УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ГИГРОМЕТРОВ - ГЕНЕРАТОР ВЛАЖНОСТИ ГАЗА Российский патент 2001 года по МПК G01W1/18 G01W1/11 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для калибровки (поверки) при рабочих давлениях конденсационных гигрометров, используемых для определения точки росы при подготовке природного газа к транспорту на установках низкотемпературной сепарации, комплексной подготовки газа, гликолевой осушки и замерных узлах, а также как генератор заданной упругости пара высших углеводородов, гликолей, спиртов и других технологических жидкостей, используемых в газовой промышленности. Возможно также использование изобретения для поверки других типов гигрометров - пьезосорбционных, диэлектрических, спектроскопических, микроволновых и других - во всех случаях, когда количество влаги, требуемое гигрометру для анализа, невелико.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для поверки конденсационных гигрометров, включающий камеру увлажнения, рабочую камеру с входным для подачи газа и выходным для подключения входного патрубка гигрометра штуцерами, влагозадающий элемент, газоперекачивающий агрегат, датчик и регулятор температуры. При этом влагозадающим элементом является рабочая камера, в которой приготавливается газ с определенной влажностью за счет редукции насыщенного парами воды газа из камеры увлажнения (см. В.М.Плотников и др. Контроль состава и качества природного газа. Л.: Недра, 1983, с. 99-100).

Недостатками вышеупомянутого устройства являются:
- отсутствие контроля за полнотой насыщения газа влагой в камере увлажнения;
- значительные погрешности измерений давлений в камере увлажнения и в рабочей камере;
- необходимость получать требуемую точку росы расчетным путем;
- большие габариты и вес.

Указанные недостатки определяли низкую точность задания таким генератором влажности температуры точки росы для поверяемого прибора - гигрометра при его поверке и его большую массу.

При создании изобретения решалась задача повышения точности задания температуры точки росы для поверяемого прибора за счет обеспечения циркуляции газа по замкнутому циклу в системе "генератор - гигрометр" при поверке последнего, а также уменьшение размеров генератора влажности.

Данная задача решается следующим образом. В устройстве для поверки конденсационных гигрометров, содержащем камеру увлажнения и рабочую камеру с входным для подачи газа и выходным для подключения входного патрубка гигрометра штуцерами, влагозадающий элемент, газоперекачивающий агрегат, датчик и регулятор температуры, камера увлажнения совмещена с рабочей камерой, влагозадающий элемент и газоперекачивающий агрегат размещены в рабочей камере, а устройство снабжено дополнительным штуцером для подключения выходного патрубка гигрометра. Кроме этого, влагозадающий элемент может быть выполнен в виде термоэлектрического холодильника, а газоперекачивающий агрегат - в виде вентилятора.

Данное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема предлагаемого генератора влажности в сборе с поверяемым прибором - гигрометром.

Устройство для поверки конденсационных гигрометров - генератор влажности газа состоит из рабочей камеры 1 с входным штуцером 2 подачи газа и двумя выходными 3 и 4 штуцерами подключения входного 5 и выходного 6 патрубков поверяемого прибора (гигрометра) 7. В рабочей камере 1 размещены влагозадающий элемент, выполненный в виде термоэлектрического холодильника 8 и газоперекачивающий агрегат - в виде вентилятора 9, установленные последовательно по потоку газа, а также датчик температуры 10. Генератор снабжен блоками питания холодильника 11, управления током холодильника 12 и измерения температуры и ее индикации 13. Входной штуцер 2 снабжен вентилем 14, а штуцеры 3 и 4 снабжены вентилями 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке устройства к работе через штуцер 2 при открытых вентилях 14, 15 и 16 объемы гигрометра 7 и рабочей камеры 1 устройства заполняют переувлажненным газом до рабочего давления, после этого вентиль 14 закрывают. При этом точка росы газа в системе "генератор - гигрометр" становится равной температуре стенок (температуре окружающей среды) Т_р=Т_с. Затем включают вентилятор 9 и в замкнутой системе "генератор - гигрометр" создают непрерывную циркуляцию газа. После этого включают блок питания холодильника 11 и задают в блоке управления током холодильника 12 какое-либо значение температуры Т_х холодильника 8 (Т_х<Т_с). При этом температура холодильника 8 начинает падать и, достигнув значения Т_х, поддерживается далее электронными блоками 11, 12 и 13 постоянной независимо от температуры внешней среды.

Избыточная влага, находящаяся в объемах рабочей камеры 1 и гигрометра 7, начинает конденсироваться на холодильнике 8, а газ, циркулирующий между этими объемами, постепенно становится все более сухим, т.е. его точка росы начинает снижаться: Т_р--->Т_х. Через некоторое время, определяемое конструктивными параметрами генератора и гигрометра (мощность вентилятора, поверхность холодильника, газодинамическим сопротивлением штуцеров и соединительных трубок и т.д.), вся влага, соответствующая разнице влагосодержания насыщенного пара при температуре Т_с и Т_х, осядет на холодильнике 8, а влажность циркулируемого газа будет равна насыщенной влажности при температуре Т_х, т. е. точка росы газа станет равной Т_х : Т_р = Т_х. После этого включают поверяемый прибор - гигрометр 7 и проводят его калибровку. По достижении зеркальцем гигрометра 7 точки росы, на нем начнет конденсироваться влага. При этом точка росы газа Т_р вначале может понизиться на небольшую величину δT, которая зависит от чувствительности поверяемого прибора и размеров зеркальца. Однако, ввиду общности циркулируемого в гигрометре 7 и рабочей камере потока и наличия конденсата на холодильнике 8, это отклонение будет автоматически устранено испарением с него такого же количества влаги, какое сконденсировалось на зеркальце гигрометра, т.е. со временем δT → 0, Т ---> 0, и значение точки росы восстановится. То же самое, только в обратном переводе, произойдет и при возгонке влаги с зеркальца.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит камеру увлажнения и рабочую камеру 1 с входным 2 для подачи газа и выходным 3 для подключения входного патрубка гигрометра штуцерами, влагозадающий элемент 8, газоперекачивающий агрегат 9, датчик 10 и блок индикации 13 температуры. Камера увлажнения совмещена с рабочей камерой, влагозадающий элемент и газоперекачивающий агрегат размещены в рабочей камере. Устройство снабжено дополнительным штуцером 4 для подключения выходного патрубка гигрометра. Технический результат: повышение точности задания температуры точки росы поверяемого прибора, уменьшение размеров генератора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для поверки конденсационных гигрометров, содержащее камеру увлажнения, рабочую камеру с входным для подачи газа и выходным для подключения входного патрубка гигрометра штуцерами, влагозадающий элемент, газоперекачивающий агрегат, датчик температуры, блок измерения и индикации температуры, отличающийся тем, что камера увлажнения совмещена с рабочей камерой, а влагозадающий элемент, газоперекачивающий агрегат и датчик температуры размещены в рабочей камере, снабженной дополнительным штуцером для подключения выходного патрубка гигрометра. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что влагозадающий элемент выполнен в виде термоэлектрического холодильника, а газоперекачивающий агрегат - в виде вентилятора.