瓦斯抽采管路状态变化实时监控装置设计
【摘 要】实践发现，抽采管路中经常出现煤泥、岩粉、速凝剂等等沉积物。这些沉积物的存在会使管道的断面逐渐变小。有时当抽采管路拆除时才发现管道截面只有原来的一半甚至更少。管径的变化势必对实际流量的测算产生巨大的影响。而目前使用的自动计量装置几乎都需要手动输入管径，且管径的值是固定不变的。人工计量中孔板系数也是根据管径的大小而测定的。这种情况严重影响计量的准确性。对煤矿瓦斯治理工作产生不良的后果。
【关键词】自动计量；实时监测；管径监测
一、设计背景：
煤矿用瓦斯抽采自动计量装置的计算原理是：流量=混合量*浓度*时间。实践发现，抽采管路中经常出现积水和煤泥、岩粉、速凝剂等等沉积物。水和沉积物的存在会使管道的断面变小。有时当抽采管路拆除时才发现管道截面只有原来的一半甚至更少。管径的变化势必对实际流量的测算产生巨大的影响。而目前使用的自动计量装置几乎都需要手动输入管径，且管径D的值是固定不变的。人工计量中孔板系数也是根据管径的大小而测定的。这种情况严重影响计量的准确性。对煤矿瓦斯治理工作产生不良的后果。
二、主要技术参数
（一）设计原理
煤矿生产活动的特殊性决定了仪器仪表必须具有高精度和高可靠性因此只能选择非接触式测量法。回波测距原理。它是利用能量波在空间中的传播时间来进行度量的一种方法。能量波在信号源与被测对象之间传递，能量波到达被测对象后被反射并返回到探头上被接收。可以利用的能量波有机械波（声或超声波）、电磁波（通常为K波段或x波段的微波）和激光（通常为红外波段的激光）。具体被称为：超声波法、微波法和激光法。
天线发射器向距离为R的被测物体发出能量波，经被测物体的反射，由天线的接收器接收能量波来回经过的时间用T表示，可得到距离R与t的关系为：R=C×T/2其中c为空气中能量波的传播速度，当以声波为能量源时C=340m/s。当以电磁波为能量源时C=300000000m/s利用式中距离R与时间T的关系，以不同的方式通过时间差求得距离。因抽采管路的直径E已知，则沉积物L为：
L=E-R
E/2-L=D
假设设沉积物的为一条割线，则割线到圆心距离为D，已知圆半径为r，连接圆心到割线与圆相交的两点，则圆心与割线组成等腰三角形，设顶角（两半径所夹角）为t，则cos（t/2）=D/r，t=2arccos（D/r），
则沉积物的面积=扇形面积-三角形面积=[2arccos（D/r）/360]*∏*r^2-（1/2）*[2*√（r^2-D^2...
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