Газодинамічні дросельні методи та пристрої аналізу і синтезу газових сумішей

(19)

де Р_а і Р_б - відповідно міждросельні тиски гілок моста, утворених дроселями 1, 2 і дроселями 3, 4; F₁,…, F₅ - функції, що відповідають витратним характеристикам відповідних дроселів; H_і і Ш- відповідно комплекси, визначувані конструкціями дроселів і теплофізичними параметрами газу (складом ГС).

Із системи рівнянь (19) можна одержати математичні моделі всіх окремих і конкретних випадків дросельної мостової вимірювальної схеми. Зокрема для мостової схеми пристрою встановлення рівності ГДО КЕ на одному газі відповідно до рис. 3 математична модель має вигляд

, (20)

де P_da=; д_а=d₁/d₂; V_a=+1; в_a=2(л_a-1)/K₂; л_a=l₁/l₂; b_a=W_a/V_a; W_a=+л_a; Щ_a=(+щ_a X)^0,5; щ_a=K₂P₁₂/; P_dб=+; д_б=d₃/d₄; V_б=+1; в_б=2(л_б-1)/K₄; л_б=l₃/l₄; K₄=m/; b_б=W_б/V_б; W_б=+л_б; Щ_б=(+щ_б X)^0,5; щ_б=K₄P₁₂/; d₁…d₄ і l₁…l₄ - відповідно діаметри і довжини прохідних каналів КЕ моста.

Другим прикладом математичної моделі, яку можна одержати із системи (19), є модель дросельної мостової схеми газоаналізатора для вимірювання концентрації компонентів бінарної ГС. Цей міст утворений годинниковими каменями (дроселі 1 і 4), скляними капілярами (дроселі 2 і 3) і витратоміром у вихідній діагоналі, і його модель має вигляд

(21)

де f_i= р/4, X_m=2,4055?10^-4 M/T, A_i=4 р м l_i/m.

Система (21) була використана для оптимізації дросельної схеми для вимірювання концентрації водню в азоті.

Шостий розділ присвячений питанням побудови і моделювання пристроїв АСГС, зокрема розширенню можливостей дросельних газоаналітичних пристроїв, принципам побудови ГДС і розробленню математичного апарату для моделювання і оптимізації синтезаторів, побудованих на дроселях з рівними і кратними ГДО.

Виконаними дослідженнями показано, що суттєве розширення можливостей дросельного методу ГА можна досягнути шляхом поєднання його з іншими методами аналізу, що дозволяє аналізувати багатокомпонентні суміші. Особливо перспективним є поєднання ГД методу з хімічними методами ГА, що забезпечує селективність, високі чутливість і точність вимірювань. На базі досліджень сорбційних дросельних схем розроблено і випробувано аналізатор суміші азот-водень-вуглекислий газ, яка є однією з найпоширеніших трьохкомпонентних сумішей. Схема аналізатора (рис. 6) містить два ідентичні дросельні мости 5 і 6, побудовані на Т-Л і Л-Т подільниках тиску, поглинальну камеру 4, обчислювач з відліковим пристроєм 8, а також стабілізатори 3 і 7 абсолютного тиску, теплообмінник 2 і редуктор 1. Розрахунок параметрів дросельних елементів вимірювальних мостів аналізатора виконаний з допомогою розроблених математичних моделей. Випробування аналізатора і його алгоритмічного забезпечення проводилися з метою перевірки принципової можливості визначення складу багатокомпонентних ГС за допомогою ГД вимірювальних перетворювачів із поглинальними камерами. Випробуваннями встановлено: середньоквадратичне відхилення результатів вимірювання не перевищувало 0,6 об. %, похибки вимірювання концентрацій компонентів не перевищують 1,5 об. %.

Розроблені наступні методи і принципи побудови ГД синтезаторів ГС із точно заданим складом, з допомогою яких можна в неперервному режимі генерувати суміші, незалежно змінювати концентрації окремих компонентів і атестувати суміші за співвідношенням ГДО дроселів суматора.

