摘(zhai)要:瓦斯(si)抽采計(ji)量是瓦(wa)斯抽采(cai)管理中(zhong)的一環(huan)，計量裝(zhuang)置的選(xuan)擇是瓦(wa)斯抽采(cai)計量的(de)關鍵。旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji) 是一種(zhong)自動計(ji)量型氣(qi)體流量(liang)計，其結(jie)構簡單(dan)、安裝方(fang)便，井下(xia)适應性(xing)強，通過(guo)對瓦斯(si)抽采現(xian)場使用(yong)情況的(de)考證，明(ming)确其具(ju)有一定(ding)的正确(que)率和可(ke)靠性，爲(wei)瓦斯抽(chou)采自動(dong)計量提(ti)供可靠(kao)🈲的數據(ju)支持，具(ju)有一定(ding)的應用(yong)推廣意(yi)義👌。
1引言(yan)
　　伴随着(zhe)鑽孔和(he)抽采技(ji)術的不(bu)斷進步(bu)，對自動(dong)計量系(xi)統正确(que)🔞率和實(shi)用性的(de)要求越(yue)來越高(gao)。常規的(de)孔闆流(liu)量計 已(yi)經不能(neng)滿足實(shi)時性和(he)複雜計(ji)算的要(yao)求，在抽(chou)采管路(lu)上安裝(zhuang)自動計(ji)量裝置(zhi)，利用監(jian)控系統(tong)實時傳(chuan)輸管道(dao)瓦斯濃(nong)度、壓力(li)、溫度、流(liu)量等數(shu)據是較(jiao)好的選(xuan)擇，能爲(wei)瓦斯抽(chou)采提供(gong)數據支(zhi)持。因☁️此(ci)測量的(de)正确率(lü)，安裝㊙️方(fang)便性、安(an)全可靠(kao)性，對井(jing)下環♊境(jing)的适應(ying)🌐性是選(xuan)取計量(liang)裝置的(de)關鍵。
2工(gong)作原理(li)及特點(dian)
2.1工作原(yuan)理
　　旋進(jin)漩渦流(liu)量計主(zhu)要由起(qi)旋器、文(wen)丘裏管(guan)、消旋器(qi)和檢測(ce)元件組(zu)成。其結(jie)構原理(li)如圖1所(suo)示，外形(xing)如圖2所(suo)示♍，當流(liu)體流進(jin)旋🌈進漩(xuan)渦流量(liang)計後，在(zai)起旋器(qi)的作用(yong)下，被強(qiang)制圍繞(rao)中心線(xian)旋轉，産(chan)生漩渦(wo)流，漩渦(wo)流在文(wen)丘利管(guan)中旋進(jin)，到達收(shou)🌂縮段突(tu)然節流(liu)後，使漩(xuan)渦流加(jia)速，當通(tong)過擴散(san)🙇🏻段時，漩(xuan)渦中🔴心(xin)沿一錐(zhui)形旋線(xian)進動。此(ci)時，由兩(liang)個壓電(dian)傳感器(qi)檢測到(dao)的進動(dong)頻率信(xin)号經前(qian)置電路(lu)放🔅大，濾(lü)波,整⚽形(xing)後轉換(huan)爲兩路(lu)與流速(su)正比的(de)脈🧑🏽‍🤝‍🧑🏻沖信(xin)号，經積(ji)算儀中(zhong)處理電(dian)路進行(hang)相應的(de)比較和(he)判🤟斷，并(bing)剔除外(wai)來幹擾(rao)信号後(hou)，正常的(de)流量信(xin)号🐅與溫(wen)度，壓力(li)傳感器(qi)檢測到(dao)的信🍉号(hao)-起送人(ren)智能流(liu)量積算(suan)儀進行(hang)運算處(chu)理，并把(ba)流體的(de)體積流(liu)量和總(zong)量直接(jie)顯示于(yu)LCD屏上。
 
2.2主要(yao)特點
　　旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)爲速度(du)型流量(liang)傳感器(qi)，對環境(jing)條♋件要(yao)🔱求💔少、結(jie)構簡單(dan)、安裝方(fang)便，出廠(chang)前各種(zhong)參數經(jing)嚴格✂️校(xiao)正标定(ding)，無需用(yong)戶現場(chang)設置，确(que)保其在(zai)現場🔞使(shi)用中的(de)穩定性(xing)，可完全(quan)替代孔(kong)闆流量(liang)計。其主(zhu)要特點(dian)如下:
 
