РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДВОКАНАЛЬНОГО НВЧ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ВОЛОГОСТІ ПРИРОДНОГО ГАЗУ

  • Й. Й. Білинський Вінницький національний технічний університет
  • О. С. Городецька Вінницький національний технічний університет
  • Д. В. Новицький Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: вологість, природний газ, хвилеводний НВЧ метод, біжуча хвиля, двоканальний вимірювальний перетворювач вологості природного газу

Анотація

 

Обґрунтовано вибір хвилеводного надвисокочастотного методу вимірювання вологості природного газу, в якому на відміну від відомих, запропоновано використання біжучої хвилі у хвилеводі, при цьому оцінюються зміни діелектричних властивостей газів у разі їхньої взаємодії з хвилями НВЧ діапазону.

Запропоновано математичну модель НВЧ вимірювального перетворення вологості природного газу, суть якого полягає у поглинанні НВЧ сигналу, а отже — вимірюванні потужності цього сигналу на виході хвилеводу у разі зміни вологості газу шляхом використання біжучої хвилі. Отримано функцію перетворення та теоретичну залежність, яка свідчить про високу чутливість. Проведено дослідження залежності потужності біжучої хвилі від абсолютної вологості водяної пари за різних значень довжини проходження НВЧ сигналу у вологому середовищі з урахуванням температури та тиску.

На основі проведених досліджень запропоновано двоканальний НВЧ вимірювальний перетворювач вологості природного газу та його математичну модель, яка враховує значення діелектричної проникності газу вимірювального та опорного каналів, а також значення температури та тиску природного газу вимірювального каналу.

Проведено дослідження, які показали, що наявність опорного каналу дозволило підвищити точність вимірювання, оскільки двоканальна система, на відміну від одноканальної, нівелює нестабільність значення вхідного сигналу, поданого генератором.

Описано принцип роботи двоканального НВЧ вимірювального перетворювача вологості природного газу, який містить НВЧ генератор, атенюатор, хвилеводний трійник, хвилеводну секцію порівняння, датчик температури та тиску, комутатор порівняльного каналу, вимірювальну кювету, підсилювач, індикаторний пристрій. Результати досліджень дають можливість підтвердити перспективність практичного застосування вимірювання вологості природного газу засобами, основаними на НВЧ методі біжучої хвилі.

Біографії авторів

Й. Й. Білинський, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри електроніки та наносистем

О. С. Городецька, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри телекомунікаційних систем і телебачення

Д. В. Новицький, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри електроніки та наносистем

Посилання

М. Мухитдинов, и Э. С. Мусаев, Оптические методы и устройства контроля влажности. Москва: Энергоатомиздат, 1986, 96 с.

М. А. Берлинер, Измерения влажности. Москва: Энергия, 1973, 400 с.

ГОСТ 5542-87 Газ горючий природный для промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия. Госстандарт России (01.01.1988). Москва: ИПК изд-во стандартов, 2000, 2004.

G. Korotcenkov, Handbook of Humidity Measurement, vol. 1, Spectroscopic Methods of Humidity Measurement. CRC Press Published March 26, (2018) Reference, 372 p.

А. А. Брандт, Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. Москва: Физматгиз, 1963, 404 c.

Е. С. Кричевский, В. К. Бензарь, и М. В. Венедиктов, Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов. Москва: Энергия, 1980, 240 с.

Rolf Kolass, Mositure Measurement in Natural Gaz. Michell Instruments GmbH, Friedrichsdorf, Germany, Cris Parker, Michell Instruments Ltd, Cambridge, UK., 2016. [Online]. Available: http://www.ebookpp.com/mo/mositure-doc.html .

О. І. Бакуменко, «Нові розробки у галузі визначення температури точки роси природного газу,» Трубопровідний транспорт, № 4 (94), с. 16-26. 2015.

Y. Bilinsky, Y. Saldan, K. Ogorodnik, A. Lazarev, and O. Horodetska, «New ultrasound approaches to measuring material parameters,» Proc. SPIE 10808, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018, vol. 108085F, 1 October, 2018, pp. 8.

Й. Й. Білинський, О. С. Городецька, та В. В. Онушко, «Аналізатор вологості природного газу та оцінка вірогідності вимірювального контролю вологості,» Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах, № 3, с. 28-31. 2012.

Опубліковано
2019-08-30
Як цитувати
[1]
Й. Білинський, О. Городецька, і Д. Новицький, РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДВОКАНАЛЬНОГО НВЧ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ВОЛОГОСТІ ПРИРОДНОГО ГАЗУ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 4, с. 19-24, Сер 2019.
Номер
Розділ
Автоматика та інформаційно-вимірювальна техніка

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)

1 2 > >>