Показано, що для побудови ГД синтезаторів оптимальною є схема суматора потоків (рис. 7), яка забезпечує однотипний синтез сумішей довільної кількості N компонентів. Важливо також, що суматор N-компонентної суміші може одночасно давати і суміші з меншою кількістю (N-1, N-2, ..., 2) компонентів, а в цілому - 2^N-N-1 різних видів (за складом компонентів) сумішей. Так, наприклад, з допомогою суматора п'яти компонентів (N=5) можна отримати 26 видів сумішей. Це відкриває шлях для побудови ГД синтезаторів широкого призначення, наприклад, синтезатора для перевірки парку газоаналізаторів на основні промислові гази (О₂, N₂, СО₂, СН₄, Н₂).

Концентрація r_i і-того компонента на виході суматора визначається формулою

(22)

де G_i , G_j і G_У - витрата i-го, j-го компонента і суміші.

Задання різних концентрацій компонентів у ГД синтезаторах доцільно здійснювати застосуванням в каналах компонентів замість окремих дроселів пакетів дроселів з дискретно змінюваним опором (із змінною кількістю увімкнених дроселів). Такий пакет (рис. 8) дозволяє отримати 2ⁿ-1 різних значень ГДО пакету за умови, що опір кожного дроселя є іншим. Синтезатор на базі суматора з однаковими (n₁=n₂=…=n_N) пакетами в каналах може готовити до (2ⁿ-1)^N варіантів N-компонентних сумішей. Так, наприклад, при N=3 і n=4 можливі 3375 варіантів потрійних сумішей з різними концентраціями компонентів, а також 675 варіантів бінарних сумішей трьох видів (1-2, 1-3, 2-3). Кількість С всіх варіантів сумішей на базі суматора N потоків (компонентів) з однаковими пакетами дорівнює

(23)

де - кількість видів (за видом компонентів) сумішей одного типу (за числом компонентів), яка визначається правилами комбінаторики; i - індекс виду суміші (і=0 для N-компонентної суміші, і=1 для (N-1)-компонентної, ... і= N-3 для потрійної, і= N-2 для бінарної суміші).

Для суматора з різними пакетами (n_j) кількість сумішей всіх типів та видів -

(24)

де {1, 2, …, N}_N-i - вибірка неповторюваних наборів з кількістю N-i цифр.

Приклад. Схема суматора потоків трьох різних компонентів містить пакети з наступними кількостями дроселів n₁=2, n₂=3, n₃=4. Згідно з формулою (24) такий суматор може забезпечити приготування 486 різних сумішей, з них 315 потрійних, 21 бінарних виду 1-2, 45 бінарних виду 1-3 і 105 бінарних виду 2-3. Варто підкреслити, що таку кількість різних сумішей може приготовити синтезатор, побудований всього на дев'яти дроселях.

Суттєвою перевагою ГД синтезаторів є можливість одержання низьких концентрацій компонентів, зокрема застосуванням багатостадійного розчинення. Побудова дросельних синтезаторів для сумішей з мікроконцентраціями компонентів (наприклад, порядку 0,01%) вимагає або застосування дроселів з великою різницею в довжинах чи в діаметрах їх прохідних каналів (наприклад, в 10⁴ разів), або використання надто великої кількості (наприклад, порядку 10³) дроселів в каналах компонентів, концентрація яких має бути високою. Багатостадійне розчинення (рис. 9) завдяки відповідній композиції базових дросельних схем (подільників і суматорів) дозволяє уникнути великої різниці в конструктивних розмірах дроселів, а тим самим і у витратах компонентів синтезованої суміші, завдяки чому у каналах всіх компонентів можна застосовувати помірну кількість дроселів (наприклад до десяти) і підвищується точність задання концентрацій. ГДО дроселів суматорів і подільників відрізняються, як правило, на порядок, що уможливлює суттєве пониження концентрації газу 1 на кожній стадії і дозволяє одержати прийнятні конструктивні розміри дроселів.

