摘要(yao):瓦斯抽采計(ji)量是瓦斯抽(chou)采管理中的(de)一環，計量⭐裝(zhuāng)置的選擇是(shì)瓦斯抽采計(jì)量的關鍵。旋(xuan)進漩渦流量(liang)計 是一種自(zì)動計量型氣(qi)體流量計，其(qi)結構簡單、安(an)裝方便，井下(xià)适應性強，通(tōng)過對瓦斯抽(chou)采現場使用(yong)情況的考證(zheng)，明确其具有(you)一定的正确(que)率和可靠性(xing)，爲瓦斯抽采(cǎi)自動計量提(ti)❗供可靠的數(shù)據☎️支持，具有(yǒu)一定的應用(yong)推廣意義。
1引(yin)言
　　伴随着鑽(zuan)孔和抽采技(ji)術的不斷進(jin)步，對自動計(ji)量🏃🏻‍♂️系統正确(què)㊙️率和實用性(xing)的要求越來(lái)越高。常規的(de)孔闆流量計(ji) 已經不能滿(mǎn)足實時性和(hé)複雜計算的(de)要求，在抽采(cǎi)管路上安裝(zhuang)自動計量裝(zhuang)置，利用監控(kòng)系統實時傳(chuán)輸管道瓦斯(si)濃度、壓力、溫(wen)度、流量等數(shù)據是較好的(de)選擇，能爲瓦(wa)斯抽采提供(gòng)數據支持。因(yīn)此測量的正(zheng)🚶确率，安裝方(fang)便性、安全可(ke)靠性，對井下(xia)環境的适應(yīng)性是選取計(ji)量裝置的關(guān)鍵。
2工作原理(li)及特點
2.1工作(zuo)原理
　　旋進漩(xuán)渦流量計主(zhu)要由起旋器(qi)、文丘裏管、消(xiao)旋器和檢測(ce)元💛件組成。其(qi)結構原理如(ru)圖1所示，外形(xíng)如圖2所示☁️，當(dāng)流體流進旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計後，在起旋(xuan)器的作用下(xia)，被強制圍繞(rào)中心線旋轉(zhuǎn)，産生漩渦流(liu)，漩渦流在文(wén)丘利管中旋(xuan)⛱️進，到達收縮(suo)段突然節流(liú)後，使漩渦流(liu)加速，當通過(guo)擴散段時，漩(xuán)渦中心沿一(yi)錐形🙇‍♀️旋線進(jin)動。此時，由兩(liǎng)個壓電傳感(gan)器檢測到的(de)📞進動頻率信(xin)号經前置電(dian)路放大，濾波(bō),整形後轉換(huan)爲兩路㊙️與流(liú)速正比的脈(mo)沖信号，經積(jī)算儀中☎️處理(li)電路進行相(xiàng)應的比較和(hé)判斷，并剔除(chu)外來幹擾信(xìn)号後，正常的(de)流量信号與(yu)溫度💜，壓力傳(chuan)感器檢測到(dao)的信号-起送(song)人智能流量(liang)積算🈲儀進行(hang)運算處理，并(bìng)把流🆚體的體(tǐ)積流量和總(zong)量直接顯🈲示(shì)于LCD屏上。
 
2.2主(zhǔ)要特點
　　旋進(jìn)漩渦流量計(jì)爲速度型流(liu)量傳感器，對(duì)環境條🚶‍♀️件要(yao)求少、結💰構簡(jian)單、安裝方便(bian)，出廠前各種(zhong)參數經嚴格(ge)校正标定，無(wú)需用戶現場(chang)設置，确保其(qí)在現場使用(yòng)中的穩定性(xing)，可完☔全替代(dài)孔闆流量計(ji)。其主要特點(diǎn)如下✂️:
 
