摘要:瓦(wa)斯抽采計量是瓦(wǎ)斯抽采管理中的(de)一環，計量裝置🔴的(de)選擇是瓦斯抽采(cai)計量的關鍵。旋進(jìn)漩渦流量計 是一(yi)種自動計量型氣(qì)體流量計，其結構(gòu)簡單、安裝方便，井(jǐng)下❗适應性強，通過(guò)對瓦斯抽采現場(chǎng)使用情況的考證(zheng)，明确其具有一定(ding)的正确率和可靠(kào)性，爲瓦斯抽☔采自(zi)動計量提供可靠(kào)的數據支持，具有(yǒu)一定的應用推廣(guang)意義。
1引言
　　伴随着(zhe)鑽孔和抽采技術(shu)的不斷進步，對自(zì)動計量♻️系✔️統正确(que)🌈率和實用性的要(yao)求越來越高。常規(gui)的孔闆流量計 已(yǐ)經不能滿足實時(shi)性和複雜計算的(de)要求，在抽采⭐管路(lu)上🔴安裝自動計量(liang)裝置，利用監控系(xi)統實時傳🏃‍♀️輸管道(dao)瓦斯濃🌈度、壓力、溫(wen)度、流量等數據是(shì)較好的選擇，能爲(wèi)瓦斯抽采提供數(shu)據支持。因此測量(liang)的正确率，安裝方(fang)便性、安全可靠性(xing)🐆，對井下環境的适(shi)應性是選取計量(liàng)裝置的關鍵。
2工作(zuò)原理及特點
2.1工作(zuo)原理
　　旋進漩渦流(liú)量計主要由起旋(xuan)器、文丘裏管、消旋(xuan)器和檢測元件組(zu)成。其結構原理如(rú)圖1所示，外形如圖(tu)2所示，當流體流✂️進(jìn)旋🐇進漩渦流量計(jì)後，在起旋器的作(zuo)用下，被強制圍繞(rào)中⭐心線旋轉，産生(sheng)漩渦流，漩渦👈流在(zai)文丘利管中旋進(jin)，到達收縮段突然(rán)節流後，使⭐漩渦流(liú)加速，當通過擴散(sàn)段時，漩渦中🌈心沿(yan)一錐形✏️旋線進動(dòng)。此時，由兩個壓電(diàn)傳🐕感器檢測到的(de)進動頻率信号經(jing)前置電路放大，濾(lü)波,整形後轉換爲(wèi)兩路與流速正比(bǐ)的脈沖信号，經積(jī)算儀中處理電路(lu)進行相應的比較(jiào)和判斷，并剔除外(wài)來幹擾信号後，正(zheng)常的流量信号與(yǔ)溫度，壓力傳感器(qi)檢測到的信号-起(qi)送人智能流量積(jī)算☁️儀進行運算處(chù)理，并把流體的💃🏻體(ti)積流量和總量直(zhi)接顯示于LCD屏上。
 
2.2主要特點(dian)
　　旋進漩渦流量計(jì)爲速度型流量傳(chuan)感器，對環境條件(jiàn)🔴要求♈少、結構簡單(dān)、安裝方便，出廠前(qián)各種參數經嚴格(gé)校正⭐标定，無需用(yong)戶現場設置，确保(bǎo)其在現場使用中(zhong)的穩定性，可完全(quán)替代孔闆流量計(ji)。其主要特點如下(xià):
 
　　能自動、正确地檢(jiǎn)測介質的溫度、壓(yā)力、流量與濃度🤩，并(bing)對流量進行自動(dòng)補償和壓縮因子(zi)自動修正，可直接(jiē)💃檢測氣體的标🈲準(zhǔn)體積流量，精度可(ke)達士1%;采用高性能(neng)微處理器，軟件功(gōng)能強大，性能優越(yuè);采用微功耗高新(xīn)技術，憑内、外電源(yuán)均可工作;無機械(xiè)可動部件，耐腐蝕(shí)性強，可靠性高，穩(wen)定性好，維修量少(shao);量程比寬，可達🐆1:15以(yi)✂️上，國外一些産🐪品(pǐn)的量程比可🌈達1:25;
3旋(xuán)進漩渦流量計在(zài)瓦斯單孔測量中(zhong)的應用
3.1應用實例(li)
　　煤礦瓦斯抽采時(shí)，單個鑽孔的流量(liàng)在0.01~0.5m³/min之間。由于流量(liang)小，能直接測量的(de)流量傳感器較少(shao)。旋進漩渦流量計(ji)能實現并下測量(liang)，礦根據現場實際(jì)情況選擇适用于(yú)👌低流速、低流量🔞的(de)旋進漩渦流量計(ji)進行了✔️單孔流量(liàng)、溫度、壓力及濃度(du)的⭕在線考查。圖3爲(wei)監控頁面顯示的(de)💋旋進漩渦單孔流(liu)量計的數值。由圖(tu)可知，該型号旋📧進(jìn)漩渦流量計最低(dī)可測量混合流量(liàng)⭐爲0.01m³/min,測量精度高。圖(tu)🔅4爲旋進漩渦型流(liu)量計捕捉到的流(liú)👣量變化曲線，實時(shí)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻監測流量變化，由(you)圖4可看出選✨進漩(xuán)渦流選進量計對(dui)流量變化的靈敏(min)度較✔️高。
　　測量單孔(kǒng)流量過程中，由于(yu)旋進漩渦型流量(liang)計體積⛷️小，重量輕(qing)，可任意角度安裝(zhuāng)，給單孔計量帶來(lai)了很大的方👌便，并(bìng)且其考察的單孔(kǒng)流量曲線變化靈(ling)敏，爲通風地測部(bù)門提供了有效的(de)數據支持。
 