Показано, що зменшення впливу зовнішніх факторів вимагає забезпечення однакових умов дроселювання усіх компонентів синтезованої суміші: застосування однотипних дроселів з однаковою формою прохідного каналу і з відповідним співвідношенням його розмірів; забезпечення однакової температури дроселювання всіх компонентів синтезованої суміші; забезпечення однакових тисків на входах і відповідно на виходах всіх дроселів даної стадії приготування суміші; застосування з'єднувальних каналів синтезатора (підвідних та відвідних) однакової конструкції безпосередньо біля дроселів і з прохідним перерізом, принаймні на порядок більшим за прохідний переріз дроселів.

Другим шляхом зменшення впливу завад є забезпечення стабільних умов дроселювання компонентів синтезованої суміші, зокрема стабілізування температур і тисків усіх компонентів в дроселях, що забезпечується стабілізуванням температурного поля в корпусі пристрою і стабілізуванням тисків на входах і відповідно на виходах всіх дозуючих дроселів.

Показано, що у ГД синтезаторах як дроселі необхідно застосувати капілярні елементи (скляні або металеві капілярні трубки). Перевагами капілярів відносно інших типів дроселів є: можливість точної підгонки значення ГДО, зокрема шляхом зміни довжини капіляра; можливість зміни характеру витратної характеристики співвідношенням діаметр-довжина прохідного каналу; стабільність конструкивних розмірів прохідного каналу (особливо скляних); технологічність монтажу капілярів; висока точність математичного опису витратної характеристики капілярів. Для побудови високоякісних синтезаторів слід використовувати скляні капіляри. Попередній підбір капілярів для довільних газів (компонентів синтезованої суміші) здійснюють розрахунковим шляхом з витратної характеристики капіляра -

, (25)

де Z = Y·Р₁₂, Y = K·X .

Важливою перевагою застосування капілярів є можливість оптимізації сума-тора за критерієм мінімуму похибок концентрацій від основних факторів впливу. При цьому параметрами оптимізації є геометричні розміри прохідних каналів капілярів - d₁,..., d_N , l₁,..., l_N. Необхідними умовами компенсації зміни тисків на входах і виходах капілярів суматора є:

К₁· Х₁ = К₂· Х₂ =...= K_N · X_N і Р₁ = Р₂ =...= Р_N , Р₁ = Р₂=...= Р_N , (26)

де Р_і і Р_і - відповідно тиски на входах і на виходах дозуючих дроселів суматора.

Запропонована умова забезпечення компенсації змін температури компонентів у вигляді:

D_i = (D_j н_j - 2 T о_ji ) / ( н_{і мji} ); , (27)

де Di=1/Їi+1, Dj=1/Їj+1, Їi=(Zi+1)^Ѕ, Їj=(Zj+1)^Ѕ, ні=мі+2віТ, нj=мj+2вjТ, в - коефіцієнт при Т лінійної апроксимації вязкості, T=Ti=Tj, оij=вj-ві дмji, дмji=мj/мі .

Показані переваги застосування у ГД синтезаторах лінійних дроселів. Для забезпечення компенсації змін зовнішніх тисків на входах і виходах синтезатора з багатостадійним розчиненням необхідним є забезпечення лінійності витратних характеристик усіх дроселів синтезатора, умовою якої є

. (28)

Особливо важливим принципом побудови розроблених нами ГД синтезаторів є застосування дроселів з однаковими ГДО (ГДП) на одному та різних газах, що дозволяє досягнути особливо високої точності приготування ГС. Виготовити такі дроселі можна з точністю, яка набагато перевищує точність атестації ГС відомими методами. Точна підгонка співвідношення ГДО дроселів здійснюється за допомогою спеціальних пристроїв для встановлення рівності ГДО на одному газі й на різних газах (рис. 3 і рис. 4). Ці пристрої дозволяють підігнати опір двох дроселів (кожен з яких може бути окремим капіляром або пакетом кількох паралельно з'єднаних капілярів) з дуже високою точністю, так, відносна похибка відхилення ГДО підібраних капілярних трубок може не перевищувати 0,001 %. Використання таких дроселів дозволяє атестувати суміш за співвідношенням кількостей дроселів в каналах компонентів.

