RU90904U1 - Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе - Google Patents
Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе Download PDFInfo
- Publication number
- RU90904U1 RU90904U1 RU2009107840/22U RU2009107840U RU90904U1 RU 90904 U1 RU90904 U1 RU 90904U1 RU 2009107840/22 U RU2009107840/22 U RU 2009107840/22U RU 2009107840 U RU2009107840 U RU 2009107840U RU 90904 U1 RU90904 U1 RU 90904U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation source
- water vapor
- radiation
- natural gas
- laser
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
1. Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе, содержащее оптическую кювету с исследуемым газом, источник излучения, работающий на длине волны, которая поглощается молекулами воды значительно сильнее, чем молекулами природного газа; оптические окна, детектор излучения, принимающий излучение от источника, и блок обработки и вычислений, подключенный к детектору и вычисляющий концентрацию водяного пара. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит зеркало или иную другую систему для увеличения длины поглощения. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник излучения имеет фиксированную длину волны, соответствующую линии поглощения воды, либо имеет возможность сканировать диапазон длин волн, содержащий линии поглощения воды. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вычислительное устройство отображает непосредственно концентрацию водяного пара, а также может выражать ее в любых других принятых формах, например в температуре точки росы и т.д. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован перестраиваемый диодный лазер. ! 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован полупроводниковый лазер с вертикальным резонатором VCSEL. ! 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован полупроводниковый лазер на квантовых каскадах. ! 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован лазер на красителях.
Description
Полезная модель относится к добыче и переработке природного газа и может быть использована на газоперерабатывающих и газотранспортных предприятиях для измерения содержания водяного пара в составе природного газа.
В настоящее время для измерения влажности природного газа используются приборы, работающие на различных физических принципах. Эти приборы и их недостатки кратко представлены ниже.
- Анализатор, измеряющий температуру конденсации паров воды на охлаждаемом зеркале (патент РФ №2346264, опубл. 2009.02.10).
- Анализатор с электролитической ячейкой (патент РФ №2263936, опубл. 2005.11.10).
- Анализаторы, использующие емкостные датчики (патент РФ №2296318, опубл. 2007.03.27). Емкость конденсатора, образованного двумя электродами и диэлектриком изменяется при изменении давления паров воды.
Эти приборы, однако, обладают рядом недостатков, а именно:
1. Длительное время измерения. Например, для образования конденсата на охлаждаемом зеркале при низкой влажности может потребоваться несколько часов.
2. Неспособность отличить воду от технологических примесей (метанол, диэтиленгликоль, СO2 и т.д.), содержащихся в природном газе. Из-за этого фактически измеряется содержание водяного раствора примесей, а не чистой воды, что может привести к существенному искажению результатов.
3. Неизбежное загрязнение чувствительного элемента прибора при помещении его в газовый поток. Поверхность датчика покрывается пленкой диэтиленгликоля, которая изолирует его от измеряемого газа.
Задачей настоящего технического решения является повышение точности измерения содержания водяного пара в природном газе, уменьшение времени, затрачиваемого на измерение и экономический эффект, связанный с упрощением обслуживания прибора.
Задача решается устройством измерения содержания водяного пара в природном газе, которое содержит: оптическую кювету для исследуемого газа, источник излучения, работающий на длине волны, которая поглощается молекулами воды значительно сильнее, чем всеми остальными компонентами исследуемой газовой смеси; оптические окна, детектор излучения, принимающий излучение от источника и блок обработки и вычислений, подключенный к детектору. Устройство может содержать зеркало или иную другую систему для увеличения длины поглощения. Источник излучения может иметь фиксированную длину волны, соответствующую линии поглощения воды, либо сканировать диапазон длин волн, содержащий линии поглощения воды. Блок обработки и вычислений может отображать непосредственно концентрацию водяного пара, а также может выражать ее в любых других принятых формах, например, в температуре точки росы и т.д. В качестве источника излучения могут использоваться разные устройства, например, перестраиваемый диодный лазер, полупроводниковый лазер с вертикальным резонатором VCSEL, полупроводниковый лазер на квантовых каскадах или лазер на красителях.
Прибор отличается от анализаторов влажности, построенных на других физических принципах тем, что:
а) спектральный принцип позволяет безошибочно отличать воду от других веществ, тем самым повышается точность измерений;
б) предлагаемый анализатор влажности не требует датчиков, входящих в контакт с исследуемым газом, поэтому отсутствие в газовом тракте чувствительного элемента избавляет от необходимости менять этот элемент при загрязнении и позволяет сэкономить на дорогостоящих процедурах по обслуживанию прибора.
в) процесс измерения занимает несколько секунд, позволяя оператору своевременно получать информацию.
На фиг.1 изображено устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе.
Оно включает в себя: оптическую кювету (1), в которую через входной штуцер (5) напускают исследуемый газ; источник излучения (2), формирующий световой луч, который входит в оптическую кювету (1) через оптические окна (8), затем распространяется через исследуемый газ вдоль кюветы (1) и, отразившись от зеркала (4) попадает на фотоприемник (3). Сигнал с фотоприемника анализируется блоком обработки (7), который вычисляет количество поглощенного в газе излучения, определяет содержание водяного пара в газе и обеспечивает запись и индикацию данных.
Устройство работает следующим образом.
