一种v型管式倾斜微压计及其测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于物理性质测试技术领域，涉及一种煤矿瓦斯抽采管路、井巷等压差及正、负微压测量装置，尤其是能快速、简便、精确的测量高负压状态下的压差。
【背景技术】
[0002]目前，煤矿瓦斯抽采参数人工测量大多数使用U型压差计结合皮托管的方式进行。U型压差计最小刻度为1mm，两个液面读数相减存在较大人为误差，且小于Imm即9.8Pa的压差不能读出。部分矿井在引入普通倾斜微压计进行人工测量的过程中，发现由于不能总是保证微压计两端取压口同时打开或关闭，微压计内的液体介质会被抽走，需重新添加液体介质进行调零;市场上的微压计根据不同的测量精度设计了不同的量程，由于煤矿瓦斯抽采管路往往包含有总管、干管、支管，甚至更小的汇流管，压差介于一般介于O?200Pa之间，为了提高测量精度需要配备多台不同量程的倾斜微压计；同时普通倾斜微压计在高负压环境下操作繁琐，现场使用必须超过2个人密切配合才能较为准确测量。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的U型压差计测量精度缺陷和现有的普通倾斜式压差计操作困难、测量精度、测量量程、介质外溢等方面的不足，本发明的目的之一是提供一种V型管式倾斜微压计，以解决工作液体介质外溢问题，实现单人简便快速操作，保证了该微压计的精度与量程在矿井的适用性;本发明的目的之二是提供一种利用该V型管式倾斜微压计的测量方法。
[0004]为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0005]本发明提供一种V型管式倾斜微压计，包括壳体、设于壳体上的高压取压口和低压取压口以及置于壳体内的工作液腔和工作液防溢腔，高压取压口与工作液腔联通，低压取压口与工作液防溢腔联通，还包括置于壳体内的测压管，所述测压管具有不同精度和量程，且与水平方向有不同倾角的两个直管，两个所述直管在远离工作液腔的一端联通形成一个不对称的V型管式结构，并在连接部具有连续的读数;该连接部下方的一直管通过导流管与工作液腔联通，其上方的另一直管与工作液防溢腔联通;所述工作液腔或导流管上设有用于开闭工作液腔与测压管间联通的毛管阀门。
[0006]进一步，所述工作液腔内的工作液为蒸馏水或密度0.81g/cm3的工业酒精。
[0007]进一步，所述壳体上与测压管相对应的位置上设有标尺。
[0008]进一步，所述壳体上还设有水平指示仪。
[0009]进一步，还包括用于壳体零位调整的底座，所述底座具有横截面为L型结构，其短臂端位于壳体沿长度方向的底部，长臂端位于壳体沿长度方向的侧部，所述长臂端上设有对称布置的两个横向条孔，所述壳体上设有分别与两个横向条孔对应的竖向条孔，并通过调零螺钉与横向条孔和竖向条孔配合使壳体与底座间的连接可以任意角度调整。
[0010]进一步，还包括置于壳体内用于工作液腔和工作液防溢腔之间直接联通的连接管，所述连接管上设有开度可调的调节阀门。
[0011]本发明还提供一种利用上述V型管式倾斜微压计的测量方法，具体包括如下步骤:
[0012]步骤1)、打开毛管阀门，将微压计调节水平，并读取测压管此时的初刻度；
[0013]步骤2)、关闭毛管阀门，将外部压力源与微压计的高压取压口和低压取压口联通；
[0014]步骤3)、再次打开毛管阀门，待测压管内的工作液面趋于稳定后读取其此时的终刻度；
[0015]步骤4)、再次关闭毛管阀门，将外部压力源与微压计的高压取压口和低压取压口分离；
[0016]步骤5)、根据步骤I)和3)所提供的初终刻度进行计算，得到该外部压力源的压差。
[0017]进一步，在步骤I)中，通过水平指示仪将微压计调节水平。
[0018]进一步，通过底座和其上的调零螺钉与水平指示仪配合将微压计调节水平。
[0019]进一步，在步骤I)中，同时还将调节阀门的开度处于全开状态，并在步骤3)中再次打开毛管阀门后，通过逐步减小调节阀门的开度来调节并观察测压管内工作液面的上升情况，最后在调节阀门的开度为零时，且待测压管内的工作液面趋于稳定后读取其此时的终刻度。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]1、本发明微压计通过增加毛管阀门，避免了工作液在高压状态下被带走，需反复添加工作液的问题，提高了高压条件下倾斜微压计的可操作性。