Побудова синтезаторів на дроселях з рівними ГДО для сумішей з концентраціями компонентів, які значно відрізняються між собою, вимагає встановлення в каналах окремих компонентів суматора значної кількості дроселів однакового ГДО. В таких випадках запропоновано застосовувати замість багатьох дроселів однакового ГДО один еквівалентний дросель, ГДО якого дорівнює сумарному опору замінюваних дроселів і є кратним відносно ГДО окремого із замінюваних дроселів. Виготовлення еквівалентних дроселів з кратним ГДО або ГДП здійснюється з допомогою пристрою для встановлення рівності ГДО на одному газі (рис. 3).

Розділ 6 присвячений також розв'язанню оптимізаційних задач, які виникають при побудові ГД синтезаторів на дроселях з рівними і кратними ГДО. Розроблені методи моделювання і оптимізування таких синтезаторів, зокрема на базі теорії чисел. У зв'язку з цим поставлені й вирішені два типи задач, розв'язання яких необхідне при проектуванні пристроїв для перевiрки газоаналiтичної апаратури.

Формулювання задачi першого типу - для заданої довільної кількості n₁…n_N встановлених дроселів в каналi кожного компоненту знайти: а) кiлькiсть рiзних ГС, якi можна отримати залученням різної кiлькостi дроселів із встановлених; б) склади рiзних сумiшей (концентрацiї кожного компоненту), а також відповідні кiлькостi залучених дроселів в кожному каналi. Математичне формулювання цієї задачi - для заданих N множин чисел типу N_і={1, 2, 3,..., n_і-1, n_і}, і=1, 2, …, N знайти набори взаємно простих чисел (ВПЧ), сформованих з елементів множин N_і (кожен елемент з іншої множини), та кiлькiсть таких наборiв. ВПЧ в наборах - це кількості залучених дросельних елементів однакового опору в каналах компонентів. Кількість наборів ВПЧ - це кількість різних ГС.

Аналіз відомих залежностей для одержання наборів ВПЧ показав, що вони мають обмежене застосування і тому запропоновано використовувати інші методи, зокрема метод перебору чисел і метод з використанням алгоритму Евкліда для зна-ходження найбільшого спільного дільника. На базі цих методів розроблені алгорит-ми і програми, які використані для побудови синтезаторів різного призначення.

Для обчислення кількості C(n₁,n₂) варіантів різних концентрацій компонен-тів бінарної суміші (пар ВПЧ вибраних з множин N₁, N₂) розроблена залежність

, (29)

де n₁, n₂ - кількість елементів множин N₁, N₂; dA - число d є дільником числа A; d=[p_i, p_i*p_j, p_i*p_j*p_k, …]; A - число, що можна записати у вигляді A= p_1* p_2*..._* p_r , де p_і min(n₁, n₂) - прості числа; [A] - ціла частина числа A; (d) - функція Мебіуса.

Приклад. Нехай n₁=7, n₂=10. Знаходимо: min(7,10)=7, p=[2, 3, 5, 7], А=2·3·5·7=210, d=[1, 2, 3, 5, 6, 7]. Згідно з формулою (29) C(7,10)=47, тобто синтезатор, в каналі одного компонента якого встановлено 7 дроселів однакового опору, а в каналі іншого - 10 дроселів такого ж опору, може готувати 47 сумішей з різними концентраціями компонентів.

