摘要(yào):瓦斯抽(chōu)采計量(liang)是瓦斯(sī)抽采管(guǎn)理中的(de)一環，計(jì)量裝置(zhì)的選擇(zé)是瓦斯(sī)抽采計(jì)量的關(guan)鍵。旋進(jin)漩渦流(liú)量計 是(shì)一種自(zì)動計量(liang)型氣體(ti)流量計(ji)，其結構(gòu)簡單、安(an)裝方便(bian)，井下㊙️适(shì)應性強(qiang)，通過對(dui)瓦斯抽(chōu)采現場(chǎng)使用情(qíng)況的✨考(kǎo)證，明确(què)其具有(you)一定的(de)正确率(lü)和可靠(kao)性，爲瓦(wa)斯抽😍采(cǎi)自動計(ji)量提供(gong)可靠的(de)數據支(zhī)持，具有(yǒu)一定的(de)應用✨推(tui)廣意義(yi)。
1引言
　　伴(ban)随着鑽(zuàn)孔和抽(chou)采技術(shù)的不斷(duan)進步，對(duì)自動計(jì)量系統(tong)正确率(lü)和實用(yong)性的要(yào)求越來(lai)越高。常(cháng)規的孔(kong)闆流量(liang)計 已經(jīng)不能滿(man)足實時(shí)性和複(fu)雜計算(suàn)的要求(qiú)，在抽采(cǎi)✍️管🤞路上(shàng)安裝自(zi)動計量(liang)裝置，利(lì)用監控(kong)系統實(shi)時傳輸(shu)管道瓦(wa)斯濃度(dù)、壓🌐力、溫(wen)🥵度、流量(liang)等數據(jù)是較好(hǎo)的選擇(ze)，能爲瓦(wǎ)斯抽采(cai)提供數(shu)據支持(chi)。因✂️此測(cè)量的正(zheng)确率，安(an)裝方便(bian)性、安全(quán)可靠性(xing)，對井下(xià)環境的(de)适應💘性(xing)是選取(qǔ)計🌈量裝(zhuāng)置的關(guan)鍵。
2工作(zuò)原理及(jí)特點
2.1工(gong)作原理(li)
　　旋進漩(xuan)渦流量(liàng)計主要(yào)由起旋(xuan)器、文丘(qiū)裏管、消(xiao)旋器和(he)檢測元(yuan)件組成(chéng)。其結構(gou)原理如(ru)圖1所示(shì)，外形如(rú)圖2所示(shi)，當流🛀🏻體(ti)流⚽進旋(xuán)進漩渦(wō)流量計(ji)後，在起(qǐ)旋器的(de)作用下(xià)，被強制(zhi)圍繞中(zhong)心線旋(xuan)🌍轉，産生(shēng)♍漩渦流(liu)，漩渦流(liú)在文丘(qiū)利管中(zhong)旋💁進，到(dào)達收縮(suo)段突然(ran)節流後(hòu)，使💃漩渦(wo)流加速(sù)，當通過(guo)擴散段(duàn)時，漩渦(wo)中心沿(yan)一錐形(xíng)🚩旋線進(jin)動。此時(shi)💔，由兩個(ge)壓電傳(chuán)感器檢(jiǎn)測到的(de)進動頻(pin)率信号(hào)經前置(zhi)電路放(fang)大，濾波(bō),整形後(hòu)轉換爲(wèi)兩🈲路❤️與(yu)流速正(zheng)比的脈(mo)💋沖信号(hao)，經積算(suan)儀中處(chu)理電路(lù)進行相(xiàng)應🥵的比(bi)較和判(pan)斷，并剔(tī)除外來(lai)幹擾信(xìn)号後，正(zheng)常的流(liu)量信号(hao)🌈與溫度(du)，壓力傳(chuán)感器檢(jiǎn)❄️測到的(de)信号-起(qǐ)送人智(zhi)♍能流量(liàng)積算儀(yí)進行運(yun)算處理(li)，并把流(liú)體的體(tǐ)積流量(liang)和總量(liàng)直接顯(xian)示于LCD屏(píng)上。
 
2.2主要特(tè)點
　　旋進(jin)漩渦流(liu)量計爲(wèi)速度型(xing)流量傳(chuán)感器，對(duì)環境條(tiao)件👅要求(qiú)少、結構(gòu)簡單、安(ān)裝方便(bian)，出廠前(qian)各種參(can)數經🏃🏻‍♂️嚴(yan)格校正(zhèng)标定，無(wu)需用戶(hù)🍉現場設(shè)置，确保(bao)其在現(xian)場使用(yòng)中的穩(wěn)定性，可(ke)完全替(ti)代孔闆(pan)流量計(jì)。其主要(yào)特點如(rú)下:
 
