Microwave Methods and Means of Humidity Measurement Natural Gas
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-162-3-87-99Keywords:
dew point temperature determination methods, natural gas, condensation methods, hygrometerAbstract
It is established that the most informative and meaningful indicator of humidity in gas hygrometry is the value of dew point temperature — the value of gas temperature at which water vapor contained in isobarically cooled gas becomes saturated above the flat surface of water. Regulatory documents often indicate the dew point temperature of moisture, as this figure is informative. When operating main gas pipelines, it is very important to know the true value of such an indicator of natural gas quality as humidity. When gas dehumidifiers are ineffective, moisture condenses on the inner surface of the main gas pipeline and gas equipment. The latter becomes a source of serious problems: capacity is reduced, there are conditions for the formation of crystal hydrates. Issues related to the existing main methods of measuring the humidity of the gas, their classification, according to which the measurement methods are divided into evaporative-psychrometric, sorption, condensation, physical, chemical and physico-chemical. The state of the issue of gas humidity measurement methods is analyzed, the main shortcomings of the methods are identified and the main issues of the dew point methods are analyzed. The condensation method for measuring gas humidity is the most suitable for use in the gas industry. The review of gas humidity measuring instruments by dew point temperature is performed, the physical bases of measurement processes and their shortcomings are analyzed. Currently known methods of measuring gas humidity do not allow to achieve the required accuracy and speed of humidity measurement, provided that it is the most important parameter for determining gas quality, due to the complexity of measurement due to additional components in the gas and aggressive environment. It also makes it difficult to measure two or more humidity indicators at the same time. Taking into account all the above shortcomings, it is necessary to further improve and refine the method of measuring and determining the dew point temperature of natural gas.
References
С. В. Лозинський, В. О. Бакастов, і І. А. Гордієнко, «Як виміряти вологість природного газу,» Нафтова та газова промисловість, № 5, с. 60-63, 1998.
О. І. Бакуменко. «Нові розробки у галузі визначення температури точки роси природного газу,» Трубопровідний транспорт, № 4 (94), с. 16-26, 2015.
Н. И. Кошкин, Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1972, 256 с.
C. Y. Lee, and G. B. Lee, “Humidity sensors: a review,” Sensor Letters, no. 3, pp. 1-15, 2005.
Z. M. Rittersma, “Humidity sensor,” Encycl. Sensors, no. 4, pp. 481-509, 2006.
H. Farahani, R. Wagiran, and M. N. Hamidon, “Humidity sensors principle, mechanism, and fabrication technologies: a comprehensive review,” Sensors, no. 14, pp. 7881-7939, 2014.
Z. Chen, and C. Lu, “Humidity sensors: a review of materials and mechanisms,” Sensor Letters, no. 3, pp. 274-295, 2005.
Н. П. Богородицкий, В. В. Пасынков, и Б. М. Тареев, Электротехнические материалы. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 384.
Й. Й. Білинський, і В. В. Онушко, Метод і оптико-електронний засіб вимірювального вимірювання вологості природного газу. Вінниця : ВНТУ, 2014, с. 132.
М. Н. Мухитдинов, и Э. С. Мусаев, Оптические методы и устройства контроля влажности. М.: Энергоатомиздат, с. 96, 1986.
«Анализаторы влажности на основе пьезокристалла,» Законодательная и прикладная метрология, № 1, 1997.
C. А. Дмитриев, П. А. Федюнин, и Д. А. Дмитриев, «Микроволновой контроль влажности капиллярно-пористых материалов,» Тезисы докладов VI Международной теплофизической школы «Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством», 1-6 октября, 2007, г. Тамбов: ТГТУ, 2007.
А. А. Брандт, Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физмат-гиз, 1963, с. 403.
В. А. Истомин, «Влагомеры конденсационного типа,» Газовая промышленность, № 12, с. 39-41, 2000.
И. В. Лебедев, Техника и приборы СВЧ. М.: Высшая школа, 1972, 374 с.
К. Гупта, Р. Гардж, Р. и Чадха, Машинное проектирование СВЧ-устройств, пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987, 428 с.
Н. А. Малков, и В. П. Шелохвостов, Микроэлектронные устройства СВЧ. Тамбов: изд-во Тамб., 2000, 124 с.
А. М. Чернушенко, Н. Е. Меланченко, Л. Г. Малорацкий, и Б. В. Петров, Конструирование СВЧ-устройств и экранов, А. М. Чернушенко, Ред. М.: Радио и связь, 1983, 400 с.
В. А. Воробьев, В. Ф. Михайлов, А. А. Харитонов, СВЧ диэлектрики в условиях высоких температур. М.: Сов. радио, 1977, 203 с.
П. А. Федюнин, и В. А. Тетушкин, «Термовлагометрический метод сканирования и обработки информативного СВЧ поля падающей и отраженной волн. Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования,» Материалы VII Всерос. науч.-техн. конф., 27–28 апреля 2004 г., Тамбовский ВАИИ. Тамбов: ТВАИИ, 2004.
A. Sun, Z. Li, T. Wei, Y. Li, and P. Cui, “Highly sensitive humidity sensor at low humidity based on the quaternized polypyrrole composite film,” Sensors and Actuators. B: Chemical, no. 142, pp. 197-203, 2009.
Ю. М. Поплавко, В. І. Молчанов, і В. А. Казміренко, Мікрохвильова діелектрична спектроскопія. Київ, Україна: КПІ, 2011, 304 с.
І. М. Бондаренко, Ю. О. Гордієнко, і О. Ю. Панченко, Напрями та проблеми мікрохвильових досліджень вологовмісних матеріалів та структур, А. М. Панов, Ред. 2019, 320 с.
Д. В. Новицький, Й. Й. Білинський, і О. С. Городецька, «НВЧ вологомір рідких і газоподібних вуглеводів,» МПК H02M 3/00, № u 2019 08056, Бер. 10, 2020.
C. Bernou, D. Rebièe, and J. Pistré, “Microwave sensors: a new sensing principle application to humidity detection,” Sensors and Actuators B: Chemical, no. 68, 2000.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 283
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
