Experimental study of natural gas humidity control device

• Autorzy: Bilynsky Yosyp , Horodetska Oksana , Sirenko Svitlana , Novytskyi Dmytro

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.2079

Warianty tytułu

PL

Badania eksperymentalne narzędzi do pomiaru kontroli wilgotności gazu ziemnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The means of measuring humidity based on the use of the ultrahigh frequency methodhave been recently gainingwidespread use,becauseof its simple, robust construction and high measuring accuracy. We used theadvanced waveguide ultrahigh frequency method of measuring the moisture content of natural gaswhich,in contrast to the known theuse of a traveling wave in awaveguide,is proposed. In this case, the interaction with wavesof the ultrahigh frequencyrange changes the dielectric properties of the gas, and this change is registered.On the basis of an improved ultrahigh frequencymethod of humidity measurement,a devicefornatural gashumidity control using a traveling wave in awaveguideisproposed.The investigationshave shown that a comparative channel increasedthe measurement accuracy, as a two-channel system–in contrast to a single-channel–eliminates the instability of the value of the input signal supplied to the generator.The principle of operation of a natural gashumiditycontroldevice that contains an ultrahigh frequency generator, attenuators, waveguide tees, a waveguidesectionforcomparison, temperature sensor and pressure switches for the comparative and measuring channels, a measuring cuvette, amplifier, microprocessor, and display unitis described. A mathematical model of a natural gashumiditycontrol device,which takes into account the values of the dielectric permittivity of the measuring gas and reference channels and contains correction factors for temperature, the use of which increasesthe accuracy of humidity measurement,is proposed.Thelowerand upper calibration points of thenatural gashumiditycontrol devicearedefined. The influence of correction factors for the temperatureat the measurement error of thehumidityis analyzed.

PL

Ostatnio przyrządy do pomiaru wilgotności oparte na metodzie mikrofalowej są szeroko stosowane ze względu na ich prostą, niezawodną konstrukcję i wysoką dokładność pomiaru. W pracy wykorzystano ulepszoną mikrofalową metodę falowodów mikrofalowych do pomiaru wilgotności gazu ziemnego, która, w przeciwieństwie do znanych, sugeruje zastosowanie fali podróżnej w falowodzie. Jednocześnie podczas interakcji z falami mikrofalowymi zmieniają się właściwości dielektryczne gazów, zmiana ta jest rejestrowana. W oparciu o ulepszoną mikrofalową metodę pomiaru wilgotności zaproponowano sposób pomiaru kontroli wilgotności gazu ziemnego za pomocą fali przemieszczającej się w falowodzie. Przeprowadzono badania, które wykazały, że obecność kanału porównawczego umożliwiła zwiększenie dokładności pomiaru, ponieważ system dwukanałowy,w przeciwieństwie do systemu jednokanałowego, eliminuje niestabilność wartości sygnału wejściowego dostarczanego przez generator. Opisano zasadę działania przyrządu pomiarowego do pomiaru wilgotności gazu ziemnego, który zawiera generator mikrofalowy, tłumiki, trójniki falowodu, sekcję falowodu do porównania, czujnik temperatury i ciśnienia, przełączniki kanałów porównawczych i pomiarowych, celę pomiarową, wzmacniacz, procesor, urządzenie wskaźnikowe. Zaproponowano model matematyczny środków pomiaru kontroli wilgotności gazu ziemnego, który uwzględniawartość stałej dielektrycznej gazu kanałów pomiarowych i odniesienia oraz zawiera współczynniki korekcji temperatury, których zastosowanie poprawia dokładność pomiaru wilgotności. Określane są dolne i górne punkty kalibracji zakresu pomiarowego wilgotności gazu ziemnego. Analizowany jest wpływ współczynników korekcji temperatury na błąd pomiaru wilgotności.

Słowa kluczowe

EN

ultrahighfrequency method; traveling wave; natural gashumiditycontrol device; experimental research

PL

metoda mikrofalowa; fala podróżna; środki pomiaru kontroli wilgotności gazu ziemnego; badania eksperymentalne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 10, nr 3
• Strony: 86--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bilynsky Yosyp

• Vinnytsia National Technical University, Faculty of Information Communication, Radio Electronics and Nanosystems, Vinnytsia, Ukraine

autor

Horodetska Oksana

• Vinnytsia National Technical University, Faculty of Information Communication, Radio Electronics and Nanosystems, Vinnytsia, Ukraine

autor

Sirenko Svitlana

• Vinnytsia Trade and Economic InstituteofKyiv National Trade and Economics University,Faculty of Trade, Marketing and Services, Vinnytsia, Ukraine

autor

Novytskyi Dmytro

• Vinnytsia National Technical University, Faculty of Information Communication, Radio Electronics and Nanosystems, Vinnytsia, Ukraine

