[發明專利]用于天然氣的便攜式水分分析儀

有效

• 申請號: 201780080452.7
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN110383032B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 約翰·桑羅馬;約翰·普爾;阿尼魯達·蘇地爾·韋林;吉恩·波科維茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣基礎設施傳感有限責任公司
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N33/22;G01N21/39
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 秦振

提供了用于對天然氣中的水分含量進行分析的方法、裝置和系統。在一個實施方案中，提供了一種便攜式水分分析儀系統，并且所述系統可包括水分分析儀和殼體。所述水分分析儀可包括可調諧二極管激光吸收光譜儀(TDLAS)和天然氣樣品調節系統。所述TDLAS可被配置來檢測天然氣樣品內的水蒸氣含量。所述樣品調節系統可與所述TDLAS流體連通，并且可被配置來調節天然氣樣品的溫度、流率和壓力中的至少一者。所述殼體可被配置來將所述水分分析儀接收在其中并保護所述水分分析儀免受振動和/或沖擊。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年12月27日提交的標題為“Portable Moisture Analyzer ForNatural Gas”的美國臨時專利申請號62/439,273的權益，所述申請全文以引用方式并入。

背景技術

諸如水蒸氣等水分可以是從地下抽取的天然氣中發現的不期望的組分。在一方面，水蒸氣可降低天然氣的燃料值(由每單位質量的燃燒生成的能量)。在另一方面，水蒸氣可冷凝成液體，并且所述液體可導致天然氣抽取、運輸和貯存設備的腐蝕。在另一方面，液態水可損壞利用天然氣的設備，諸如渦輪機。由于這些原因，會期望限制天然氣料流中存在的水蒸氣濃度。

在一些情況下，標準做法是周期性地或連續地測量天然氣料流在氣體抽取系統的不同位置(諸如抽取位點、管道和貯存位點)處的水蒸氣濃度，以驗證這些位置處的天然氣料流符合水蒸氣含量限值。在一個實例中，可建立用于現場天然氣測量的固定監測設施。在另一實例中，可獲取天然氣樣品并將其運輸至遠程實驗室進行分析。

發明內容

總體上，提供用于確定從氣體源抽取的氣體(并且特別是流經管道的天然氣)的水分含量的裝置、系統以及方法和裝置。

在一個實施方案中，提供了一種便攜式水分分析儀系統，并且所述系統可包括水分分析儀、內殼和外殼。水分分析儀可包括水分傳感器、流體導管網絡、樣品調節系統和儀表板。水分傳感器可被配置來檢測氣體樣品內的水蒸氣含量并輸出包括表示檢測到的水蒸氣含量的數據的水分信號。流體導管網絡可與水分傳感器流體連通，并且流體導管網絡可在入口與出口之間延伸。流體管道網絡還可被配置來在入口處從氣體源接收原始氣體樣品流。樣品調節系統可包括沿流體導管網絡定位在入口與水分傳感器之間的一個或多個調節裝置。調節裝置可被配置來調整由流體導管網絡接收的原始氣體樣品流的壓力和流率中的至少一者并從原始氣體樣品流過濾出微粒和液體污染物，以向水分傳感器提供經調節氣體樣品流。儀表板可包括相對的第一側和第二側。調節裝置中的每一個和流體導管網絡的一部分可安裝在儀表板的第一側上。內殼可限定一個或多個內殼腔體，所述內殼腔體的尺寸被設定來接收水分分析儀的包括水分傳感器的一部分，并且內殼可耦接至儀表板的第一側。外殼可限定外殼腔體，所述外殼腔體的尺寸被設定來接收內殼和水分分析儀。外殼和內殼可被配置來減弱穿過其傳輸至水分傳感器的振動。

在另一實施方案中，外殼可包括底座和被配置來可逆地密封至所述底座的蓋子。當蓋子密封至底座時，外殼可以是基本上不透流體的。

在另一實施方案中，水分傳感器可包括激光吸收光譜儀。所述光譜儀可包括可逆地可附接部分，所述可逆地可附接部分包括鏡子。所述內殼還可包括延伸穿過側壁的通道，所述通道的尺寸可被設定來用于接收可逆地可附接部分。所述光譜儀可定位在內殼內，使得可逆地可附接部分能夠穿過通道觸及。

在另一實施方案中，流體導管網絡可包括形成入口部分、調節部分、傳感器部分和出口部分的多根導管。所述入口部分可在入口與調節部分之間延伸，并且所述入口部分可安裝在儀表板的第一側上。所述調節部分可在入口部分與傳感器部分之間延伸，并且所述調節部分可安裝在儀表板的第一側上。所述調節裝置可沿調節部分定位。所述傳感器部分可在調節部分與出口部分之間延伸。水分傳感器可沿傳感器部分定位。所述出口部分可在傳感器部分與出口之間延伸，并且所述出口部分可安裝在儀表板的第一側上。