摘要(yào):瓦斯抽采計(ji)量是瓦斯抽(chou)采管理中的(de)一環，計量💋裝(zhuang)置的選擇是(shì)瓦斯抽采計(ji)量的關鍵。旋(xuán)進漩渦流量(liang)計 是一種自(zì)動計量型氣(qì)體流量計，其(qi)結構簡單、安(an)裝🔞方🧑🏾‍🤝‍🧑🏼便，井下(xia)适🌍應性強，通(tōng)過對瓦斯抽(chōu)采現場使用(yòng)情🤟況的考證(zhèng)，明确其具🔆有(yǒu)一定的正确(què)率和可靠性(xìng)，爲瓦斯抽采(cai)自動計量提(tí)供可靠的數(shu)據支持，具有(you)一定的應用(yòng)💛推廣意義。
1引(yin)言
　　伴随着鑽(zuàn)孔和抽采技(jì)術的不斷進(jin)步，對自動計(jì)量系⭕統正确(què)㊙️率和實用性(xing)的要求越來(lai)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(cai)管⛱️路上🌍安裝(zhuang)❓自動計量裝(zhuang)置，利用監控(kong)系統實時傳(chuán)😍輸管💚道瓦斯(si)濃度、壓力、溫(wēn)度、流量等數(shu)據是較好的(de)選擇，能爲瓦(wǎ)斯抽采提供(gong)數據支持。因(yīn)✊此測量的正(zheng)确率，安裝方(fāng)便性、安全可(kě)靠性，對井下(xia)環🐪境的适應(ying)性是選取計(ji)✔️量裝置的關(guān)鍵。
2工作原理(lǐ)及特點
2.1工作(zuò)原理
　　旋進漩(xuan)渦流量計主(zhu)要由起旋器(qì)、文丘裏管、消(xiāo)旋器和檢測(cè)元件✌️組成。其(qí)結構原理如(rú)圖1所示，外形(xing)如圖🔴2所示，當(dāng)流體流進旋(xuán)進漩渦流量(liang)計後，在起旋(xuán)器的作用下(xia)，被強制🚶圍繞(rào)中㊙️心線旋轉(zhuan)，産生漩渦流(liu)，漩渦流在文(wen)丘利管中旋(xuan)進，到達收縮(suō)段突然節流(liú)後，使漩渦流(liú)加速，當通過(guò)擴散段時，漩(xuán)渦中心沿一(yī)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(xìn)号經前置💯電(diàn)路放大，濾波(bō),整形後轉換(huàn)爲兩路與流(liú)速正比的脈(mò)📧沖信号，經積(jī)算儀中處理(lǐ)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(háng)運算處理，并(bìng)把流♉體的體(ti)積流量和總(zǒng)量直接顯示(shi)于LCD屏上。
 
2.2主(zhǔ)要特點
　　旋進(jin)漩渦流量計(jì)爲速度型流(liú)量傳感器，對(dui)環境條件要(yào)求少、結構簡(jiǎn)單、安裝方便(biàn)，出廠前各種(zhong)參數經嚴格(gé)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(xìng)，可完全替代(dài)孔闆流量計(jì)。其主要👈特點(diǎn)如下:
 
　　能自動(dong)、正确地檢測(ce)介質的溫度(dù)、壓力、流量與(yǔ)濃度☂️，并對流(liú)量進行自動(dòng)補償和壓縮(suō)因子自動修(xiū)正，可直接檢(jian)測氣體的标(biao)♌準體🔴積流量(liàng)，精度可達士(shi)1%;采用🙇🏻高性能(neng)🌏微處理器，軟(ruǎn)件🌈功能強🧑🏾‍🤝‍🧑🏼大(da)，性能🆚優越;采(cǎi)用微功耗高(gao)新技術，憑内(nei)、外電源均可(kě)工作;無機械(xiè)可動部件，耐(nai)腐蝕性強，可(kě)靠性高，穩定(dìng)性好，維修量(liang)少;量程比寬(kuān)，可達1:15以上，國(guo)外一些産品(pǐn)的量程比可(kě)達1:25;
3旋進漩渦(wo)流量計在瓦(wǎ)斯單孔測量(liang)中的應用
3.1應(yīng)用實例
　　煤礦(kuàng)瓦斯抽采時(shí)，單個鑽孔的(de)流量在0.01~0.5m³/min之間(jiān)。由于流量✏️小(xiao)，能直接測量(liàng)的流量傳感(gǎn)器較少。旋進(jin)漩渦流量計(jì)能實現并下(xia)測量，礦🔴根據(ju)現場實際情(qing)況選擇适用(yong)于🌏低流速、低(dī)流量的旋進(jìn)漩渦流🍉量計(ji)進行了單孔(kong)流量、溫度、壓(yā)力及濃度的(de)🐉在線考查。圖(tu)3爲監控頁面(miàn)顯示的旋進(jìn)漩渦單孔流(liu)量計的🐪數值(zhí)。由圖可知，該(gāi)型号旋進漩(xuán)渦流量計最(zui)低可測量混(hùn)合流量爲0.01m³/min,測(cè)量精度高。圖(tú)4爲旋進漩渦(wō)型流量計捕(bǔ)捉到的💞流量(liang)變化曲線，實(shi)時監測流量(liang)變化，由圖🔅4可(kě)看出選進漩(xuan)渦流選進量(liàng)計對流量變(biàn)化的靈敏度(dù)較高。
　　測量單(dan)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(yi)角度安裝，給(gei)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(bian)化靈敏，爲通(tong)風地測部門(mén)提供了有效(xiào)的數據支持(chí)。
 
