Модель перенесення випромінювання в середовищі вологого газу та визначення його відносної вологості

Abstract

Для отримання необхідної чутливості й точності в процесі створення сенсора вологості важливим є вибір довжини хвилі з урахуванням того, що поглинання випромінювання відбувається як за рахунок водяної пари, так і за рахунок сухого газу, а також визначення довжини ходу оптичного променя. У зв’язку з чим постає задача створення моделі перенесення випромінювання в газі, яка б враховувала вищенаведені параметри, для вимірювання вологості газу. В роботі запропоновано модель перенесення випромінювання в середовищі вологого природного газу, отримано рівняння перетворення, яке дає змогу обчислити значення відносної вологості за відомою температурою й тиском газу, проведено експериментальні дослідження з вибору довжини хвилі, виконано перевірку отриманих значень відносної вологості.

Для получения необходимой чувствительности и точности при построении сенсора влажности важным является выбор длины волны, учитывая, что поглощение излучения происходит как за счет водяного пара, так и за счет сухого газа, а также определение длины хода оптического луча. В связи с этим возникает задача создания модели переноса излучения, которая бы учитывала параметры, приведенные выше, для измерения влажности газа. В работе предложена модель переноса излучения в среде влажного природного газа, получено уравнение преобразования, которое дает возможность рассчитать значение относительной влажности по известной температуре и давлению газа, проведены экспериментальные исследования по выбору длины волны, проведена проверка полученных значений относительной влажности.

Gas humidity is one of the main parameters measured during gas production, transportation and processing. Today the noncontact methods of humidity measuring including absorption method are widely used. To obtain the necessary sensitivity and accuracy in the construction of humidity sensor it is important to select wavelength considering that radiation is absorbed both by the water vapor and as a result of dry gas, as well as determination of the stroke length of the light beam also plays the significant role. Thereby arises a problem of measuring gas humidity by creating a model of radiation transfer, which would take into account the parameters mentioned above. The model of radiation transfer in the environment of humid natural gas is suggested in the paper, the conversion formula which makes it possible to calculate the relative humidity at certain temperature and pressure of gas is derived, the wavelength is selected experimentally, and the received values of relative humidity are proved.