РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДВОКАНАЛЬНОГО НВЧ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА 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.