摘(zhai)要:瓦(wa)斯抽(chou)采計(ji)量是(shi)瓦斯(si)抽采(cai)管理(li)中的(de)一環(huan)，計量(liang)裝置(zhi)的選(xuan)♈擇是(shi)瓦斯(si)抽采(cai)計量(liang)的關(guan)鍵。旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji) 是一(yi)種自(zi)動計(ji)量型(xing)氣體(ti)流量(liang)計，其(qi)結構(gou)簡單(dan)、安裝(zhuang)方便(bian)㊙️，井下(xia)适應(ying)性強(qiang)，通過(guo)對瓦(wa)斯抽(chou)采現(xian)場使(shi)用情(qing)況的(de)考證(zheng)，明确(que)其具(ju)✊有一(yi)定的(de)正确(que)率和(he)可靠(kao)性，爲(wei)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼瓦斯(si)抽采(cai)自動(dong)計量(liang)提供(gong)可靠(kao)的數(shu)據🐉支(zhi)持，具(ju)有一(yi)😘定的(de)應用(yong)推廣(guang)意義(yi)。
1引言(yan)
　　伴随(sui)着鑽(zuan)孔和(he)抽采(cai)技術(shu)的不(bu)斷進(jin)步，對(dui)自動(dong)計量(liang)系統(tong)正‼️确(que)率❤️和(he)實用(yong)性的(de)要求(qiu)越來(lai)越高(gao)。常規(gui)的孔(kong)闆流(liu)量計(ji) 已經(jing)不能(neng)滿足(zu)實時(shi)性和(he)複雜(za)計算(suan)的要(yao)求，在(zai)抽采(cai)管路(lu)上安(an)裝🥰自(zi)動計(ji)量裝(zhuang)置，利(li)用監(jian)控系(xi)統實(shi)時傳(chuan)輸管(guan)道瓦(wa)斯濃(nong)度、壓(ya)㊙️力、溫(wen)🈲度、流(liu)量等(deng)數據(ju)是較(jiao)好的(de)選擇(ze)，能爲(wei)瓦斯(si)抽采(cai)提供(gong)數據(ju)支持(chi)。因此(ci)測量(liang)的正(zheng)确率(lü)，安裝(zhuang)方便(bian)性、安(an)全可(ke)靠性(xing)，對井(jing)下環(huan)境的(de)适應(ying)性是(shi)選取(qu)計量(liang)裝置(zhi)的關(guan)鍵。
2工(gong)作原(yuan)理及(ji)特點(dian)
2.1工作(zuo)原理(li)
　　旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計主(zhu)要由(you)起旋(xuan)器、文(wen)丘裏(li)管、消(xiao)旋器(qi)和檢(jian)測元(yuan)件組(zu)成。其(qi)結構(gou)原理(li)如圖(tu)1所示(shi)，外形(xing)如圖(tu)2所示(shi)，當流(liu)體流(liu)進旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)後，在(zai)起旋(xuan)器的(de)作用(yong)下，被(bei)強制(zhi)圍繞(rao)中心(xin)線旋(xuan)轉，産(chan)生🌏漩(xuan)渦流(liu)，漩渦(wo)🌈流在(zai)文丘(qiu)利管(guan)中旋(xuan)進，到(dao)達收(shou)縮段(duan)突然(ran)節流(liu)後，使(shi)漩渦(wo)流加(jia)速👌，當(dang)通過(guo)擴散(san)👨‍❤️‍👨段時(shi)，漩渦(wo)中🛀🏻心(xin)沿一(yi)錐形(xing)🤞旋線(xian)進動(dong)。此時(shi)，由兩(liang)個壓(ya)電傳(chuan)感器(qi)檢測(ce)到的(de)進動(dong)頻率(lü)信号(hao)經前(qian)置電(dian)路放(fang)大，濾(lü)波,整(zheng)形後(hou)轉換(huan)爲兩(liang)路與(yu)流速(su)正比(bi)的脈(mo)⛷️沖信(xin)号，經(jing)積算(suan)儀中(zhong)🏃‍♀️處理(li)電路(lu)進行(hang)相應(ying)的比(bi)較和(he)判斷(duan)，并剔(ti)除外(wai)來幹(gan)擾信(xin)号後(hou)，正常(chang)的流(liu)量信(xin)号👣與(yu)溫度(du)，壓力(li)傳感(gan)器檢(jian)測到(dao)的信(xin)号-起(qi)送人(ren)智能(neng)流量(liang)積算(suan)儀進(jin)行運(yun)算處(chu)理，并(bing)把流(liu)😘體的(de)體積(ji)流量(liang)和總(zong)量直(zhi)接顯(xian)示于(yu)LCD屏上(shang)。
 