3.2測量正确率(lǜ)及穩定性驗(yan)證
　　爲驗證旋(xuán)進漩渦流量(liang)計測量的正(zheng)确率和穩定(dìng)性，将其🤞測得(dé)的💁數據與相(xiàng)同環境下孔(kǒng)闆流量計測(cè)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(ping)均數🔴和方差(cha)來驗證其正(zheng)确率和穩定(ding)性。分析安裝(zhuāng)❤️在同-管路上(shang)，相距10m的旋進(jin)漩渦流量計(ji)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(shù)據和西-11煤回(hui)風下山鑽場(chang)抽采管道數(shu)據，爲排除人(rén)㊙️員的慣性思(sī)維安排不同(tóng)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(lì)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(xuan)進Q混一旋進(jin)漩渦流量計(jì)測得的數據(ju)
　　通過計算上(shang)述兩種流量(liàng)計測量數據(ju)的平均數和(he)方差🛀，來确定(ding)流量計穩定(ding)性，方差越小(xiǎo)，表明測量穩(wěn)定性越高。
以(yǐ)第一組數據(ju)爲例進行計(jì)算，應用簡易(yì)公式計算
 
　　CX-200旋(xuán)進漩渦流量(liàng)計測得的數(shù)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(guǒ)之間，數據可(kě)靠，具有一定(dìng)的正确率。
孔(kong)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(chú)個别樣本的(de)随機噪聲千(qiān)擾，旋進漩渦(wō)流量計所💔測(ce)得的Q混的平(píng)均數與孔闆(pǎn)流量計測得(de)數據相㊙️近。
孔(kong)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(fāng)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在讨論方(fang)差的過程中(zhōng)，近似認爲二(er)者平均數一(yi)緻，孔🌍闆Q混的(de)方差4.51小于CX旋(xuán)進Q混的方差(chà)5.53,故孔闆流量(liang)計測量數據(jù)的穩定性略(luè)優于旋進漩(xuán)渦流量計。
 
孔(kǒng)闆Qm的平均數(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混的平(píng)均數
X=(17.57+12.17+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此可(ke)以看出，剔除(chu)個别樣本的(de)随機噪聲幹(gan)擾，旋進🈚漩渦(wo)流量計所測(cè)數據的平均(jun1)值接近孔闆(pǎn)流量計所測(cè)數據的平均(jun)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻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(pǎn)Q混的方差19.50小(xiao)于CX旋進Q混的(de)方差21.61。孔闆流(liú)量計的測量(liang)數據的穩定(ding)性略優于旋(xuan)進漩渦流量(liang)計。
　　由于孔闆(pan)流量計是目(mu)前瓦斯抽采(cǎi)系統中應用(yong)流量計☁️，而🚶‍♀️旋(xuan)進⛱️漩渦流量(liàng)計穩定性略(lue)遜于孔闆流(liu)量🛀🏻計，方差結(jié)果的差别💘不(bú)大，說明旋進(jin)漩渦的數據(ju)穩定性良好(hǎo)。孔闆流量計(ji)對微小的變(biàn)化不靈敏，而(ér)旋進漩渦流(liu)🔴量計正确到(dao)0.01m³/min,并通過💁流量(liàng)數據曲線實(shí)時😄監測流量(liàng)變化，對流量(liàng)變化的靈敏(min)度高。
5結論
　　瓦(wa)斯抽采自動(dòng)計量系統中(zhōng)，對計量裝置(zhì)适應性，可靠(kao)性，測量結果(guǒ)的穩定性和(he)正确率要求(qiú)非常高，旋進(jin)漩渦流✌️量計(jì)結構簡單，安(ān)裝方便，适應(ying)性強，性能可(kě)靠，可移植性(xìng)強，運行🏃🏻‍♂️結果(guo)及在實際應(yīng)用中表明，旋(xuán)進漩渦流量(liang)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(shuǐ)平帶來的☂️數(shù)據誤差。可☁️以(yǐ)爲瓦斯抽采(cai)提供正确的(de)數據支持，具(jù)有一定的理(li)論價值和推(tuī)廣意義。

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