Для обчислення кількості C(n₁,…,n_N) варіантів різних концентрацій N-компонентної суміші (наборів ВПЧ, вибраних з множин N₁,…, N_N) розроблена залежність

. (30)

Приклад. Нехай n₁=n₂=n₃=6. Знаходимо: min(6,6,6)=6, p=[2, 3, 5], А=2·3·5=30. d=[1, 2, 3, 5, 6]. Згідно з формулою (30) C(6,6,6)=181, тобто ГДС трикомпонентної суміші, в каналі кожного компонента якого встановлено по 6 дроселів однакового опору, може готувати 181 суміш з різними концентраціями компонентів.

Задача другого типу - знайти мiнiмально можливi кiлькостi n_і дроселів, які б забезпечили синтез ГС заданого складу, якщо вiдомий дiапазон вимiрювання газоаналiзатора і розмiщення концентраційних точок перевiрки у дiапазоні вимiрювання. Математичне формулювання цієї задачi - знайти вектори n_і=[n_і1, n_і2,..., n_ім], в яких елементи з однаковими другими індексами складають набори ВПЧ, що забезпечують виконання умов для перевірки газоаналiтичної апаратури; м - кiлькiсть таких наборiв, яка визначається кiлькiстю визначуваних компонентів і перевірюваних концентраційних інтервалів кожного компонента. Розроблений алгоритм дозволяє одержати мiнiмальну кiлькість дроселів синтезатора при забезпеченні можливості готування сумішей для усіх перевірюваних концентраційних інтервалів кожного компонента.

Розроблені методи, алгоритми і програми в середовищі MATLAB дозволяють мінімізувати кількість дроселів (та відповідно операцій встановлення рівності опорів дроселів синтезатора) і визначати кількість залучених дроселів для одержання заданих концентрацій.

У сьомому розділі на базі нових методів синтезу газових сумішей з використанням дроселів з рівними і кратними ГДО (ГДП) розроблено методи і пристрої калібрування аналітичних приладів і оцінювання впливу супутніх компонентів з метою використання їх для метрологічного забезпечення контролю технологій.

Якісна і ефективна робота теплових електричних станцій безпосередньо залежить від можливості отримання достовірної первинної інформації про хід технологічних процесів. Контроль і оптимізація процесів згоряння палива у значній мірі повинні базуватися на неперервному визначенні складу димових газів, проте застосуванню аналізаторів в практиці котельних установок не в останню чергу перешкоджає проблема метрологічної перевірки таких приладів.

На базі сформульованих нами принципів розроблений і впроваджений синтезатор ГС O₂-N₂ для перевірки газоаналізаторів з діапазоном вимірювання 0-21 % об.О₂. Цей синтезатор побудований на різновеликих дроселях 9...11 (рис.10). В каналах 1 і 2 чистих компонентів встановлено послідовно зєднані стабілізатори 3 і 4 надлишкового тиску, регульовані дроселі 5 і 6, теплообмінники 7 і 8, а також капілярні елементи 9...12. В каналі O₂ встановлено три КЕ 9...11, а в каналі N₂ - КЕ 12. Виходи КЕ 9...12 зєднані між собою і утворюють вихідний канал 13, по якому приготовлена ГС подається до споживача. На виходах КЕ 9...11 встановлені електромагнітні клапани 14...16. Комбінація відкритих клапанів 14...16 визначає концентрацію O₂ на виході синтезатора. Для створення умов компенсації впливу змін тисків на виході джерел чистих газів використовується вирівнювання тисків на входах КЕ 9...12. Вирівнювання тисків забезпечують шляхом зєднання каналів 1 і 2 вхідними каналами 17 і 18 вирівнювача тисків і відведення газів через регульований дросель 19 на скид. Основними елементами вирівнювача тисків є зєднувач 20 потоків і регульований дросель 19. З допомогою регульованих дроселів 5, 6 і 19 можна регулювати витрату газу, що йде на скид із виходу вирівнювача тисків, а також значення тиску на входах КЕ 9...12. Конструктивні розміри КЕ 9...12 синтезатора визначають концентрації компонентів синтезованих ГС. Крім цього, співвідношення цих конструктивних розмірів повинно забезпечувати компенсацію зміни тисків на входах і виходах КЕ. Вирівнювання тисків компонентів на виходах КЕ 9...12 здійснюється шляхом зєднання без ГД втрат виходів КЕ, що утворюють канал 13 готової ГС. Синтезатор готує пять ГС таких концентрацій 7, 9.5, 15.3, 19 %об. O₂ в N₂, при цьому КЕ 9, 10, 11 призначені для приготування сумішей концентрацій 7, 9.5 і 19 %об. O₂ в N₂. Для приготування 15.3 %об. O₂ в N₂ використовується включення двох КЕ 9 і 10, а для перевірки початкової точки шкали діапазону газоаналізатора з виходу синтезатора подається чистий N₂. Результати виконаних випробувань синтезатора показали, що розроблений пристрій має точність задання концентрації кисню 0,56 % відн., а відтворюваність складу суміші (середньоквадратичне відхилення випадкової складової похибки концентрації компонентів) - 0,055 % відн.