[0022]2、本发明微压计通过工作液腔和测压管合理尺寸、倾角的设计，保证了所有量程内示值误差在0.2Pa以内，实现了 V字形不同斜率的设计，使得其小量程范围精度较U型压差计提高了 10倍，大量程范围精度较U型压差计提高了 5倍，提高倾斜微压计在不同量程的适用性。
[0023]3、本发明微压计减小了设计尺寸，使其体积小，便于煤矿井下携带及操作，可以快速、简便、精确的测量矿井瓦斯抽采管道气体压差的倾斜微压计。
[0024]4、本发明微压计通过设置调节阀门，不仅可防止工作液在高压状态下被带走，还可对测压管内工作液的上升情况进行观察和调节，确定外部压力源是否超出微压计的量程或检验高、低压取压口是否存在接错/接反的情况。
[0025]本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【附图说明】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0027]图1为倾斜微压计工作原理图；
[0028]图2为本发明V型管式倾斜微压计的结构透视图；
[0029]图3为图2的正视图；
[0030]图4为本发明V型管式倾斜微压计的底座结构示意图；[0031 ]附图标记:1-壳体;2-高压取压口 ； 3-低压取压口 ；4-高压管;5-低压管;6_工作液腔;7-工作液防溢腔;8-工作液;9-测压管；10-标尺；11-导流管；12-毛管阀门；13-连接管；14-调节阀门；15-水平指不仪;16-底座;17-横向条孔;18-竖向条孔。
【具体实施方式】
[0032]以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述;应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0033]如图1-4所示，本发明提供一种V型管式倾斜微压计，包括壳体1、设于壳体I上的高压取压口 2和低压取压口 3以及置于壳体I内的工作液腔6和工作液防溢腔7;壳体I由有机玻璃制成，这样，在保证壳体I透明度的情况下提高壳体I的抗摔性和耐磨性。高压取压口 2通过高压管4与工作液腔6联通，低压取压口 3通过低压管5与工作液防溢腔7联通;还包括置于壳体I内的测压管9，所述测压管9具有不同精度和量程，且与水平方向有不同倾角的两个直管，两个所述直管在远离工作液腔6的一端联通形成一个不对称的V型管式结构，并在连接部具有连续的读数;该连接部下方的一直管通过导流管11与工作液腔6联通，其上方的另一直管与工作液防溢腔7联通;所述工作液腔6或导流管11上设有用于开闭工作液腔6与测压管9间联通的毛管阀门12，所述壳体I上与测压管9相对应的位置上设有标尺10，所述壳体I上还设有水平指示仪15。
[0034]本发明通过工作液腔6及测压管9合理尺寸、倾角的设计，其工作液腔6长宽高为50X 14X 18mm，测压管9直径为4mm，该测压管9连接部下方的一直管与水平方向的倾角为4.7°，精度为1_，标尺比例尺为1:1，用于测压管9的小量程，如煤矿瓦斯抽采管路中的支管或更小的汇流管，其连接部上方的另一直管与水平方向的倾角为10.5°，精度为2_，标尺比例尺为2:1，用于测压管9的大量程，如煤矿瓦斯抽采管路中的总管或干管，且连接部的读数是连续的，该设计统一了 V字形不同斜率下的读数规则，保证了测压管9所有量程内示值误差在0.2Pa以内，实现了 V字形不同斜率的设计，使得小量程范围精度较U型压差计提高了 10倍，大量程范围精度较U型压差计提高了 5倍，该设计提高了倾斜微压计在不同量程的适用性，同时减小了设计尺寸，便于井下携带。在工作液腔6或导流管11的合适位置增加一个毛管阀门12控制工作液腔6与测压管9之间的联通关系，即控制高压取压口 2和低压取压口3的联通关系。在读数前后通过关闭毛管阀门12使两端形成闭死空间，保证工作液8不被高压力带走，若读取数据时打开毛管阀门12，待测压管9内工作液8上升稳定后进行读数，该设计避免了工作液8被高压