　　能自(zì)動、正确(què)地檢測(ce)介質的(de)溫度、壓(yā)力、流量(liàng)與濃度(du)，并🐅對流(liú)量進行(hang)自動補(bǔ)償和壓(ya)縮因子(zi)自動修(xiu)正，可直(zhi)接🔞檢測(ce)氣體的(de)标準體(tǐ)🛀積流量(liang)，精度可(ke)達士1%;采(cǎi)用高性(xing)能微處(chù)理器，軟(ruǎn)件功能(neng)強大，性(xing)能優越(yue);采用微(wēi)功耗高(gao)新🌈技術(shu)，憑内、外(wài)電源均(jun)可工作(zuo);無機械(xie)可動部(bu)件，耐腐(fǔ)蝕性強(qiáng)，可靠性(xìng)高，穩定(dìng)性好❌，維(wéi)修量少(shao);量🈲程比(bi)寬，可達(da)1:15以上，國(guo)外一些(xiē)産品的(de)量程比(bǐ)可達1:25;
3旋(xuán)進漩渦(wo)流量計(ji)在瓦斯(si)單孔測(cè)量中的(de)應用
3.1應(ying)用實例(lì)
　　煤礦瓦(wǎ)斯抽采(cǎi)時，單個(gè)鑽孔的(de)流量在(zai)0.01~0.5m³/min之間。由(you)于流量(liang)小🔱，能直(zhí)接測量(liang)的流量(liàng)傳感器(qì)較少。旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)🈲能實現(xian)并🐕下測(ce)🤞量，礦根(gēn)據現場(chang)實際情(qing)況選擇(zé)适用于(yú)低流速(su)、低流量(liang)的旋進(jin)漩渦流(liú)量計進(jin)行了單(dān)孔流量(liàng)、溫度、壓(ya)力💋及濃(nong)度的在(zai)線考查(chá)。圖3爲監(jiān)控🧑🏾‍🤝‍🧑🏼頁面(miàn)顯示的(de)旋進漩(xuan)渦單孔(kong)流量計(ji)的數值(zhi)。由圖可(ke)知，該型(xíng)号旋進(jìn)漩渦流(liu)量計最(zuì)低可測(cè)量混合(he)流量爲(wèi)0.01m³/min,測量精(jing)度高。圖(tú)4爲旋進(jin)漩渦型(xíng)流🙇🏻量計(jì)捕捉到(dào)的⚽流量(liàng)變化曲(qǔ)線，實時(shí)🌈監測流(liú)量變化(hua)，由圖4可(ke)看出選(xuǎn)🔴進漩渦(wo)流選進(jìn)量計對(dui)流量變(biàn)化的靈(líng)敏度較(jiào)高。
　　測量(liàng)單孔流(liu)量過程(cheng)中，由于(yu)旋進漩(xuan)渦型流(liu)量計體(ti)積小，重(zhòng)量輕，可(ke)任意角(jiao)度安裝(zhuang)，給單孔(kong)計量帶(dài)來了很(hěn)大的方(fāng)便，并⛹🏻‍♀️且(qiě)其考察(chá)♋的單孔(kǒng)流量曲(qǔ)線變化(huà)靈敏，爲(wèi)通風地(di)測部門(men)提供了(le)有效的(de)數據支(zhi)持。
 
3.2測量(liàng)正确率(lǜ)及穩定(dìng)性驗證(zheng)
　　爲驗證(zheng)旋進漩(xuán)渦流量(liang)計測量(liàng)的正确(que)率和穩(wěn)定性，将(jiāng)其測得(de)的🏃‍♂️數據(jù)與相同(tong)環境下(xia)孔闆流(liu)量計測(ce)得的數(shu)據進行(hang)對比分(fèn)🍉析，通過(guo)計算兩(liang)種流量(liàng)計測得(de)🔴數據的(de)🔴平均數(shu)和方差(chà)💃🏻來驗證(zhèng)其正确(que)率和穩(wěn)定性。分(fen)析安裝(zhuāng)在同-管(guan)路♊上，相(xiàng)距10m的旋(xuan)進漩渦(wō)流量計(ji)和孔闆(pǎn)流量計(jì)現場檢(jian)測數據(jù)，表1和表(biǎo)2分别爲(wei)中央變(bian)電所回(huí)風聯💃巷(xiang)鑽場左(zuǒ)抽采管(guǎn)🌐路數據(jù)和西-11煤(méi)回風下(xià)山鑽場(chǎng)抽采管(guǎn)道數據(ju)⛷️，爲排除(chu)人員的(de)慣性思(sī)維安排(pái)不同人(ren)員采集(ji)數據。
 
