KR102221039B1 - 천연 가스용 휴대형 수분 분석기 - Google Patents

천연 가스용 휴대형 수분 분석기 Download PDF

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Abstract

천연 가스 내 수분 함량을 분석하는 방법, 디바이스 및 시스템이 제공된다. 일 실시예에서, 휴대형 수분 분석기 시스템이 제공되고, 수분 분석기 및 하우징을 포함할 수 있다. 상기 수분 분석기는 튜닝 가능한 다이오드 레이저 흡수 분광기(TDLAS) 및 천연 가스 샘플 컨디셔닝 시스템을 포함할 수 있다. 상기 TDLAS는 천연 가스 샘플 내의 수증기 함량을 검출하도록 구성될 수 있다. 상기 샘플 컨디셔닝 시스템은 상기 TDLAS와 유체 연통될 수 있으며, 천연 가스 샘플의 온도, 흐름률 및 압력 중 적어도 하나를 컨디셔닝하도록 구성될 수 있다. 상기 하우징은 내부에 상기 수분 분석기를 수용하고 진동 및/또는 충격으로부터 상기 수분 분석기를 보호하도록 구성될 수 있다.

Description

천연 가스용 휴대형 수분 분석기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에 병합된, 발명의 명칭이 "Portable Moisture Analyzer For Natural Gas"인, 2016년 12월 27일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/439,273의 이익을 주장한다.
수증기와 같은 수분은 지하에서 추출된 천연 가스에서 발견되는 바람직하지 않은 성분일 수 있다. 일 양태에서, 수증기는 천연 가스의 연료 값(단위 질량당 연소에 의해 발생되는 에너지)을 감소시킬 수 있다. 다른 양태에서, 수증기는 액체로 응축될 수 있으며 이 액체는 천연 가스 추출, 수송 및 저장 장비에 부식을 일으킬 수 있다. 다른 양태에서, 액체 물은 터빈과 같은 천연 가스를 이용하는 장비를 손상시킬 수 있다. 이러한 이유로, 천연 가스 스트림에 존재하는 수증기의 농도를 제한하는 것이 바람직할 수 있다.
일부 경우에, 추출 장소, 파이프라인 및 저장 장소와 같은 가스 추출 시스템의 여러 위치에서 천연 가스 스트림의 수증기 농도를 주기적으로 또는 연속적으로 측정하여 이들 위치에서 천연 가스 스트림이 수증기 함량 한도를 충족시키는지를 확인할 수 있는 것이 표준 실무일 수 있다. 일례로, 현장에서 천연 가스를 측정하기 위한 고정된 모니터링 시설이 설치될 수 있다. 다른 예에서 천연 가스 샘플을 수집하여 분석을 위해 원격 실험실로 수송할 수 있다.
일반적으로, 가스 공급원으로부터 추출된 가스, 특히 파이프라인을 통해 흐르는 천연 가스의 수분 함량을 결정하기 위한 디바이스, 시스템 및 방법과 디바이스가 제공된다.
일 실시예에서, 휴대형 수분 분석기 시스템이 제공되고, 상기 휴대형 수분 분석기 시스템은 수분 분석기, 내부 하우징 및 외부 하우징을 포함할 수 있다. 상기 수분 분석기는 수분 센서, 유체 도관 네트워크, 샘플 컨디셔닝 시스템(sample conditioning system) 및 기기 패널(instrument panel)을 포함할 수 있다. 상기 수분 센서는 가스 샘플 내의 수증기 함량을 검출하고 검출된 수증기 함량을 나타내는 데이터를 포함하는 수분 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 유체 도관 네트워크는 상기 수분 센서와 유체 연통될 수 있고, 상기 유체 도관 네트워크는 입구와 출구 사이에서 연장될 수 있다. 상기 유체 도관 네트워크는 상기 입구에서 가스 공급원으로부터 원시 가스 샘플(raw gas sample)의 흐름을 수신하도록 더 구성될 수 있다. 상기 샘플 컨디셔닝 시스템은 상기 입구와 상기 수분 센서 사이에 상기 유체 도관 네트워크를 따라 위치된 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스를 포함할 수 있다. 상기 컨디셔닝 디바이스는 상기 유체 도관 네트워크에 의해 수신된 원시 가스 샘플 흐름의 압력과 흐름률 중 적어도 하나를 조절하고 상기 원시 가스 샘플 흐름으로부터 미립자 및 액체 오염물을 여과하여 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 상기 수분 센서에 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 기기 패널은 대향하는 제1 측과 제2 측을 포함할 수 있다. 각각의 상기 컨디셔닝 디바이스 및 상기 유체 도관 네트워크의 일부는 상기 기기 패널의 제1 측 상에 장착될 수 있다. 상기 내부 하우징은 상기 수분 센서를 포함하는 상기 수분 분석기의 일부를 수용하는 치수를 갖는 하나 이상의 내부 하우징 공동을 한정할 수 있고, 상기 내부 하우징은 상기 기기 패널의 제1 측에 결합될 수 있다. 상기 외부 하우징은 상기 내부 하우징 및 상기 수분 분석기를 수용하는 치수를 갖는 외부 하우징 공동을 획정할 수 있다. 상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징은 상기 수분 센서를 통해 전달되는 진동을 감쇠시키도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 외부 하우징은 베이스, 및 상기 베이스를 가역적으로 밀봉하도록 구성된 뚜껑(lid)을 포함할 수 있다. 