Bibliografia

• [1] Azarov O. D., Murashchenko O. G., Chernyak O. I., SmolarzA., Kashaganova G.: Method of glitch reduction in DAC with weight redundancy. Proc. SPIE 9816, 2015, 98161T.
• [2] Berliner M. A.: Izmereniya vlazhnosti. Energiya, Moscow 1973.
• [3] Bilenko D. I:. Kompleksnaya dielektricheskaya pronitsaemost. Plazmennyiy rezonans svobodnyih nositeley zaryada v poluprovodnikah.Sarat, 1999.
• [4] Bilinsky Y., Saldan Y. R., Ogorodnik K. V., Lazarev A. A., Horodetska O. S., Zyska T., Mussabekova A.: New ultrasound approaches to measuring material parameters. Proc. SPIE 10808, 2018, 108085F,[http://doi.org/10.1117/12.2501637].
• [5] Bilynsky Y., Horodecka, O., Novytskyi D.: Development of a mathematical model of a two-channel microwave measuring converter of the humidity of natural gas. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute 4(145), 2019, 19–24 [http://doi.org/10.31649/1997-9266-2019-145-4-19-24].
• [6] Bilynsky Y., Horodetska O., Hladyshevskyi M., Mykhalevskiy D., Grądz Ż., Duskazaev G.: Experimental investigations of the amplitude-frequency meter of the velocity flowing environment. Proc. SPIE 10808, 2018, 1080869, [http://doi.org/10.1117/12.2501614].
• [7] Bilynsky Y., Horodetska O., Novytskyi D., Voytsekhovska O.: Development of a mathematical model of measuring control device of natural gas humidity. Technology audit and production reserves vol. 2, 1(52), 2020,42–45, [http://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.200476].
• [8] Brandt A. A.: Issledovanie dielektrikov na sverhvyisokih chastotah. Fizmatgiz, 1963.
• [9] Chen Z.: Humidity sensors: a review of materials and mechanisms. Sensor Lett. 3(4), 2005, [http://doi.org/10.1166/sl.2005.045].
• [10] Hraniak V. F., Kukharchuk V. V., BilichenkoV. V. et al.: Correlation method for calculation of weight coefficients of artificial neural-like networking hydraulic units’ diagnostic systems. Proc. of SPIE 11176, 2019, 1–7.
• [11] Korotcenkov G.: Handbook of Humidity Measurement –Vol. 1: Spectroscopic Methods of Humidity Measurement. CRC Press2018.
• [12] Kvyetnyy R. N., Sofina O. Yu., Lozun A. V. et al.: Modification of fractal coding algorithm by a combination of modern technologies and parallel computations. Proc. SPIE 9816, 2015, 98161R.
• [13] Mykhalevskiy D.V., Horodetska O.:Investigation of wireless channels according to the standard 802.11 in the frequency range of 5 GHz for two subscribers. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments42(2), 2019, 50–57,[http://doi.org/10.26480/jmerd.02.2019.50.57].
• [14] Osadchuk O, Osadchuk V., Osadchuk I.: The Generator of Superhigh Frequencies on the Basis Silicon Germanium Heterojunction Bipolar Transistors. 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science –TCSET, 2016,336–338.
• [15] Semenov A. O., Osadchuk A. V.,Osadchuk I. A.,Koval K. O.,PrytulaM. O.: The chaos oscillator with inertial non-linearity basedon a transistor structure with negative resistance. Proceedings of the International Conference Micro/Nanotechnologies and Electron Devices –EDM, 2016.
• [16] Vasilevskyi O.M.: Calibration method to assess the accuracy of measurement devices using the theory of uncertainty. International Journal of Metrology and Quality Engineering 5 (4), (2014).
• [17] Vedmitskyi Y. G., Kukharchuk V. V., Hraniak V. F. et al.: Newton binomial in the generalized Cauchy problem as exemplified by electrical systems. Proc. of SPIE 10808,2018, 1–7.
• [18] Wang J., Zhang H., Cao Z., Zhang X., Yin C., Li K., Zhang G., Yu B: Humidity sensor base on the ZnO nanorods and fiber modal interferometer. Proc. SPIE 9685, 968516, 2016. [http://doi.org/10.1117/12.2244482].
• [19] Yakovlev K. P. (Ed.): Kratkiy fiziko-tehnicheskiy spravochnik. Fizmatgiz, 1960.