　　能(neng)自動、正(zheng)确地檢(jian)測介質(zhi)的溫度(du)、壓力、流(liu)量與濃(nong)度，并對(dui)🙇🏻流量進(jin)行自動(dong)補償和(he)壓縮因(yin)子自動(dong)修正，可(ke)直接💔檢(jian)測氣體(ti)💃的标準(zhun)體積流(liu)量，精度(du)可達士(shi)1%;采用高(gao)性能🍓微(wei)處理器(qi)，軟件功(gong)能強大(da)，性能優(you)越;采用(yong)微功耗(hao)高新技(ji)術，憑内(nei)、外電源(yuan)均🛀可工(gong)作;無機(ji)械可動(dong)部件，耐(nai)腐蝕性(xing)強，可靠(kao)性高，穩(wen)定性好(hao)，維修量(liang)少;量程(cheng)比寬，可(ke)達1:15以上(shang)，國外一(yi)些産品(pin)的量程(cheng)比可達(da)1:25;
3旋進漩(xuan)渦流量(liang)計在瓦(wa)斯單孔(kong)測量中(zhong)的應用(yong)
3.1應用實(shi)例
　　煤礦(kuang)瓦斯抽(chou)采時，單(dan)個鑽孔(kong)的流量(liang)在0.01~0.5m³/min之間(jian)。由于流(liu)量小，能(neng)直接測(ce)量的流(liu)量傳感(gan)器較少(shao)。旋進漩(xuan)渦流量(liang)計能實(shi)現并下(xia)測量，礦(kuang)✉️根據現(xian)場實際(ji)情況選(xuan)擇适用(yong)于低流(liu)速、低流(liu)量的旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)進行了(le)單孔流(liu)量、溫度(du)、壓力及(ji)濃度的(de)在線考(kao)查。圖3爲(wei)監控🐪頁(ye)面顯示(shi)的🈲旋進(jin)漩渦單(dan)孔流量(liang)計的數(shu)值。由圖(tu)可知，該(gai)型号旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)最低可(ke)測量混(hun)合流量(liang)爲0.01m³/min,測量(liang)精度高(gao)。圖4爲旋(xuan)進漩渦(wo)型流量(liang)計捕捉(zhuo)到的流(liu)量變化(hua)曲線，實(shi)時監測(ce)流量變(bian)化，由圖(tu)4可看出(chu)選☁️進漩(xuan)渦流選(xuan)進量計(ji)對流量(liang)變🐉化的(de)靈敏度(du)較❤️高。
　　測(ce)量單孔(kong)流量過(guo)程中，由(you)于旋進(jin)漩渦型(xing)流量計(ji)體積小(xiao)，重🔆量🏃‍♀️輕(qing)，可任意(yi)角度安(an)裝，給單(dan)孔計量(liang)帶來了(le)很大㊙️的(de)方便，并(bing)且其考(kao)察㊙️的單(dan)孔流量(liang)曲線變(bian)化靈敏(min)，爲通風(feng)地測部(bu)門提供(gong)了有效(xiao)的數🔴據(ju)支持。
 
3.2測(ce)量正确(que)率及穩(wen)定性驗(yan)證
　　爲驗(yan)證旋進(jin)漩渦流(liu)量計測(ce)量的正(zheng)确率和(he)穩定性(xing)，将其測(ce)得的數(shu)據與相(xiang)同環境(jing)下孔闆(pan)流量計(ji)測得的(de)數據進(jin)行對比(bi)分析，通(tong)過計算(suan)兩種流(liu)量計測(ce)得數據(ju)的平均(jun)數和方(fang)差來驗(yan)證其正(zheng)确率和(he)穩定性(xing)🏃🏻‍♂️。分析安(an)裝在同(tong)-管路上(shang)，相距10m的(de)旋進漩(xuan)渦流量(liang)計和孔(kong)闆流量(liang)計現場(chang)檢測數(shu)據，表1和(he)表2分别(bie)爲中央(yang)變電所(suo)回風聯(lian)巷👨‍❤️‍👨鑽場(chang)左抽采(cai)管⛱️路數(shu)據和西(xi)-11煤🔞回風(feng)下山鑽(zuan)場抽采(cai)管道數(shu)據，爲排(pai)除人員(yuan)的慣性(xing)思維安(an)排不同(tong)人員采(cai)集😄數據(ju)。
 
