Development of a mathematical model of measuring control device of natural gas humidity

Abstract

Об’єктом дослідження є вимірювальний контроль вологості природного газу. Існує багато методів і засобів визначення вологості, які використовуються в лабораторних вимірюваннях при нормальних умовах. Однак на практиці потрібно вимірювати вологість в широкому діапазоні зміни тиску та температури, а також при високому та середньому туску в газопроводі. Таке використання потребує розробки сенсорів, які є надійними, стабільними та стійкими до забруднень і високих тисків. Завдяки своїй простій, надійній конструкції та доволі високій точності вимірювання вологоміри, що базуються на використанні надвисокочастотного методу, набули широкого використання. На основі проведених досліджень запропоновано засіб вимірювального контролю вологості природного газу на основі надвисокочастотного методу вимірювання вологості, в якому, на відміну від відомих, запропоновано використання біжучої хвилі у хвилеводі. При цьому оцінюються зміни діелектричних властивостей газів при їх взаємодії з хвилями надвисокочастотного діапазону. Проведено дослідження, які показали, що наявність порівняльного каналу дозволило підвищити точність вимірювання, оскільки двоканальна система, на відміну від одноканальної, нівелює нестабільність значення вхідного сигналу, що подається генератором. Описано принцип роботи засобу вимірювального контролю вологості природного газу, який містить надвисокочастотний генератор, атенюатори, хвилеводні трійники, хвилеводну секцію порівняння, датчик температури та тиску, комутатори порівняльного та вимірювального каналів, вимірювальну кювету, підсилювач, мікропроцесор, індикаторний пристрій. Розроблено математичну модель засобу вимірювального контролю вологості природного газу, яка враховує значення діелектричної проникності газу вимірювального та опорного каналів та містить коефіцієнти корегування за температурою, використання яких дозволяє підвищити точність вимірювання вологості. Результати досліджень дають можливість стверджувати про перспективність для практичного застосування вимірювачів вологості природного газу засобів, основаних на надвисокочастотному методі біжучої хвилі.