[发明专利]一种瓦斯抽采管路流量的测量装置及方法

权利要求书

1.一种瓦斯抽采管路流量的测量装置，其特征在于，包括第一气体压力传感器、第二气体压力传感器、第一固定螺栓、第二固定螺栓、微型处理器和显示模块，第一固定螺栓由一端带有螺帽Ⅰ的螺杆Ⅰ组成，螺帽Ⅰ和螺杆Ⅰ沿轴线开设中心通孔Ⅰ，第一气体压力传感器固定在螺杆Ⅰ另一端；第二固定螺栓由一端带有螺帽Ⅱ的螺杆Ⅱ组成，螺帽Ⅱ和螺杆Ⅱ沿轴线开设中心通孔Ⅱ，第二气体压力传感器固定在螺杆Ⅱ另一端；在瓦斯抽采管的侧壁沿轴线间隔开设两个螺纹通孔，第一固定螺栓和第二固定螺栓分别通过螺纹安装在两个螺纹通孔内，使第一气体压力传感器和第二气体压力传感器均处于瓦斯抽采管内，第一气体压力传感器的数据线Ⅰ穿过中心通孔Ⅰ与微型处理器连接，第二气体压力传感器的数据线Ⅱ穿过中心通孔Ⅱ与微型处理器连接，微型处理器与显示模块连接，中心通孔Ⅰ和中心通孔Ⅱ均设有密封环，用于对中心通孔Ⅰ和中心通孔Ⅱ进行密封；

所述第一气体压力传感器和第二气体压力传感器分别将检测数据传递给微型处理器，微型处理器接收检测数据后进行分析处理，并将处理结果通过显示模块进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采管路流量的测量装置，其特征在于，所述显示模块为液晶显示器。

3.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采管路流量的测量装置，其特征在于，所述微型处理器为STM32单片机。

4.一种瓦斯抽采管路流量的测量方法，其特征在于，采用瓦斯抽采管路流量的测量装置进行测量，具体步骤为：

A、先在所需测量的瓦斯抽采管侧壁沿轴线间隔一段距离开设两个螺纹通孔，然后将本测量装置安装在该瓦斯抽采管上；

B、预先测量及计算获得如下数据，并将数据存储到微型处理中，具体数据包括：当前瓦斯抽采管的内截面面积，紊流状态下当前瓦斯抽采管的摩擦阻力系数，两个气体压力传感器之间的距离，当前瓦斯抽采管的内截面周长，风流雷诺数，流体的运动黏性系数，当前瓦斯抽采管内空气的密度；

B、当瓦斯抽采管开始抽采瓦斯时，第一气体压力传感器和第二气体压力传感器分别实时采集各自位置的气体压力值，并将实时数据反馈给微型处理器，微型处理器进行计算处理后，得出第一气体压力传感器和第二气体压力传感器之间的瓦斯抽采管内瓦斯抽采流量值，并将其通过显示模块进行显示；微型处理器的具体计算过程为：

若

则Q＝Q₁

否则

其中：

Q₁：紊流状态下计算得出的当前瓦斯抽采管的瓦斯流量，m³/s；

H：两个气体压力传感器测量气体压力之间的压差绝对值，mP_a；

S：当前瓦斯抽采管的内截面面积，m²；

α₁：紊流状态下当前瓦斯抽采管的摩擦阻力系数，N·S²/m⁴；

L：两个气体压力传感器之间的距离，m；

U：当前瓦斯抽采管的内截面周长，m；

R_e：风流雷诺数；

v：当前瓦斯抽采管内的风流速度，m/s；

γ：流体的运动黏性系数，设定取值为14.4×10^-6m²/s；

Q：当前瓦斯抽采管的瓦斯流量，m³/s；

α₂：层流状态下当前瓦斯抽采管的摩擦阻力系数，α₂＝2γρ；ρ：当前瓦斯抽采管内空气的密度，kg/m³。