На ТЕС використовують переважно газоаналізатори з діапазоном вимірювання 0...10 %об.О₂ у випадку спалювання твердого палива, 0...2%об.О₂ - рідкого і 0...5 %об.О₂ - газоподібного палива. Для метрологічної перевірки такого парку газоаналізаторів з врахуванням вимог нормативних документів потрібно 9 бінарних сумішей O₂-N₂ з різними концентраціями кисню в інтервалі 0...10 %об.О₂. Цим вимогам відповідає розроблений синтезатор ГС повітря-азот на дроселях з рівними і кратними провідностями. На рис.11 показана схема з'єднання дроселів синтезатора (без комутуючих елементів), при цьому співвідношення між ГДО дроселів таке: R₂=R₁/2; R₃=R₁/4; R₄=R₁/6; R₅= R₁/13. Табл.1 демонструє комбінації підключення дроселів і відповідні їм концентрації кисню у суміші. Зауважимо, що застосування такого синтезатора вимагає лише джерела стисненого повітря і балона з азотом замість семи балонів з ГС.

Таблиця 1

Для визначення складу димових газів і розрахунку втрат тепла з недопалом доцільно використовувати хроматографи. Основу димових газів складають азот, вуглекислий газ, кисень, метан, водень і чадний газ, їх загальний вміст складає, як правило, 99,8...99,9 %. Решта компонентів димових газів є на рівні мікроконцентрацій і практично не впливають на визначення втрат тепла. На рис. 12 показана схема синтезатора, на виході якого утворюється суміш, придатна для метрологічної перевірки хроматографів. Застосування нових принципів побудови ГДС уможливило розроблення нових методів градуювання хроматографа, оцінювання впли-ву супутніх компонентів і компенсації його при вимірюванні. З цією метою крім вказаних основних компонентів як окремий компонент для синтезатора введений гелій (цей компонент має відповідати газу-носію хроматографа). Синтезатор забезпечує калібрування хроматографа на кожний компонент окремо (одночасна зміна концентрації гелію не впливає на співвідношення піків хроматограми).

Розчинення відбувається у дві стадії, кожен суматор має у своєму складі два пакети із змінною кількістю увімкнених дроселів (для компонента і для гелію), п'ять суматорів готують трикомпонентну суміш компонент-метан-гелій і тому мають додатковий пакет капілярів постійного опору (або окремий капіляр еквівалентного опору) для метану. Перша стадія розчинення для всіх компонентів (крім метану) здійснена з допомогою суматорів потоків, побудованих на базі дросельних елементів: 1 - для гелію; 2 - для компонента; 3 - для метану. Один суматор побудований лише на двох дросельних елементах 1 і 3. Друга стадія має місце внаслідок змішування всіх сумішей після першої стадії, внаслідок чого концентрації всіх компонентів суміші доводяться до рівня їх концентрацій у природному газі.