2.2主(zhu)要特(te)點
　　旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)爲速(su)度型(xing)流量(liang)傳感(gan)器，對(dui)環境(jing)條件(jian)要求(qiu)少🈲、結(jie)🌈構簡(jian)單、安(an)裝方(fang)便，出(chu)廠前(qian)各種(zhong)參數(shu)經🌈嚴(yan)格校(xiao)正标(biao)定，無(wu)需用(yong)戶現(xian)場設(she)置，确(que)保其(qi)在現(xian)場使(shi)用中(zhong)的穩(wen)定性(xing)，可完(wan)㊙️全替(ti)代♍孔(kong)闆流(liu)量計(ji)。其主(zhu)要😘特(te)點如(ru)下:
 
　　能(neng)自動(dong)、正确(que)地檢(jian)測介(jie)質的(de)溫度(du)、壓力(li)、流量(liang)與濃(nong)度，并(bing)對流(liu)量進(jin)🔞行自(zi)動補(bu)償和(he)壓縮(suo)因子(zi)自動(dong)修正(zheng)，可⭐直(zhi)接檢(jian)測🎯氣(qi)體的(de)标準(zhun)體積(ji)流量(liang)，精度(du)可達(da)士1%;采(cai)用高(gao)性能(neng)👨‍❤️‍👨微處(chu)理器(qi)，軟件(jian)功能(neng)強大(da)，性能(neng)⚽優越(yue);采用(yong)微功(gong)耗高(gao)新技(ji)術，憑(ping)内、外(wai)電源(yuan)均可(ke)工作(zuo);無機(ji)械可(ke)動部(bu)件，耐(nai)腐蝕(shi)🏒性強(qiang)，可靠(kao)性高(gao)，穩定(ding)性好(hao)，維修(xiu)量少(shao);量程(cheng)比寬(kuan)，可達(da)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼1:15以上(shang)，國外(wai)一些(xie)産品(pin)的量(liang)程比(bi)可達(da)1:25;
3旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計在(zai)瓦斯(si)單孔(kong)測量(liang)中的(de)應用(yong)
3.1應用(yong)實例(li)
　　煤礦(kuang)瓦斯(si)抽采(cai)時，單(dan)個鑽(zuan)孔的(de)流量(liang)在0.01~0.5m³/min之(zhi)間。由(you)于流(liu)量小(xiao)，能直(zhi)接測(ce)量的(de)流量(liang)傳感(gan)器較(jiao)少。旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)😍量計(ji)能實(shi)現并(bing)下測(ce)量，礦(kuang)根據(ju)現場(chang)實際(ji)情況(kuang)選擇(ze)适用(yong)于低(di)流速(su)、低流(liu)量的(de)旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計進(jin)行了(le)單孔(kong)流量(liang)、溫度(du)、壓力(li)及濃(nong)度的(de)在線(xian)考查(cha)。圖3爲(wei)監控(kong)🔞頁面(mian)顯示(shi)的旋(xuan)進漩(xuan)渦單(dan)🌏孔流(liu)量計(ji)的⭕數(shu)值。由(you)圖可(ke)知，該(gai)型号(hao)旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計最(zui)低可(ke)測量(liang)混合(he)流量(liang)爲0.01m³/min,測(ce)量精(jing)度高(gao)。圖4爲(wei)旋進(jin)漩渦(wo)型流(liu)量計(ji)捕捉(zhuo)到的(de)流量(liang)變化(hua)曲線(xian)，實時(shi)㊙️監測(ce)流量(liang)變化(hua)，由圖(tu)4可看(kan)出選(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)選進(jin)量計(ji)對流(liu)量變(bian)化的(de)靈敏(min)度較(jiao)高。
　　測(ce)量單(dan)孔流(liu)量過(guo)程中(zhong)，由于(yu)旋進(jin)漩渦(wo)型流(liu)量計(ji)體積(ji)小📐，重(zhong)量輕(qing)，可任(ren)意角(jiao)度安(an)裝，給(gei)單孔(kong)計量(liang)帶來(lai)了☁️很(hen)大的(de)方📐便(bian)，并且(qie)其考(kao)察的(de)單孔(kong)流量(liang)曲線(xian)變化(hua)靈敏(min)，爲通(tong)風地(di)測部(bu)門提(ti)供了(le)有💰效(xiao)的數(shu)據支(zhi)持。
 