Через исследуемый газовый объем пропускается оптическое излучение на такой длине волны, которая поглощается молекулами воды и одновременно является прозрачной для других компонент газового объема. По измеренной степени поглощения вычисляется содержание воды в газовом объеме. При этом не требуется помещать в газовый объем какие-либо чувствительные элементы, а значит, проблема их загрязнения не возникает. Излучение поглощается только молекулой воды, независимо от того, находится вода в чистом виде или в ней растворены какие-либо вещества, поэтому по результатам измерений вычисляется содержание воды в чистом виде, даже при значительном загрязнении газового потока технологическими примесями. Что касается времени измерения -
оно определяется только вычислительными процессами и значительно меньше времени отклика приборов, использующих равновесный принцип измерения.
Предлагаемое устройство может также использоваться для калибровки других систем измерения влажности природного газа, а также может использоваться в составе измерительного комплекса вместе с другими приборами для измерения влажности.
Claims (8)
1. Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе, содержащее оптическую кювету с исследуемым газом, источник излучения, работающий на длине волны, которая поглощается молекулами воды значительно сильнее, чем молекулами природного газа; оптические окна, детектор излучения, принимающий излучение от источника, и блок обработки и вычислений, подключенный к детектору и вычисляющий концентрацию водяного пара.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит зеркало или иную другую систему для увеличения длины поглощения.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник излучения имеет фиксированную длину волны, соответствующую линии поглощения воды, либо имеет возможность сканировать диапазон длин волн, содержащий линии поглощения воды.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вычислительное устройство отображает непосредственно концентрацию водяного пара, а также может выражать ее в любых других принятых формах, например в температуре точки росы и т.д.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован перестраиваемый диодный лазер.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован полупроводниковый лазер с вертикальным резонатором VCSEL.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован полупроводниковый лазер на квантовых каскадах.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника излучения использован лазер на красителях.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009107840/22U RU90904U1 (ru) | 2009-03-05 | 2009-03-05 | Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009107840/22U RU90904U1 (ru) | 2009-03-05 | 2009-03-05 | Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU90904U1 true RU90904U1 (ru) | 2010-01-20 |
Family
ID=42121297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009107840/22U RU90904U1 (ru) | 2009-03-05 | 2009-03-05 | Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU90904U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580380C2 (ru) * | 2010-11-12 | 2016-04-10 | Дженерал Электрик Компани | Способ и система для контроля качества пара |
-
2009
- 2009-03-05 RU RU2009107840/22U patent/RU90904U1/ru active IP Right Revival
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580380C2 (ru) * | 2010-11-12 | 2016-04-10 | Дженерал Электрик Компани | Способ и система для контроля качества пара |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205374298U (zh) | 基于tdlas的痕量气体浓度检测装置 | |
| Long et al. | Measurement of CO2 assimilation by plants in the field and the laboratory | |
| TW487800B (en) | Contaminant identification and concentration determination by monitoring the temporal characteristics of an intracavity laser | |
| CN104903704B (zh) | 进行水汽测定的可调谐二极管激光吸收光谱 | |
| NO304620B1 (no) | FremgangsmÕte og apparat for spektroskopisk mÕling av konsentrasjonen av en gass | |
| NO342715B1 (no) | Fremgangsmåte og system for detektering av fuktighet i naturgass | |
| EP2846161A1 (en) | Device for optically determining the concentration of alcohol and carbohydrates in a liquid sample | |
| CN102262061A (zh) | 一种在线检测二氧化氯气体浓度的方法和装置 | |
| CN101231240A (zh) | 测量一氧化碳浓度的仪器及方法 | |
| CN113607686B (zh) | 一种基于修正tdlas背景信号漂移的气体浓度检测方法、系统及计算机可读存储介质 | |
| CN102353634A (zh) | 烟气气体含量激光在线检测系统的在线标定方法 | |
| CN103505221A (zh) | 一种利用拉曼光谱定量检测血糖的无损方法 | |
| CN103852446B (zh) | 一种基于光腔衰荡光谱技术的血液成分识别与分析仪器 | |
| JPS6335938B2 (ru) | ||
| CN102353633A (zh) | 烟气气体含量激光在线检测方法及系统 | |
| CN114384045A (zh) | 一种痕量气体浓度和路径长度实时检测系统与方法 | |
| Xiong et al. | Hollow-waveguide-based carbon dioxide sensor for capnography | |
| RU90904U1 (ru) | Устройство для измерения содержания водяного пара в природном газе | |
| US20030192368A1 (en) | Probe for measuring alcohol in liquids | |
| RU2679905C1 (ru) | Способ и система для измерения содержания водяного пара в природном газе | |
| CN204679412U (zh) | 一种用于水质监测的背景光补偿装置 | |
| CN109001182A (zh) | 封闭容器中酒精含量的拉曼光谱无损测定方法 | |
| CN207488183U (zh) | 近红外光谱检测仪及透射平台 | |
| CN117990641A (zh) | 基于中红外吸收光谱的天然气泄漏痕量气体同步测量方法 | |
| CN206920321U (zh) | 一种基于布儒斯特定律的溶液浓度监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100306 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20130910 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140306 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20151127 |
|
| PD9K | Change of name of utility model owner | ||
| TC9K | Change in the [utility model] inventorship |
Effective date: 20180905 |
|
| PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20180927 |