　　能自動(dòng)、正确地檢測(ce)介質的溫度(du)、壓力、流量與(yu)濃度🛀🏻，并對流(liu)量進行自動(dòng)補償和壓縮(suo)因子自動修(xiu)正，可直接👉檢(jian)測氣體💘的标(biāo)準體積流量(liang)，精度可達士(shì)1%;采用高性能(néng)微處理🍓器，軟(ruǎn)件功能強大(dà)，性能優越;采(cǎi)用微功耗高(gāo)新技術，憑内(nèi)、外電源均可(kě)工作;無機械(xie)可動⛹🏻‍♀️部件，耐(nài)腐蝕☂️性強，可(ke)靠性✨高，穩定(dìng)性好，維修量(liàng)少;量程比寬(kuan)，可達1:15以上，國(guo)外一些産品(pin)的量程比可(kě)達1:25;
3旋進漩渦(wō)流量計在瓦(wa)斯單孔測量(liàng)中的應用
3.1應(ying)用實例
　　煤礦(kuang)瓦斯抽采時(shí)，單個鑽孔的(de)流量在0.01~0.5m³/min之間(jian)。由于流量小(xiao)🔴，能直接測量(liàng)的流量傳感(gǎn)器較少。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)💃🏻能實現并下(xià)測量，礦🈲根據(jù)現場實際情(qíng)況選擇适用(yong)于低流速、低(dī)流量的旋進(jìn)漩渦流量計(jì)進行了💰單孔(kǒng)流量、溫度、壓(ya)力及濃度的(de)在線考查。圖(tú)3爲監控頁面(miàn)顯示的✊旋進(jin)漩渦單孔流(liu)量計的數值(zhi)。由圖可知，該(gāi)型号旋進🌈漩(xuán)渦流量計最(zuì)低可測量混(hun)合流量爲0.01m³/min,測(cè)量精度高。圖(tu)🐅4爲旋進漩渦(wo)型流量計捕(bu)捉到的流量(liàng)變化曲線，實(shi)時👈監測流量(liang)變化，由圖4可(ke)看出選進漩(xuan)渦流🐕選進量(liang)計對流量變(bian)化的靈敏度(du)較高。
　　測量單(dān)孔流量過程(cheng)中，由于旋進(jin)漩渦型流量(liàng)計體積小，重(zhòng)量輕，可任意(yì)角度安裝，給(gěi)單孔計量帶(dai)來了💛很大的(de)方便，并且其(qí)考察☔的單孔(kong)流量曲線變(biàn)化靈敏，爲通(tong)😍風地測部門(men)提供了有效(xiao)的數據支持(chi)。
 
3.2測量正确率(lü)及穩定性驗(yàn)證
　　爲驗證旋(xuán)進漩渦流量(liàng)計測量的正(zhèng)确率和穩定(dìng)性🍉，将其‼️測得(de)的數據與相(xiàng)同環境下孔(kong)闆流量計測(ce)得的數🍉據進(jin)行對比分析(xī)，通過計算兩(liǎng)種流量計測(ce)得數據的🎯平(píng)均數和方差(chà)來驗證其正(zhèng)确率和穩定(dìng)性。分析安裝(zhuang)在同-管路上(shàng)，相距10m的✂️旋進(jin)漩渦流量計(jì)和孔闆流量(liàng)計現場檢測(ce)數據，表1和表(biao)2分别爲中央(yang)變電所回風(feng)聯巷鑽場左(zuǒ)抽采管路數(shu)據和西-11煤回(hui)風下山鑽場(chang)☔抽采管道數(shù)據，爲排除人(ren)♊員的慣性思(sī)維安排不同(tong)人員采集數(shù)據。
 
表中:K一孔(kong)闆流量計的(de)系數
△H一壓差(chà)，mmH20
P一壓力，MPa
T一溫(wen)度,C
X1一人工測(cè)得的高濃瓦(wǎ)斯濃度
X2一管(guǎn)道高濃瓦斯(si)傳感器測得(dé)的瓦斯濃度(du)
　　孔闆Q混一利(li)用淮南礦業(yè)集團管道混(hùn)合流量統一(yi)公式計算得(de)出的結果
CX旋(xuán)進Q混一旋進(jìn)漩渦流量計(ji)測得的數據(jù)
　　通過計算上(shàng)述兩種流量(liang)計測量數據(ju)的平均數和(hé)方差，來确定(dìng)流量計穩定(ding)性，方差越小(xiǎo)，表明測量穩(wěn)定性越高。
以(yi)第一組數據(jù)爲例進行計(jì)算，應用簡易(yì)公式計算
 