3.2測量正(zheng)确率及穩定性驗(yàn)證
　　爲驗證旋進漩(xuan)渦流量計測量的(de)正确率和穩定性(xìng)📐，将💋其測得♉的數據(ju)與相同環境下孔(kǒng)闆流量計測得的(de)數據進行對比分(fen)析，通過計算兩種(zhǒng)流量計測得數據(ju)的平均數和方差(cha)來驗證🔞其正确率(lü)和穩定性。分析安(ān)裝在同-管路上，相(xiàng)距10m的旋進漩渦流(liú)量計和孔闆流量(liàng)計現場檢測數據(ju)，表1和表2分别爲中(zhong)央變電所回風聯(lián)✌️巷鑽場左抽采管(guan)路數據和西-11煤回(hui)風下山鑽場抽采(cǎi)管道數據，爲排除(chu)人💯員的慣性思維(wéi)🔱安♊排不同人員采(cǎi)集數據。
 
表中:K一孔(kong)闆流量計的系數(shu)
△H一壓差，mmH20
P一壓力，MPa
T一(yī)溫度,C
X1一人工測得(dé)的高濃瓦斯濃度(du)
X2一管道高濃瓦斯(si)傳感器測得的瓦(wǎ)斯濃度
　　孔闆Q混一(yī)利用淮南礦業集(jí)團管道混合流量(liàng)統一公式計算🈚得(de)出的結果
CX旋進Q混(hun)一旋進漩渦流量(liàng)計測得的數據
　　通(tōng)過計算上述兩種(zhong)流量計測量數據(ju)的平均數和方差(cha)💘，來确定流量計穩(wěn)定性，方差越小，表(biao)明測量穩定性越(yuè)高。
以第一組數據(ju)爲例進行計算，應(yīng)用簡易公式計算(suan)🥰
 
　　CX-200旋進漩渦流量計(ji)測得的數據爲3.35,可(kě)知2.85<3.35<3.45。
　　旋進漩渦流量(liang)計所測得的Q混值(zhi)介于簡易公式計(ji)算結果📱統--公式計(jì)算的結果之間，數(shu)據可靠，具有一定(dìng)的正确率。
孔闆Q混(hun)的平均數
X=(2.85+7.49+1.75+6.93+2.02+2.43+2.34+2.93)/8=3.59
CX旋進Q據(ju)的平均數
X=(3.35+7.67+1.06+7.44+2.28+2.12+2.37+2.89)/8=3.40
　　剔除個(gè)别樣本的随機噪(zào)聲千擾，旋進漩渦(wo)流量計所測得的(de)Q混的平均數與孔(kong)闆流量計測得數(shù)據相近。
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Q元的方(fāng)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在讨論方差的(de)過程中，近似認爲(wei)二者平均數一緻(zhì)，孔闆Q混的🈚方差4.51小(xiǎo)于CX旋進Q混的方差(cha)5.53,故孔闆流量計測(ce)量數據的穩定性(xing)略優于旋進漩渦(wo)流量計。
 
孔闆Qm的平(píng)均數
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(ping)均數
X=(17.57+12.16+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此可以看(kàn)出，剔除個别樣本(ben)的随機噪聲幹擾(rǎo)，旋進漩🔅渦流🌍量💁計(ji)所測數據的平均(jun1)值接近孔闆流量(liàng)計所測數據的平(ping)均值。
孔闆Q混的方(fang)差S²=19.50
CX旋進Q混的方差(chà)S2=21.61
　　孔闆Q混的方差19.50小(xiǎo)于CX旋進Q混的方差(cha)21.61。孔闆流量計的測(cè)量數據的穩定性(xing)略優于旋進漩渦(wo)流量計。
　　由于孔闆(pǎn)流量計是目前瓦(wa)斯抽采系統中應(ying)用流量計，而✍️旋進(jìn)漩渦流量計穩定(ding)性略遜于孔闆流(liu)量❄️計，方差結果的(de)差别✌️不大，說明旋(xuán)進漩渦的數據穩(wen)定性良好。孔闆💔流(liu)量計🈲對微小✌️的變(biàn)化不靈敏，而旋進(jin)漩渦流量計正确(que)到0.01m³/min,并通過流量數(shu)據曲線實時🈚監測(ce)流量變化，對流量(liang)變化的靈敏度高(gāo)。
5結論
　　瓦斯抽采自(zi)動計量系統中，對(dui)計量裝置适應性(xìng)，可靠性，測量結☎️果(guǒ)的穩定性和正确(que)率要求非常高，旋(xuán)進漩渦流量計結(jié)構簡單，安裝方便(biàn)，适應性強，性能可(kě)靠，可⭐移植性強，運(yun)行結果及在實際(jì)應用中表明，旋進(jin)漩渦流量計測☁️量(liang)結果正确，可以任(ren)🚶‍♀️意角度安💘裝，解決(jué)了因儀器安設不(bu)水平帶來的數據(ju)誤差。可以爲瓦斯(si)抽采💋提供正确的(de)數據支持，具有一(yi)定的理論價值💛和(he)推廣意義。

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