Цифровой высокочастотный измеритель влажности природного газа

Пример использования цифрового фазового детектора – цифровой высокочастотный измеритель влажности природного газа.

1. генератор высокочастотных колебаний

2. опорная измерительная ячейка, представляющую собой коаксиальную линию

3. измерительная ячейка, аналогично опорной

4. узел осушки

5. фазовращатель

6. усилитель ограничитель

7. логический элемент «исключающее ИЛИ»

8. ФНЧ

9. масштабный усилитель

10. цифровой вольтметр

Принцип работы: природный газ через байпасную линию направляется в измерительную ячейку 3 в полость коаксиальной линии, заполняя ее средой ε*= ε’fj ε’’, где ε* есть функция от влажности. Потом поток газа из 3 идет в осушитель 4, где молекулы, содержащиеся в природном газе, поглощаются сорбентом. Затем осушенный газ заполняет полость опорной ячейки 2. Т.О. полость коаксиальной линии ячейки 2 заполняется средой ε_о*= ε_о’fj ε_о’’, т.е. средой с диэлектрической пропускаемостью сухого газа. Т.О. две одинаковой геометрической длины коаксиальная измерительная ячейка оказывается заполненными одним и тем же природным газом с одинаковыми компонентами за исключением воды. Поскольку диэлектрическая проницаемость очень высока, то ε*> ε_о* и соответственно длина коаксиальной линии 3 > коаксиальной линии 2. электрический сигнал ячейки 3 проходит больший путь по сравнению с 2, что вызывает сдвиг фазы между этими сигналами на выходе из ячеек. Оба сигнала подаются на усилитель ограничитель 6 в котором формируется из синусоидальной формы сигнала типа меандр. Затем оба сигнала типа меандр имеющие сдвиг фазы между собой подаются на 7 формирующий импульс сигнала у длина, которого пропорциональна U1 и U2 и преобразовывается в ФНЧ в постоянное напряжение пропорциональное сдвигу фаз между U1 и U2, измеряется цифровым вольтметром 10. величина напряжения на цифровом отсчетном устройстве вольтметре пропорционально содержанию воды в природном газе. Фазовращатель 5 и масштабный усилитель 9 необходимы для калибровки и регулировки прибора.