3.2測(ce)量正(zheng)确率(lü)及穩(wen)定性(xing)驗證(zheng)
　　爲驗(yan)證旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)測量(liang)的正(zheng)确率(lü)和穩(wen)定性(xing)，将㊙️其(qi)測得(de)的☁️數(shu)據與(yu)相同(tong)環境(jing)下孔(kong)闆流(liu)量計(ji)測得(de)的數(shu)據進(jin)🐕行對(dui)比分(fen)😄析，通(tong)過計(ji)算兩(liang)種流(liu)量計(ji)測得(de)🥰數據(ju)的平(ping)均數(shu)和方(fang)差來(lai)驗證(zheng)其正(zheng)确率(lü)和穩(wen)定性(xing)。分析(xi)安裝(zhuang)在同(tong)-管路(lu)上，相(xiang)距10m的(de)旋進(jin)漩渦(wo)☂️流量(liang)計和(he)孔闆(pan)流量(liang)計現(xian)場檢(jian)測數(shu)據，表(biao)1和表(biao)2分别(bie)爲中(zhong)央變(bian)電所(suo)回風(feng)聯巷(xiang)鑽場(chang)左抽(chou)采管(guan)路數(shu)據和(he)西-11煤(mei)回風(feng)下山(shan)鑽場(chang)抽采(cai)管👣道(dao)數據(ju)，爲排(pai)除人(ren)員的(de)慣性(xing)思維(wei)安排(pai)不同(tong)人員(yuan)采集(ji)數據(ju)。
 
表中(zhong):K一孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的系(xi)數
△H一(yi)壓差(cha)，mmH20
P一壓(ya)力，MPa
T一(yi)溫度(du),C
X1一人(ren)工測(ce)得的(de)高濃(nong)瓦斯(si)濃度(du)
X2一管(guan)道高(gao)濃瓦(wa)斯傳(chuan)感器(qi)測得(de)的瓦(wa)斯濃(nong)度
　　孔(kong)闆Q混(hun)一利(li)用淮(huai)南礦(kuang)業集(ji)團管(guan)道混(hun)合流(liu)量統(tong)一公(gong)㊙️式計(ji)算得(de)🌏出的(de)結果(guo)
CX旋進(jin)Q混一(yi)旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計測(ce)得的(de)數據(ju)
　　通過(guo)計算(suan)上述(shu)兩種(zhong)流量(liang)計測(ce)量數(shu)據的(de)平均(jun)數和(he)方差(cha)，來👉确(que)定流(liu)量計(ji)穩定(ding)性，方(fang)差越(yue)小，表(biao)明測(ce)量穩(wen)定性(xing)越高(gao)。
以第(di)一組(zu)數據(ju)爲例(li)進行(hang)計算(suan)，應用(yong)簡易(yi)公式(shi)計算(suan)
 