상기 외부 하우징은 상기 뚜껑이 상기 베이스에 밀봉될 때 실질적으로 유체 기밀될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 수분 센서는 레이저 흡수 분광기를 포함할 수 있다. 상기 분광기는 미러를 포함하는 가역적으로 부착 가능한 부분을 포함할 수 있다. 상기 내부 하우징은 상기 가역적으로 부착 가능한 부분을 수용하는 치수를 가질 수 있는 측벽을 통해 연장되는 채널을 더 포함할 수 있다. 상기 분광기는 상기 가역적으로 부착 가능한 부분이 상기 채널을 통해 접근 가능하도록 상기 내부 하우징 내에 위치될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 유체 도관 네트워크는 입구 부분, 컨디셔닝 부분, 센서 부분 및 출구 부분을 형성하는 복수의 도관을 포함할 수 있다. 상기 입구 부분은 상기 입구와 상기 컨디셔닝 부분 사이에서 연장될 수 있고, 상기 입구 부분은 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착될 수 있다. 상기 컨디셔닝 부분은 상기 입구 부분과 상기 센서 부분 사이에서 연장될 수 있고, 상기 컨디셔닝 부분은 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착될 수 있다. 상기 컨디셔닝 디바이스는 상기 컨디셔닝 부분을 따라 위치될 수 있다. 상기 센서 부분은 상기 컨디셔닝 부분과 상기 출구 부분 사이에서 연장될 수 있다. 상기 수분 센서는 상기 센서 부분을 따라 위치될 수 있다. 상기 출구 부분은 상기 센서 부분과 상기 출구 사이에서 연장될 수 있고, 상기 출구 부분은 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 입구 부분은 차단 제어 인터페이스(isolation control interface)의 제어 하에 상기 수분 분석기 내의 원시 흐름률(raw flow rate)을 조정하도록 구성된 차단 밸브(isolation valve)를 포함할 수 있다. 상기 차단 제어 인터페이스는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 입구 부분은, 상기 컨디셔닝 부분에 의해 수신되기 전에 상기 원시 가스 샘플 흐름의 압력을 측정하도록 구성된 입구 압력 게이지를 더 포함할 수 있다. 상기 입구 압력 게이지는 상기 기기 패널에 장착할 수 있고, 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 판독 가능할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 상기 원시 가스 샘플 흐름으로부터 액체를 여과하고 임계 액체 체적보다 더 적은 액체 함량을 갖는 여과된 가스 샘플 흐름을 제공하도록 구성된 분리기를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 유체 도관 네트워크는 상기 제1 컨디셔닝 디바이스와 상기 출구 사이에서 연장되는 우회 부분(bypass portion)을 더 포함할 수 있다. 상기 우회 부분은 우회 밸브를 포함할 수 있다. 상기 우회 부분은 우회 흐름률로 상기 원시 가스 샘플로부터 여과된 액체를 포함하는 우회 흐름을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 우회 밸브는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근할 수 있는 우회 제어 인터페이스의 제어 하에 상기 우회 흐름률을 조정하도록 구성할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 분리기는 상기 샘플 컨디셔닝 시스템으로부터 제거하기 위해 상기 기기 패널의 상기 제2 측을 통해 접근 가능할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 분리기는 임계 압력 감소를 초과하는 압력 강하가 상기 컨디셔닝 부분으로 진입하는 것을 야기하는 원시 가스 샘플의 흐름을 실질적으로 억제하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 상기 분리기와 상기 수분 센서 사이에 개재된 샘플 밸브를 포함할 수 있다. 상기 샘플 밸브는 샘플 제어 인터페이스의 제어 하에 상기 여과된 가스 샘플 흐름의 흐름률을 조정하도록 구성될 수 있다. 상기 샘플 제어 인터페이스는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근할 수 있다. 상기 샘플 밸브는 미리 결정된 흐름률 범위 내의 흐름률을 갖는 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 유체 도관 네트워크는 상기 입구 부분과 상기 릴리프 출구(relief outlet) 사이에서 연장되는 릴리프 부분, 및 상기 릴리프 부분을 따라 위치된 릴리프 벤트(relief vent)를 포함할 수 있다. 상기 릴리프 벤트는 릴리프 제어 인터페이스의 제어 하에 상기 입구 부분으로부터 상기 릴리프 출구로 원시 가스의 흐름을 허용하도록 구성될 수 있다. 상기 릴리프 제어 인터페이스는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근할 수 있다.