表(biao)中:K一孔(kong)闆流量(liàng)計的系(xi)數
△H一壓(yā)差，mmH20
P一壓(ya)力，MPa
T一溫(wēn)度,C
X1一人(rén)工測得(de)的高濃(nóng)瓦斯濃(nóng)度
X2一管(guǎn)道高濃(nóng)瓦斯傳(chuan)感器測(cè)得的瓦(wa)斯濃度(dù)
　　孔闆Q混(hun)一利用(yong)淮南礦(kuàng)業集團(tuan)管道混(hùn)合流量(liàng)統一公(gōng)式計算(suan)得🔞出的(de)結果
CX旋(xuan)進Q混一(yī)旋進漩(xuán)渦流量(liàng)計測得(de)的數據(ju)
　　通過計(ji)算上述(shù)兩種流(liu)量計測(ce)量數據(ju)的平均(jun)數和💛方(fang)差，來确(què)定💋流量(liàng)計穩定(dìng)性，方差(chà)越小，表(biǎo)明測量(liang)穩定性(xìng)越高💋。
以(yi)第一組(zǔ)數據爲(wèi)例進行(hang)計算，應(ying)用簡易(yì)公式計(ji)算
 
　　CX-200旋進(jin)漩渦流(liú)量計測(ce)得的數(shù)據爲3.35,可(kě)知2.85<3.35<3.45。
　　旋進(jìn)漩渦流(liu)量計所(suǒ)測得的(de)Q混值介(jiè)于簡易(yì)公式計(jì)算✍️結果(guo)統--公式(shi)計算的(de)結果之(zhī)間，數據(jù)可靠，具(jù)有一定(dìng)的🔞正确(què)🐆率。
孔闆(pǎn)Q混的平(ping)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(de)平均數(shù)
X=(3.35+7.67+1.06+7.44+2.28+2.12+2.37+2.89)/8=3.40
　　剔除個(ge)别樣本(běn)的随機(jī)噪聲千(qian)擾，旋進(jìn)漩渦流(liú)量計所(suo)測🍓得的(de)Q混的平(píng)均數與(yu)孔闆流(liú)量計測(cè)得數據(jù)相近。
孔(kong)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(xuán)進Q元的(de)方差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在(zài)讨論方(fāng)差的過(guo)程中，近(jìn)似認爲(wei)二者平(ping)均數一(yi)緻🔅，孔闆(pǎn)Q混🏃🏻‍♂️的方(fang)差4.51小于(yú)CX旋進Q混(hùn)的方差(cha)5.53,故孔闆(pan)流量計(jì)測量數(shu)據的穩(wen)定性🔴略(lue)優于旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(jì)。
 
孔闆Qm的(de)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(hùn)的平均(jun)數
X=(17.57+12.15+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此(ci)可以看(kàn)出，剔除(chu)個别樣(yàng)本的随(suí)機噪聲(sheng)幹擾，旋(xuan)進💁漩🔆渦(wō)流量計(ji)所測數(shu)據的平(píng)均值接(jiē)近孔闆(pǎn)流量計(ji)所測數(shu)據的平(píng)均值。
孔(kǒng)闆Q混的(de)方差S²=19.50
CX旋(xuan)進Q混的(de)方差S2=21.61
　　孔(kong)闆Q混的(de)方差19.50小(xiao)于CX旋進(jìn)Q混的方(fāng)差21.61。孔闆(pǎn)流量計(ji)的測量(liàng)💚數㊙️據的(de)穩定性(xìng)略優于(yu)旋進漩(xuan)渦流量(liang)計。
　　由于(yú)孔闆流(liú)量計是(shi)目前瓦(wa)斯抽采(cǎi)系統中(zhōng)應用流(liú)量計，而(er)旋進漩(xuan)渦流量(liàng)計穩定(ding)性略遜(xun)于孔闆(pǎn)流量計(jì)，方差結(jié)果的差(chà)别不大(dà)，說明旋(xuán)進漩渦(wō)的數據(jù)穩定性(xìng)良好。孔(kong)闆流量(liàng)計對微(wēi)小的變(biàn)化不靈(líng)敏，而旋(xuán)進漩渦(wō)流量計(jì)正确到(dao)0.01m³/min,并通過(guò)流量數(shù)據曲線(xian)實時❄️監(jiān)測流量(liang)變化，對(duì)流量變(bian)化的靈(líng)敏度🔞高(gao)。
5結論
　　瓦(wa)斯抽采(cai)自動計(jì)量系統(tong)中，對計(ji)量裝置(zhi)适應性(xing)，可靠性(xìng)📱，測量結(jie)果的穩(wěn)定性和(hé)正确率(lü)要求非(fēi)常高，旋(xuan)進漩💁渦(wō)流♈量計(ji)結構簡(jian)單，安裝(zhuāng)方便，适(shì)應性強(qiang)，性能可(ke)靠，可移(yi)植性強(qiang)，運行結(jie)果及在(zài)實際應(yīng)用中表(biao)明，旋進(jìn)漩渦流(liu)量計測(ce)量結果(guo)正🔱确，可(ke)以任意(yi)角度安(ān)♻️裝，解決(jue)了因♌儀(yí)器安設(she)不水平(píng)帶來的(de)數據誤(wù)差。可☂️以(yi)爲瓦斯(sī)抽采提(ti)供正确(que)的數🌈據(jù)支持，具(jù)有一定(ding)的理論(lùn)價值和(he)推廣✨意(yì)義。

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