　　CX-200旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計測(ce)得的(de)數據(ju)爲3.35,可(ke)知2.85<3.35<3.45。
　　旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)所測(ce)得的(de)Q混值(zhi)介于(yu)簡易(yi)公式(shi)計算(suan)結果(guo)統👄--公(gong)式計(ji)算的(de)結果(guo)之間(jian)，數據(ju)可靠(kao)，具有(you)一定(ding)的正(zheng)确率(lü)。
孔闆(pan)Q混的(de)平均(jun)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(ju)的平(ping)均數(shu)
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(bie)樣本(ben)的随(sui)機噪(zao)聲千(qian)擾，旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)所測(ce)得的(de)㊙️Q混的(de)平均(jun)數與(yu)孔闆(pan)流量(liang)計測(ce)得數(shu)據相(xiang)近。
孔(kong)闆Q混(hun)的方(fang)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X,-X)3+....+(Xn-X)²]/n=4.51
CX旋(xuan)進Q元(yuan)的方(fang)差
s²=[(X1-X)²+(X2-X)²+(X3-X)²+...+(Xn-X)²]/n=5.53
　　在(zai)讨論(lun)方差(cha)的過(guo)程中(zhong)，近似(si)認爲(wei)二者(zhe)平均(jun)數一(yi)緻，孔(kong)闆Q混(hun)的方(fang)🐪差4.51小(xiao)于CX旋(xuan)進Q混(hun)的方(fang)差5.53,故(gu)孔闆(pan)流量(liang)計測(ce)量數(shu)據的(de)穩💔定(ding)性略(lue)優于(yu)旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計。
 
孔(kong)闆Qm的(de)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(xuan)進Q混(hun)的平(ping)均數(shu)
X=(17.57+11.27+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
　　由此(ci)可以(yi)看出(chu)，剔除(chu)個别(bie)樣本(ben)的随(sui)機噪(zao)聲幹(gan)擾，旋(xuan)㊙️進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)所測(ce)數據(ju)的平(ping)均值(zhi)接近(jin)孔闆(pan)流量(liang)計所(suo)👌測數(shu)據的(de)平均(jun)值。
孔(kong)闆Q混(hun)的方(fang)差S²=19.50
CX旋(xuan)進Q混(hun)的方(fang)差S2=21.61
　　孔(kong)闆Q混(hun)的方(fang)差19.50小(xiao)于CX旋(xuan)進Q混(hun)的方(fang)差21.61。孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的測(ce)量數(shu)據的(de)穩定(ding)性略(lue)優于(yu)旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計。
　　由(you)于孔(kong)闆流(liu)量計(ji)是目(mu)前瓦(wa)斯抽(chou)采系(xi)統中(zhong)應用(yong)流量(liang)計㊙️，而(er)🔞旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計穩(wen)定性(xing)略遜(xun)于孔(kong)闆流(liu)量計(ji)，方差(cha)結⭕果(guo)的差(cha)别不(bu)大，說(shuo)明旋(xuan)進漩(xuan)渦的(de)數據(ju)穩定(ding)性良(liang)好。孔(kong)闆流(liu)量計(ji)對微(wei)小的(de)變化(hua)不靈(ling)敏，而(er)旋♻️進(jin)漩渦(wo)流🥵量(liang)計正(zheng)确到(dao)0.01m³/min,并通(tong)過流(liu)量數(shu)據曲(qu)線實(shi)時監(jian)測流(liu)量變(bian)化，對(dui)流量(liang)變化(hua)的靈(ling)敏度(du)高。
5結(jie)論
　　瓦(wa)斯抽(chou)采自(zi)動計(ji)量系(xi)統中(zhong)，對計(ji)量裝(zhuang)置适(shi)應性(xing)，可靠(kao)性，測(ce)量結(jie)果的(de)穩定(ding)性和(he)正确(que)率要(yao)求非(fei)常高(gao)，旋進(jin)漩渦(wo)流量(liang)計結(jie)構簡(jian)單，安(an)裝方(fang)便，适(shi)應性(xing)強，性(xing)能♈可(ke)靠，可(ke)移植(zhi)性強(qiang)，運行(hang)♈結果(guo)及在(zai)實際(ji)應用(yong)中表(biao)明，旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)測量(liang)結果(guo)正确(que)，可以(yi)任🌐意(yi)角度(du)安裝(zhuang)，解決(jue)了因(yin)儀器(qi)安設(she)不🥰水(shui)平帶(dai)來的(de)🌐數據(ju)誤差(cha)。可以(yi)爲瓦(wa)斯抽(chou)采提(ti)供正(zheng)确的(de)數據(ju)支持(chi)，具有(you)一定(ding)的理(li)論價(jia)值✌️和(he)推廣(guang)意義(yi)。

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