Разработка и исследование лазерного преобразователя информации для системы непрерывного автоматического контроля точек росы

• Автор: Агальцов, Андрей Геннадиевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 152 с. : ил.

1. Технические требования и методы контроля качества природного газа по температуре точки росы

1.1. Технические требования к показателям качества газа

1.2.Анализ методов определения точек росы природного газа по влаге и углеводородам

1.3. Направления дальнейшего совершенствования конденсационного метода измерения влажности

1.4. Постановка задачи исследования и определение путей ее решения

2. Разработка нового способа измерения температур точек росы газа конденсационным методом и его реализация в виде лазерного интерференционного преобразователя информации
2.1. Анализ преобразователей информации, используемых в существующих системах измерения точек росы конденсационного типа
2.2. Теоретические положения физической оптики, использованные при разработке нового способа измерения точек росы природного газа
2.3. Разработка схемы и элементов конструкции информационноизмерительного преобразователя (ИИП), реализующего новый способ измерения точки росы
3. Результаты экспериментальных исследований нового способа измерения и разработка алгоритма функционирования лазерного интерференционного ИИП

в составе системы непрерывного контроля точек росы

3.1 Научно-исследовательский комплекс на базе интерференционного ИИП
3.2. Разработка принципов измерения точек росы и критериев разделения на зеркале конденсирующихся примесей
3.3. Разработка алгоритма измерения точек росы с помощью лазерного интерференционного ИИП

3.4. Техническая реализация лазерного интерференционного ИИП и алгоритма измерения точек росы в виде промышленной информационно-измерительной
системы непрерывного контроля точек росы
4. Результаты лабораторных и промышленных испытаний лазерного интерференционного ИИП в составе Анализатора «КОНГ-Прима-Ю»
4.1.Результаты лабораторных испытаний лазерного интерференционного ИИП
4.2. Результаты испытаний лазерного интерференционного ИИП в условиях промышленной эксплуатации
4.3. Результаты внедрения ИИС непрерывного контроля качества газа по
температуре точки росы с лазерным интерференционным ИИП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение А. Лазерный информационно- измерительный преобразователь.

Приложение Б. Внешний вид Анализатора КОНГ-Прима-Ю
Приложение В. Основные технические характеристики анализатора «КОНГПрима-Ю
Приложение Г. Сертификат об утверждении типа средств измерений
Приложение Д. Акт приемочных испытаний анализатора
Приложение Е. Протокол ведомственных испытаний

Природный газ на сегодняшний день является одним из самых распространенных источников энергии. Для подачи газа потребителю по магистральным газопроводам требуется его промысловая подготовка и заводская обработка - осушка и извлечение ценных компонентов (в частности, тяжелых углеводородов).
В нефтяной и газовой промышленности разработаны технические требования по показателям качества природного газа, предназначенного для дальнего магистрального транспорта, а также для использования в промышленности и быту. Важнейшими показателями качества являются точки росы природного газа по влаге и углеводородам, определяющие условия однофазного транспорта газа. Кроме того, допустимое содержание в газе влаги и углеводородов определяется в контрактах на поставку российского газа экспортерам^, 2] и их несоблюдение карается штрафными санкциями.
Поэтому любые неточности по определению точек росы по влаге и углеводородам на различных этапах подготовки и транспорта газа могут привести к существенным финансовым потерям.
Следовательно, контроль точек росы природного газа, определяющих содержание в нем влаги и тяжелых углеводородов должен быть непрерывным, автоматическим и достоверным.
Среди средств автоматического контроля точек росы наиболее перспективными считаются информационно- измерительные системы конденсационного типа, реализующие прямой метод измерения температуры точки росы. Наиболее известные зарубежные системы контроля точек росы фирм Ametek (США) и Michel instruments (Великобритания) используют комбинированный способ измерения: точка росы по углеводородам измеряется конденсационным методом, а точка росы по влаге - сорбционным методом. Единственной на данный момент системой определения точек росы по влаге и углеводородам, реализующей конденсационный метод измерения, является
При сложении двух одинаково направленных гармонических колебаний с одинаковой частотой со, но разными амплитудами А1 и А2 и разными фазами (р1 и ф2 возникает новое гармоническое колебание той же частоты. Амплитуда результирующего колебания
Ар = А + А2 +2*Л1Д,со5(!> , (2.7)
где 5 = ф| - ф2. разность фаз.
Для фазы ф результирующего колебания справедливо соотношение:
_ 4.8ША+Л2.ЯПр2
А,, соэф, + А2.со5<р2
Для получения дальнейших соотношений введем понятие оптической разности хода двух лучей. Оптической разностью хода А называют разность оптических длин путей, проходимых этими лучами [37]:
Л = п1*х,-п2*х2, (2.9)
где каждое слагаемое представляет собой оптическую длину пути, пройденную лучом в данной среде с показателем преломления п.
Связь между разностью фаз 5 двух лучей и разностью хода этих лучей можно получить на основании соотношений (2.6) и (2.9):
8 = 2л(х2 — х, )/Л = 2яА/Л, (2.10)
Где X] и х2 - оптическая длина пути при 111 = п2= 1,0.
Зависимость разности хода оптических лучей от толщины пленки конденсата на зеркале гигрометра
Рассмотрим отражение и преломление падающего от источника излучения света в тонкой пленке конденсата с показателем преломления п.
Зависимость разности хода интерферирующих лучей А от толщины пленки Ь и угла падения лучей а можно получить из геометрической схемы, представленной на рис. 2.5.
Из рисунка следует, что разность хода интерферирующих лучей 1 и 2, имеет вид:
А = (АВ+ВС)* п- КС+А/2. (2.11)