Experimental study of natural gas humidity control device

Abstract

The means of measuring humidity based on the use of the ultrahigh frequency method have been recently gaining widespread use, because of its simple, robust construction and high measuring accuracy. We used the advanced waveguide ultrahigh frequency method of measuring the moisture content of natural gas which, in contrast to the known the use of a traveling wave in a waveguide, is proposed. In this case, the interaction with waves of the ultrahigh frequency range changes the dielectric properties of the gas, and this change is registered. On the basis of an improved ultrahigh frequency method of humidity measurement, a device for natural gas humidity control using a traveling wave in a waveguide is proposed. The investigations have shown that a comparative channel increased the measurement accuracy, as a two-channel system – in contrast to a single-channel – eliminates the instability of the value of the input signal supplied to the generator. The principle of operation of a natural gas humidity control device that contains an ultrahigh frequency generator, attenuators, waveguide tees, a waveguide section for comparison, temperature sensor and pressure switches for the comparative and measuring channels, a measuring cuvette, amplifier, microprocessor, and display unit is described. A mathematical model of a natural gas humidity control device, which takes into account the values of the dielectric permittivity of the measuring gas and reference channels and contains correction factors for temperature, the use of which increases the accuracy of humidity measurement, is proposed. The lower and upper calibration points of the natural gas humidity control device are defined. The influence of correction factors for the temperature at the measurement error of the humidity is analyzed.

Останнім часом широкого поширення набувають засоби вимірювання вологості на основі використання надвисокочастотного методу, т.к. його простої, міцної конструкції та високої точності вимірювань. Ми використовували передовий хвилеводний ультрависокочастотний метод вимірювання вологості Запропоновано вміст природного газу, який на відміну від відомого використання біжуючої хвилі в хвилеводі. У цьому випадку відбувається взаємодія з хвилями діапазону надвисоких частот змінює діелектричні властивості газу, і ця зміна реєструється. На основі вдосконаленого ультрависок частотним методом вимірювання вологості запропоновано пристрій для контролю вологості природного газу за допомогою біжучої хвилі в хвилеводі. Дослідження показали, що порівняльний канал підвищив точність вимірювання, як двоканальна система – на відміну від одноканального. – усуває нестабільність значення вхідного сигналу, що подається на генератор. Принцип роботи пристрою контролю вологості природного газу який містить надвисокочастотний генератор, атенюатори, хвилеводні трійники, хвилеводну секцію для порівняння, датчик температури та тиску Описано перемикачі порівняльного та вимірювального каналів, вимірювальну кювету, підсилювач, мікропроцесор та дисплейний блок. Математичний модель пристрою контролю вологості природного газу, що враховує значення діелектричної проникності вимірювального газу та еталонного каналів та містить поправочні коефіцієнти на температуру, використання яких підвищує точність вимірювання вологості. Нижчий і визначені верхні точки калібрування пристрою контролю вологості природного газу. Вплив поправочних коефіцієнтів на температуру при вимірюванні аналізується похибка вологості.

Ostatnio przyrządy do pomiaru wilgotności oparte na metodzie mikrofalowej są szeroko stosowane ze względu na ich prostą, niezawodną konstrukcję i wysoką dokładność pomiaru. W pracy wykorzystano ulepszoną mikrofalową metodę falowodów mikrofalowych do pomiaru wilgotności gazu ziemnego, która, w przeciwieństwie do znanych, sugeruje zastosowanie fali podróżnej w falowodzie. Jednocześnie podczas interakcji z falami mikrofalowymi zmieniają się właściwości dielektryczne gazów, zmiana ta jest rejestrowana. W oparciu o ulepszoną mikrofalową metodę pomiaru wilgotności zaproponowano sposób pomiaru kontroli wilgotności gazu ziemnego za pomocą fali przemieszczającej się w falowodzie. Przeprowadzono badania, które wykazały, że obecność kanału porównawczego umożliwiła zwiększenie dokładności pomiaru, ponieważ system dwukanałowy, w przeciwieństwie do systemu jednokanałowego, eliminuje niestabilność wartości sygnału wejściowego dostarczanego przez generator. Opisano zasadę działania przyrządu pomiarowego do pomiaru wilgotności gazu ziemnego, który zawiera generator mikrofalowy, tłumiki, trójniki falowodu, sekcję falowodu do porównania, czujnik temperatury i ciśnienia, przełączniki kanałów porównawczych i pomiarowych, celę pomiarową, wzmacniacz, procesor, urządzenie wskaźnikowe. Zaproponowano model matematyczny środków pomiaru kontroli wilgotności gazu ziemnego, który uwzględnia wartość stałej dielektrycznej gazu kanałów pomiarowych i odniesienia oraz zawiera współczynniki korekcji temperatury, których zastosowanie poprawia dokładność pomiaru wilgotności. Określane są dolne i górne punkty kalibracji zakresu pomiarowego wilgotności gazu ziemnego. Analizowany jest wpływ współczynników korekcji temperatury na błąd pomiaru wilgotności.