상기 복수의 도관은 상기 입구 부분, 상기 컨디셔닝 부분 및 출구 부분을 형성하는 제1 도관 세트, 및 상기 센서 부분을 형성하는 제2 도관 세트를 포함할 수 있다. 상기 제2 도관 세트의 적어도 일부는 상기 제1 도관 세트보다 덜 강성일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 휴대형 수분 분석기 시스템은 온도 센서, 압력 센서, 및 제어기를 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 상기 수분 센서에 의해 수신된 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름의 측정된 온도를 나타내는 데이터를 포함하는 온도 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 압력 센서는 상기 수분 센서에 의해 수신된 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름의 측정된 압력을 나타내는 데이터를 포함하는 압력 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 제어기는 상기 수분 신호, 상기 온도 신호 및 상기 압력 신호를 수신하고, 수신된 수분 신호, 온도 신호 및 압력 신호에 기초하여 상기 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름에 대한 조절된 수분 함량을 결정하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 휴대형 수분 분석기 시스템의 중량은 50 파운드(lb) 이하일 수 있다.
수분 함량을 분석하는 방법이 더 제공된다. 일 실시예에서, 방법은 수분 분석기 시스템의 가역적으로 밀봉 가능한 외부 하우징을 개방하여 기기 패널을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 방법은, 가스 공급원으로부터, 상기 기기 패널 상에 위치된 상기 수분 분석기의 입구로, 원시 가스 압력 및 원시 가스 흐름률로 원시 가스 샘플 흐름을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 방법은, 상기 외부 하우징의 외부 하우징 공동 내에 배치된 수분 분석기의 샘플 컨디셔닝 시스템에 의해, 상기 원시 가스 압력과 상기 원시 가스 흐름률 중 적어도 하나를 조절하여 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 샘플 컨디셔닝 시스템의 적어도 일부는 상기 수분 분석기의 기기 패널의 제1 측에 장착될 수 있고, 상기 샘플 컨디셔닝 시스템을 제어하도록 구성된 하나 이상의 사용자 인터페이스 객체는 상기 기기 패널의 제2 측에 장착될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 방법은 상기 수분 분석기의 수분 센서에 의해 상기 샘플 컨디셔닝 시스템으로부터 상기 컨디셔닝된 가스 샘플을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 수분 센서는 상기 기기 패널의 상기 제1 측에 장착된 내부 하우징 내에 장착될 수 있고 상기 내부 하우징으로부터 이격될 수 있다. 상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징은 상기 수분 센서를 통해 전달되는 진동을 감쇠시키도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 상기 수분 센서와 통신하는 제어기에 의해, 수분 신호, 압력 신호 및 온도 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 각각의 신호는 상기 수분 센서에 의해 수신된 상기 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름의 수분 함량, 압력, 및 온도를 나타내는 데이터를 각각 포함한다. 상기 방법은, 상기 제어기에 의해, 상기 수신된 수분 신호, 온도 신호 및 압력 신호에 기초하여 조절된 수분 함량을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 가스 공급원은 천연 가스 파이프라인일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은, 상기 원시 가스 샘플 흐름을 상기 수분 분석기의 상기 입구에 제공하기 전에, 상기 수분 분석기 시스템을 상기 가스 파이프라인 장소로 수송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 휴대형 수분 분석기의 중량은 50 파운드 이하일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 수분 센서는 미러를 포함하는 가역적으로 부착 가능한 부분을 포함하는 분광기를 포함할 수 있다. 상기 내부 하우징은 상기 가역적으로 부착 가능한 부분을 수용하는 치수를 가질 수 있는 측벽을 통해 연장되는 채널을 더 포함할 수 있다. 상기 분광기는, 상기 내부 하우징과 상기 수분 분석기가 함께 결합된 상기 외부 하우징으로부터 제거될 때 상기 채널을 통해 상기 가역적으로 부착 가능한 부분에 접근할 수 있도록 상기 내부 하우징 내에 위치될 수 있다.