　　CX-200旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計測得的數(shu)據爲3.35,可知2.85<3.35<3.45。
　　旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計所測得的(de)Q混值介于簡(jiǎn)易公式計算(suan)💋結果統--公式(shì)計算的結果(guo)之間，數據可(ke)靠，具有一定(dìng)的✂️正确率。
孔(kǒng)闆Q混的平均(jun1)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
　　剔除(chu)個别樣本的(de)随機噪聲千(qiān)擾，旋進漩渦(wo)流量計所😘測(cè)得的Q混的平(píng)均數與孔闆(pan)流量計測得(dé)數據相近。
孔(kǒng)闆Q混的方差(cha)
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X,-X)3+....+(Xn-X)²]/n=4.51
CX旋進Q元的方(fang)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在讨論方(fāng)差的過程中(zhōng)，近似認爲二(èr)者平均數一(yi)緻，孔闆Q混的(de)方差4.51小于CX旋(xuan)進Q混的方差(cha)5.53,故孔闆流量(liang)計測量🔱數據(jù)的穩定性略(lue)優于旋進漩(xuan)渦流量計。
 
孔(kǒng)闆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混的平(ping)均數
X=(17.57+12.15+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此可(ke)以看出，剔除(chú)個别樣本的(de)随機噪聲幹(gàn)擾，旋進🌂漩渦(wō)流量🤩計所測(ce)數據的平均(jun1)值接近孔闆(pǎn)流量計所測(cè)數據的平均(jun1)值。
孔闆Q混的(de)方差S²=19.50
CX旋進Q混(hun)的方差S2=21.61
　　孔闆(pan)Q混的方差19.50小(xiǎo)于CX旋進Q混的(de)方差21.61。孔闆流(liu)量計的⭕測量(liang)數據☔的穩定(dìng)性略優于旋(xuán)進漩渦流量(liang)計。
　　由于孔闆(pan)流量計是目(mù)前瓦斯抽采(cǎi)系統中應用(yong)流量計，而旋(xuan)進漩渦流量(liang)計穩定性略(lue)遜于孔闆流(liu)量計，方差結(jie)果的差别不(bu)大🐅，說明旋進(jin)漩渦的數據(ju)穩定性良🧑🏾‍🤝‍🧑🏼好(hǎo)。孔闆流量計(jì)對微小的變(biàn)化🏃‍♂️不靈敏，而(ér)旋進漩渦流(liú)量計正确到(dao)0.01m³/min,并通過流量(liàng)數據曲線實(shi)時監測流量(liang)變化，對流量(liang)變🐆化的靈敏(mǐn)度高。
5結論
　　瓦(wǎ)斯抽采自動(dòng)計量系統中(zhong)，對計量裝置(zhì)适應性，可靠(kào)性，測量結果(guǒ)的穩定性和(he)正确率要求(qiu)非常高，旋進(jìn)漩渦流量計(ji)結構簡單😍，安(ān)裝方便，适應(ying)性強，性能可(ke)靠，可移植性(xìng)強，運行結果(guǒ)及在實際應(yīng)用中表明，旋(xuán)進漩渦㊙️流量(liàng)計測量結果(guǒ)正确，可以任(rèn)意角度安裝(zhuāng)，解決了因儀(yi)器安設不👉水(shui)平帶來的數(shù)據誤差。可🙇🏻以(yi)爲瓦斯抽采(cǎi)提供正确的(de)數據支持，具(ju)有一💛定的理(li)論價值和推(tui)廣意義。

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