Співвідношення ГДО дросельних елементів 2 і 3 всіх суматорів визначає конкретні значення концентрацій компонентів синтезованої суміші. Для зміни концентрації якогось компонента необхідно змінити опір відповідного пакету капілярів 2, а також одночасно змінити на таку ж величину але в протилежному напрямку опір пакету 1 цього ж суматора. При цьому капіляри пакетів 1 і 2 мають бути попарно рівновеликими за опором, а значення опорів капілярів у пакеті залежать від діапазону можливих концентрацій компонента у природному газі. При такій побудові схеми в кожному пакеті встановлено по чотири еквівалентних дроселі для отримання градуювальної кривої за чотирма точками.

Енергетична здатність природного газу прямо залежить від його складу, наприклад, збільшення частки азоту призводить до зменшення його енергетичної здатності приблизно на таку ж частку, а збільшення частки вищих вуглеводнів - до зростання калорійності газу. Для визначення як компонентного складу природного газу, так і його енергетичної здатності найбільш поширеним і визнаним методом в багатьох країнах світу є хроматографічний метод. Аналіз практичного використання хроматографів для природного газу виявив, що точність визначення концентрації усіх компонентів є явно недостатньою, а для компонентів з концентрацією менше 0,01% вимірювання фактично перетворюється в індикацію наявності компонента. Причиною цьому в основному є існуюча практика калібрування хроматографів, зокрема за однією, або двома сумішами з цілком іншими концентраціями усіх компонентів, що явно суперечить вимогам метрології.

На рис. 13 показана схема формування потоків компонентів в генераторі, на виході якого утворюється суміш, що за своїм складом і властивостями є аналогом природного газу і яка завдяки відомому з високою точністю складу придатна для градуювання хроматографів. На цій схемі показані тільки дроселі 1,...5, 7 пакет 6 із змінною кількістю увімкнених дроселів і канали, що з'єднують ці дроселі з входами чистих компонентів синтезованої суміші, між собою, виходом готової суміші і скидом надлишку проміжної суміші.

Для забезпечення задач генератора у його схемі використані усі розроблені в розділі 6 нові принципи побудови ГДС. Так, зокрема, у зв'язку з тим, що концентрація метану набагато перевищує концентрації всіх інших компонентів у схемі передбачено розчинення метаном у кілька стадій всіх решти компонентів. Після третьої стадії змішування концентрація всіх компонентів синтезованої суміші (крім метану) понижується до рівня верхньої границі вимірювання, натомість концентрація метану наближається відповідно до рівня нижньої границі вимірювання (див. табл. 2, колонка n=0). Остання четверта стадія розчинення призначена для одержання сумішей з різними концентраціями компонентів в усьому діапазоні вимірювання, де суміш розчиняється метаном з допомогою суматора потоків, складеного з дроселів 5 і 6. При цьому дросель 5 виконаний у вигляді окремого капіляра, а 6 - у вигляді пакета із шести капілярів, які виконані як еквівалентні дроселі з різним коефіцієнтом n кратності, що дозволяє одержати 64 варіантів сумішей з малим кроком зміни концентрацій компонентів в усьому діапазоні вимірювання. Приклади таких сумішей показані в табл.2.

Основу природного газу складають сім компонентів (метан, етан, азот, пропан, вуглекислий газ, бутан), їх загальний вміст становить, як правило, більше 99,9 % і на явність домішок інших компонентів (зокрема вищих вуглеводнів) практично не впливає на енергоємність газу, особливо на тлі сучасної точності визначення витрати (кількості) газу. Для усунення впливу супутніх компонентів під час градуювання і вимірювання у продуковану генератором суміш введений як додатковий компонент гелій (у разі використання його як газу-носія у хроматографі).

Таблиця 2