此可以看(kàn)出，剔除個(gè)别樣本的(de)随機噪聲(shēng)幹擾，旋❗進(jin)漩渦㊙️流量(liang)計所測數(shu)據的平均(jun1)值接近孔(kong)闆流量計(ji)所測數據(jù)的平均值(zhí)。
孔闆Q混的(de)方差S²=19.50
CX旋進(jin)Q混的方差(cha)S2=21.61
　　孔闆Q混的(de)方差19.50小于(yu)CX旋進Q混的(de)方差21.61。孔闆(pǎn)流量計的(de)測🔴量數據(jù)的穩定性(xìng)略優于旋(xuán)進漩渦流(liu)量計。
　　由于(yu)孔闆流量(liang)計是目前(qian)瓦斯抽采(cai)系統中應(ying)用流量計(ji)，而旋進漩(xuán)渦流量計(ji)穩定性略(lue)遜于孔闆(pan)流量🐕計，方(fang)差結果的(de)👅差别不大(dà)，說明旋進(jìn)漩渦的數(shù)據穩定性(xing)良好。孔闆(pǎn)流量計對(duì)微小🆚的變(bian)化不靈敏(min)，而旋進漩(xuan)渦流量計(jì)正确到0.01m³/min,并(bìng)通過流量(liang)數據曲線(xiàn)實時🏒監測(cè)流量變化(hua)，對流量變(bian)化的靈敏(mǐn)度高。
5結論(lùn)
　　瓦斯抽采(cai)自動計量(liang)系統中，對(dui)計量裝置(zhì)适應性，可(kě)靠性，測‼️量(liang)結果的穩(wěn)定性和正(zhèng)确率要求(qiu)非常高，旋(xuán)✂️進漩🌂渦流(liu)量計結構(gòu)簡單，安裝(zhuāng)方便，适應(ying)性強，性能(neng)可靠，可移(yí)植性強，運(yun)行結果及(jí)在實際應(yīng)用中表明(míng)，旋進漩渦(wō)流量計測(cè)量結果正(zhèng)确，可以任(rèn)♍意角度安(an)裝，解決了(le)因儀器安(ān)設不水平(píng)帶來的數(shù)據誤差。可(kě)🐇以爲瓦斯(sī)抽采提供(gòng)正确的數(shù)據支持，具(ju)有一定的(de)理論價值(zhi)和推廣意(yì)義。

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