为何在瓦斯抽放管路流量测定中选用气体涡街流量计

【引言】目前煤矿测定瓦斯抽放流量的常用流量设备是孔板流量计，由于孔板流量计是基于节流原理，用U型压差计测定孔板两端的压差，根据相关公式计算瓦斯流量，因此该方法存在其固有的缺陷，即：①局部减小了抽放管道的过流断面面积，增加了系统阻力， 影响抽放效率；②测定误差较大，由于煤矿现场条件所限，以及抽放系统的波动，使其精确测出压差较为困难；③不能直接读数。

为何在瓦斯抽放管路流量测定中选用气体涡街流量计，首先我们讲孔板流量计与涡街流量计进行一个对比。

    流量是一个动态量，处于运动状态的液体内部不仅存在着粘性摩擦作用，还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象。测量仪表本身受到众多因素的影响，如：管道、口径大小、形状（圆形、矩形）、边界条件、流体的流动状态（紊流状态、流速分布等）以及安装条件与水平等。目前用于煤矿测定瓦斯抽放管道流量的仪器有孔板流量计、文丘里管流量计、皮托管、风速表、热球式风速计等，其中只有孔板流量计应用最为广泛，其他方法因测量误差比较大，实际使用的比较少。孔板流量计虽然测量精度高、但由于其采用的原理是节流原理，人为减小了抽放管道的直径，从而大大地增加阻力而影响抽放效果。

气体涡街流量计是根据卡门涡街原理直接测量气体流量，它采用便携式结构，可直接显示测定结果，可进行多点测量，无阻力损失，使用方便，体积小、重量轻：传感器采用插入结构可防止生锈及意外损坏，有利于保护仪器安全，仪器测量精度高。如何根据流量、流态、安装要求与环境条件、经济性等因素合理选型，是应用好仪表的前提和基础。除了仪表自身质量要得到保证，工艺数据的提供和仪表的安装、使用、维护是否合理也相当重要。

然后再看涡街流量计原理：http://www.jhlyzk.com/products/viewproduct-204.html

那么为什么在瓦斯抽放管路流量测定中需要选用气体涡街流量计呢？这里就要看下气体涡街流量计结构

 

    旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等，以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。

    （1）圆柱型旋涡发生体。前面关于旋涡理论部分的内容就是以圆柱为例进行讨论的。虽然这种型式使用较早，但严格地说，在高流速下它的斯特罗哈数St并不稳定。因此，人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式。

    开导压孔的圆柱旋涡发生器如图1所示。由于有导压孔存在，当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动，产生一边吸入，一边吹出的效果。当流体附面层在圆柱表面开始分离时，在吸入一侧，分离被抑制；在吹出一侧，分离则被促进发生。这样就可使流体分离点的位置固定下来，也就可以使斯特罗哈数St相对稳定。

气体涡街流量计的方式优点决定了在瓦斯抽放管路流量测定中选择气体涡街流量计

    涡街流量计是基于流体振动发展起来的，根据涡街结构材料的不同，检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可形成涡街列的场合。与孔板式流量计相比，涡街流量计测量范围大，压力损失小，准确度高，安装与维护简单。在安装涡街流量计过程中，可分为卡装式、插入式卡装式变径和插入式变径等几种，这取决于管径的具体情况而定，如图3所示。安装位置如图4所示。

    目前，国内大多数的涡街流量计作为一种新型的传感器在煤矿中使用，它的输出信号大多为频率型，范围为200～1000Hz，可以直接接入瓦斯监控系统，与其联网，用特定的软件显示出瞬时的流量值，同时也可以累计计算出当日或当月的混合气体流量以及纯瓦斯气体的抽放量。但涡街流量计的环境相关参数较多，比如说现场的泵房里由于机器运转而造成的轻微震动可能会影响仪器的准确性等，容易在使用现场被忽略而影响这个流量计性能的正确发挥。

【总结】所以，气体涡街流量计各项技术指标先进，经实验使用证明该仪器性能稳定，测定数据准确可靠，无阻力损失，是目前国内瓦斯抽放流量测量理想仪器。

    （1）该流量计安装简单，使用方便。

    （2）仪器阻力损失小，几乎为0，对抽放泵的抽放能力没有任何影响，这一点比孔板流量计有着很大的优越性。

    （3）仪器测定准确、数据可靠，重复性误差<±1.0%，达到计量标准。

    （4）仪器智能化程度高，采用单片机控制，直接显示，并具有数据断电保护功能供用户使用。

    （5）由于涡街气体流量计采用了计算机测试计算，因此减少了复杂的手工计算，提高了工作效率，实现了对内的气体流量及瓦斯浓度的连续监测。

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