表中:K一(yi)孔闆流(liu)量計的(de)系數
△H一(yi)壓差，mmH20
P一(yi)壓力，MPa
T一(yi)溫度,C
X1一(yi)人工測(ce)得的高(gao)濃瓦斯(si)濃度
X2一(yi)管道高(gao)濃瓦斯(si)傳感器(qi)測得的(de)瓦斯濃(nong)度
　　孔闆(pan)Q混一利(li)用淮南(nan)礦業集(ji)團管道(dao)混合流(liu)量統一(yi)公式計(ji)算得出(chu)的結果(guo)
CX旋進Q混(hun)一旋進(jin)漩渦流(liu)量計測(ce)得的數(shu)據
　　通過(guo)計算上(shang)述兩種(zhong)流量計(ji)測量數(shu)據的平(ping)均數和(he)方💞差，來(lai)确定流(liu)量計穩(wen)定性，方(fang)差越小(xiao)，表明測(ce)量穩定(ding)性越高(gao)。
以第一(yi)組數據(ju)爲例進(jin)行計算(suan)，應用簡(jian)易公式(shi)計算
 
　　CX-200旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)測得的(de)數據爲(wei)3.35,可知2.85<3.35<3.45。
　　旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)所測得(de)的Q混值(zhi)介于簡(jian)易公式(shi)計算⚽結(jie)果統--公(gong)式計算(suan)的結果(guo)之間，數(shu)據可靠(kao)，具有一(yi)定的正(zheng)确率。
孔(kong)闆Q混的(de)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(ju)的平均(jun)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(yang)本的随(sui)機噪聲(sheng)千擾，旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)所🌈測得(de)的Q混的(de)平均數(shu)與孔闆(pan)流量計(ji)測得數(shu)據相⛱️近(jin)。
孔闆Q混(hun)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(yuan)的方差(cha)
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在讨論(lun)方差的(de)過程中(zhong)，近似認(ren)爲二者(zhe)平均數(shu)一緻，孔(kong)闆✉️Q混的(de)方差4.51小(xiao)于CX旋進(jin)Q混的方(fang)差5.53,故孔(kong)闆流量(liang)計測量(liang)數據的(de)穩定性(xing)略優于(yu)旋進漩(xuan)渦流量(liang)計。
 
孔闆(pan)Qm的平均(jun)數
X=(16.38+10.83+2.16+3.15+6.71+3.19+7.37+7.82)/8=7.20
CX旋進(jin)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(you)此可以(yi)看出，剔(ti)除個别(bie)樣本的(de)随機噪(zao)聲幹擾(rao)，旋進漩(xuan)渦流量(liang)⛱️計所測(ce)數據的(de)平均值(zhi)接近孔(kong)闆流量(liang)計所測(ce)數據的(de)平均值(zhi)。
孔闆Q混(hun)的方差(cha)S²=19.50
CX旋進Q混(hun)的方差(cha)S2=21.61
　　孔闆Q混(hun)的方差(cha)19.50小于CX旋(xuan)進Q混的(de)方差21.61。孔(kong)闆流量(liang)計的🏃🏻‍♂️測(ce)量數據(ju)⛹🏻‍♀️的穩定(ding)性略優(you)于旋進(jin)漩渦流(liu)量計。
　　由(you)于孔闆(pan)流量計(ji)是目前(qian)瓦斯抽(chou)采系統(tong)中應用(yong)流🌈量計(ji)，而旋進(jin)漩渦流(liu)量計穩(wen)定性略(lue)遜于孔(kong)闆流量(liang)計，方差(cha)結果的(de)差别不(bu)大，說明(ming)旋進漩(xuan)渦的數(shu)據穩定(ding)性良好(hao)。孔闆流(liu)量計對(dui)微小的(de)變化不(bu)靈敏，而(er)旋進漩(xuan)渦流量(liang)計正确(que)到0.01m³/min,并通(tong)過流量(liang)數據曲(qu)線實時(shi)監測流(liu)量變化(hua)，對流量(liang)變化的(de)靈敏度(du)高。
5結論(lun)
　　瓦斯抽(chou)采自動(dong)計量系(xi)統中，對(dui)計量裝(zhuang)置适應(ying)性，可靠(kao)性，測量(liang)結果的(de)穩定性(xing)和正确(que)率要求(qiu)非常高(gao)，旋進漩(xuan)渦流量(liang)計🏃結構(gou)簡單，安(an)裝方便(bian)，适應性(xing)強，性能(neng)可靠，可(ke)⛷️移植性(xing)強，運行(hang)🌍結果及(ji)在實際(ji)應用中(zhong)表明，旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)測🐉量結(jie)果正确(que)，可以任(ren)意角度(du)安裝，解(jie)決了因(yin)儀器安(an)設不⁉️水(shui)平帶來(lai)的數據(ju)誤差。可(ke)🌍以爲瓦(wa)斯抽采(cai)提供正(zheng)确的數(shu)據支持(chi)，具有一(yi)定的理(li)論價值(zhi)和推廣(guang)意義。

本(ben)文來源(yuan)于網絡(luo),如有侵(qin)權聯系(xi)即删除(chu)！