摘要(yào):瓦斯抽采計(jì)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(ji)量的關鍵。旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計
是一種自(zi)動計量型氣(qì)體流量計，其(qí)結構簡單、安(ān)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(zhèng)，明确其具有(yǒu)一定的正确(que)率和可靠性(xìng)，爲瓦斯抽🏃采(cai)自動計量提(ti)♉供可靠的數(shù)據支持，具有(yǒu)一定的應用(yòng)推廣意義👨❤️👨。
1引(yǐn)言
伴随着鑽(zuàn)孔和抽采技(jì)術的不斷進(jìn)步，對自動計(jì)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(jì)
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(zhuāng)置，利用監控(kòng)系統實時傳(chuan)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(zhèng)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(li)及特點
2.1工作(zuo)原理
旋進漩(xuan)渦流量計主(zhǔ)要由起旋器(qì)、文丘裏管、消(xiāo)旋器和檢測(cè)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(dang)流體流進旋(xuán)進漩渦流量(liàng)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(xuán)⭕進，到達收縮(suo)段突然節流(liu)後，使漩渦流(liú)加速，當通過(guò)擴散段時，漩(xuan)渦中心沿一(yī)錐形☁️旋線進(jìn)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(bo),整形後轉換(huàn)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(he)判🔞斷，并剔除(chú)外來幹擾信(xin)号後，正常的(de)流量信号與(yu)溫度，壓力傳(chuan)感器檢測到(dào)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(ti)積流量和總(zǒng)量直接顯示(shi)于LCD屏上。
2.2主(zhu)要特點
旋進(jin)漩渦流量計(jì)爲速度型流(liu)量傳感器，對(duì)環境條件要(yào)求少、結⭕構簡(jian)單、安裝方便(biàn)，出廠前各種(zhǒng)參數經嚴格(gé)校正标定，無(wú)需👄用戶🆚現場(chang)設置，确保其(qi)在現場使用(yòng)中的穩定性(xìng)，可完全替代(dài)孔闆流量計(ji)。其主要特點(diǎn)如下㊙️:
能自動(dong)、正确地檢測(cè)介質的溫度(du)、壓力、流量與(yǔ)濃度，并對流(liú)❄️量進🙇♀️行自動(dong)補償和壓縮(suō)因子自動修(xiu)正，可直接檢(jian)測氣體的标(biao)準體積流量(liang)，精度可達士(shì)1%;采用高性能(néng)🍉微處理器，軟(ruan)件功能強大(dà)，性能優越;采(cai)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(kě)靠性高，穩定(ding)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(pǐn)的量程比可(ke)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(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(liang)的流量傳感(gan)器較少。旋進(jìn)漩渦流量計(jì)能實現并下(xia)測量，礦根據(ju)現場實際情(qíng)況選擇💃适用(yòng)于低流速、低(di)流量的旋進(jìn)🔞漩渦流量計(ji)進行了單孔(kǒng)流量、溫度、壓(ya)力及濃度的(de)在線考查🔞。圖(tu)3爲監控🥰頁面(mian)顯示的旋進(jin)漩渦單孔流(liu)量計的數值(zhí)。由圖可知，該(gai)型号旋進漩(xuán)渦流量計最(zui)低可測量混(hun)合流量🔞爲0.01m³/min,測(ce)量精度高。圖(tú)4爲旋進漩渦(wo)型流量計捕(bǔ)捉到的流量(liàng)變化曲線，實(shí)時監測流量(liang)變化，由圖4可(kě)看出選進漩(xuán)渦流選進量(liang)計對流量變(biàn)化的靈敏度(dù)較高。
測量單(dān)孔流量過程(cheng)中，由于旋進(jin)漩渦型流量(liang)計體積小，重(zhòng)量輕，可任意(yì)角度安裝，給(gěi)單孔計量帶(dài)來了很大的(de)方便，并且其(qí)考察的單孔(kǒng)流量曲線變(biàn)化靈敏，爲通(tōng)風地測🔱部門(mén)提供了有效(xiào)的數據支持(chi)。
3.2測量正确率(lǜ)及穩定性驗(yan)證
爲驗證旋(xuan)進漩渦流量(liang)計測量的正(zhèng)确率和穩定(ding)性🔞，将✨其🌐測得(dé)的數據與相(xiàng)同環境下孔(kǒng)闆流量計測(ce)得的數據進(jin)行對比分析(xi)，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(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(cè)數據，表1和表(biao)2分别爲中央(yang)變🍉電所回風(fēng)聯巷鑽場左(zuo)抽采管♻️路數(shù)據和西-11煤回(hui)風👣下山鑽場(chǎng)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(shu)據。
表中:K一孔(kǒng)闆流量計的(de)系數
△H一壓差(cha)，mmH20
P一壓力，MPa
T一溫(wēn)度,C
X1一人工測(ce)得的高濃瓦(wa)斯濃度
X2一管(guan)道高濃瓦斯(sī)傳感器測得(de)的瓦斯濃度(dù)
孔闆Q混一利(li)用淮南礦業(yè)集團管道混(hun)合流量統一(yī)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(shàng)述兩種流量(liàng)計測量數據(jù)的平均數和(hé)方差，來确👌定(dìng)流量計穩定(dìng)性，方差越小(xiao)，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(yi)公式計算
CX-200旋(xuan)進漩渦流量(liang)計測得的數(shu)據爲3.35,可知2.85<3.35<3.45。
旋(xuán)進漩渦流量(liàng)計所測得的(de)Q混值介于簡(jian)易公式計算(suan)結果統--公🈲式(shi)計算的結果(guo)之間，數據可(ke)靠，具有一定(ding)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(chú)個别樣本的(de)随機噪聲千(qiān)擾，旋進漩渦(wo)流量計所測(ce)得的☔Q混的平(píng)均數與孔闆(pǎn)流量計測得(dé)數據相近。
孔(kǒng)闆Q混的方差(chà)
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(zhong)，近似認爲二(er)者平均數一(yī)緻🏒，孔闆Q混的(de)方差4.51小于CX旋(xuán)進Q混的方差(cha)5.53,故孔闆流量(liang)計測量👅數據(ju)的穩💚定性略(lue)優于旋進漩(xuan)渦流量計。
孔(kong)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+12.13+3.52+3.05+6.95+3.05+7.53+8.83)/8=7.72
由此可(kě)以看出，剔除(chú)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(ce)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(liàng)數據的穩定(ding)性略優于旋(xuan)進漩渦流量(liàng)計。
由于孔闆(pan)流量計是目(mu)前瓦斯抽采(cai)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(jìn)漩渦的數據(jù)穩🔆定性良好(hao)。孔闆🙇♀️流量計(jì)🏃對微小🔴的變(biàn)化不靈敏，而(ér)旋進漩渦流(liu)✨量計正确🎯到(dào)0.01m³/min,并通過流量(liang)數據曲線實(shi)時監測流量(liang)變化，對流量(liàng)變化的靈敏(min)度高。
5結論
瓦(wa)斯抽采自動(dong)計量系統中(zhōng)，對計量裝置(zhi)适應性，可靠(kao)性，測🔞量結☀️果(guǒ)的穩定性和(hé)正确率要求(qiú)非常高，旋進(jin)漩渦流量計(jì)結構簡單，安(an)裝方便，适應(ying)性強，性能可(ke)靠，可移植性(xìng)強，運行結果(guo)及在實際⭐應(ying)用中表明，旋(xuán)進漩渦流量(liang)計測量結果(guo)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(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(tuī)廣意義。
本文(wen)來源于網絡(luo),如有侵權聯(lian)系即删除！