Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0821U101954, Дисертація доктора філософії

Назва роботи

Надвисокочастотний метод і засіб вимірювання вологості природного газу.

Здобувач

Новицький Дмитро Володимирович,

Керівник Білинський Йосип Йосипович
Опонент Середюк Орест Євгенович
Опонент Матіко Федір Дмитрович
Рецензент Васілевський Олександр Миколайович
Рецензент Кучерук Володимир Юрійович

На здобуття

Доктор філософії, 152, Автоматизація та приладобудування. Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка

Дата захисту

17-06-2021

Опис

Об’єктом дисертаційного дослідження є процес вимірювання вологості природного газу. Мета дисертаційного дослідження полягає у підвищенні точності вимірювання вологості газу на основі використання відмінностей у поглинаючих властивостях НВЧ біжучої хвилі, що проходить через сухий природний газ і водяну пару. Під час роботи над дисертацією використовувались теорія електромагнітного поля на основі техніки поширення НВЧ хвиль в газових середовищах; теорія вимірювань; теорія похибок і обробки результатів вимірювань, методи вимірювання вологості газових речовини, фізичного та математичного моделювання; методи математичної статистики при обробці результатів; методи метрологічної атестації і повірки не стандартизованих засобів вимірювання. Теоретичні результати: удосконалено математичну модель перенесення випромінювання в середовищі вологого газу, яка адекватно описує фізичні процеси та в якій, на відміну від відомих, густина вологого газу в загальному випадку представляється як сума густин сухої частини природного газу та водяної пари при їх парціальних тисках і температурі з урахуванням показників поглинання природного сухого газу та водяної пари. Отримав подальший розвиток метод вимірювання вологості природного газу в НВЧ області, який на відміну від відомих, відрізняється тим, що значення вологості газу отримують на основі співвідношення показників поглинання природного сухого газу та водяної пари в результаті використання «біжучої» НВЧ хвилі певної довжини, що дало змогу забезпечити підвищення точності та високої збіжності результатів вимірювання та запропонувати одноканальний та двоканальний вимірювальні перетворювачі для його здійснення. Вперше запропоновано математичну модель НВЧ вимірювального перетворювача вологості на основі біжучої хвилі та на її основі отримано рівняння перетворення двоканального вимірювального перетворювача, яка однозначно пов'язує вихідну величину – співвідношення потужностей вимірювального та опорного каналів та вхідну – значення вологості, приведеної до нормальних умов. Доведено, що при використанні двоканальної схеми мультиплікативна похибка, яка виникає в процесі нестабільності джерела НВЧ сигналу, девіації частоти та власних втрат хвилеводів зменшується в 1,3-1,5 рази. Отримала подальший розвиток математична модель НВЧ засобу вимірювання вологості, що дало змогу отримати рівняння перетворення, яке однозначно пов'язує вихідну величину – значення потужності певної довжини хвилі НВЧ генератора та вхідну – значення абсолютної вологості, що дозволило отримати статичну характеристику й розробити принципово новий засіб вимірювання вологості зі стабільними метрологічними та експлуатаційними характеристиками. Експериментально доведено, що засоби, які реалізують цей метод, характеризуються низькою похибкою вимірювання на рівні 2,5%. Практичні результати отриманих результатів полягають у розробці та впровадженні експериментального зразка НВЧ засобу вимірювання вологості, який відрізняється тим, що для підвищення точності враховані поглинаючі властивості певних довжин хвиль як для сухого газу, так і водяної пари в результаті проходження через газове середовище. В результаті метрологічних досліджень експериментального засобу встановлено можливість вимірювання вологості в діапазоні температури точки роси (т. т. р.) –30о С… +30 оС, що відповідає значенню абсолютної вологості 0, 454 г/м3 …..30,37 г/м3, максимальна зведена похибка засобу вимірювання вологості не перевищує 2,43%, а клас точності 2,5. Розроблено методику експериментального визначення показників поглинання природного сухого газу та водяної пари, а також експериментального вибору довжини хвилі джерела випромінювання як для сухого газу, так і для водяної пари. Розроблено методику проектування НВЧ засобу вимірювання вологості природного газу, яка складається з трьох основних частин: первинного вимірювального перетворювача, блока обробки сигналів і алгоритму автоматичного вимірювання. Отримані і результати впроваджені у вигляді експериментального зразка НВЧ засобу вимірювання вологості, розроблені та впроваджені окремі результати дисертаційної роботи у AT «Харківгаз», зокрема, методика обрахунку коефіцієнтів поглинання водяної пари та сухого газу, а також температурна корекція, що дозволило підвищити точність вимірювання вологості природного газу, та у навчальний процес кафедри електроніки та наносистем Вінницького національного технічного університету.