이들 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 휴대형 수분 분석기 시스템을 포함하는 동작 환경의 일 예시적인 실시예의 개략도;
도 2는 외부 하우징, 내부 하우징 및 수분 분석기를 포함하는, 도 1의 휴대형 수분 분석기 시스템의 일 예시적인 실시예의 분해 사시도;
도 3은 도 2의 내부 하우징 및 수분 분석기를 도시하는 분해 사시도;
도 4는 도 2의 수분 분석기의 기기 패널의 일 예시적인 실시예를 도시하는 개략도;
도 5는 도 2의 수분 분석기의 유체 도관 네트워크의 일 예시적인 실시예를 도시하는 개략도;
도 6a는 도 1의 휴대형 수분 분석기 시스템의 다른 예시적인 실시예를 도시하는 상면도;
도 6b는 도 1의 휴대형 수분 분석기 시스템의 다른 예시적인 실시예를 도시하는 저면도; 및
도 7은 천연 가스 샘플의 수분을 분석하는 방법의 일 예시적인 실시예를 나타내는 흐름도.
도면은 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니라는 것이 주목된다. 도면은 본 명세서에 개시된 주제의 일반적인 양태만을 도시하려고 의도된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다.
수증기와 같은 수분은 지하로부터 추출된 천연 가스에서 발견되는 바람직하지 않은 성분일 수 있다. 수분 함량이 특정 한도를 초과하지 않는 것을 보장하기 위해 추출된 천연 가스의 수분 함량을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 수분 함량을 측정하는 것은 천연 가스 스트림(예를 들어, 파이프라인)으로부터 천연 가스 샘플을 제거하고, 천연 가스 샘플을 컨디셔닝하고, 컨디셔닝된 천연 가스 샘플을 분석기에 제공하여 수분 함량을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 컨디셔닝하는 것은 흐름률, 압력 및 온도와 같은 천연 가스 샘플의 하나 이상의 파라미터를, 분석기가 안전하게 동작하여 여러 샘플의 수분 함량을 측정하는 것이 명목상 동일한 조건 하에서 이루어지는 것을 보장하는데 적합한 미리 정해진 범위 내로 조절할 수 있다. 그러나, 고정된 현장 시설 및 천연 가스 샘플을 원격 실험실 시설로 수송하는 것과 같은 일부 기존의 측정 방법에는 문제가 있다. 일례로, 고정된 시설은 설치 및 운영에 많은 비용이 소요될 수 있다. 다른 예로, 천연 가스 샘플을 수송하는 것은 시간 소모적일 수 있으며 샘플이 오염될 위험이 있다. 파이프라인과 같은 원격 위치에서 천연 가스 샘플을 측정할 때 이러한 문제는 더욱 확대될 수 있다. 따라서, 휴대형 수분 분석기 시스템 및 이를 사용하는 방법이 제공된다. 휴대형 수분 분석기 시스템은 독립적인 폼 팩터(form factor)이고 보호 인클로저 내에 수용된 수분 센서와 샘플 컨디셔닝 시스템을 포함할 수 있다. 보호 인클로저는, 샘플 컨디셔닝 기능, 안전성, 측정 속도 및 측정 정확도를 동시에 유지하면서, 수분 센서 및 샘플 컨디셔닝 시스템을 진동 및 충격으로부터 보호하고 천연 가스 파이프라인 상의 하나의 테스트 지점으로부터 다른 테스트 지점으로 수송하는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다.
휴대형 수분 분석기 시스템의 실시예는 이하에서 파이프라인으로부터 수신된 천연 가스 샘플의 수증기 함량을 측정하는 맥락에서 논의된다. 그러나, 개시된 실시예는 임의의 가스 공급원으로부터 수신된 가스 샘플을 측정하는 데에도 사용될 수 있다. 또한, 개시된 실시예는 제한 없이 수증기 이외의 천연 가스 샘플 내의 미량의 오염물을 측정하도록 구성될 수 있다.
도 1은 파이프라인(106) 내에 포함된 천연 가스(104)의 흐름의 수분 함량을 측정하도록 구성된 휴대형 수분 분석기 시스템(102)을 포함하는 동작 환경(100)의 일 예시적인 실시예를 도시한다. 파이프라인(106)은 원시 천연 가스 샘플 흐름 또는 원시 샘플 흐름(104r)이라고 불리는, 파이프라인으로부터 천연 가스 흐름을 추출하도록 구성된 포트(108)를 포함할 수 있다. 휴대형 수분 분석기 시스템(102)은 외부 하우징(110), 내부 하우징(112) 및 수분 분석기(114)를 포함할 수 있다. 이하 상세히 설명하는 바와 같이, 외부 하우징(110)은 내부 하우징(112) 및 수분 분석기(114)를 포함하도록 구성되고 가역적으로 밀봉될 수 있는 반면, 내부 하우징(112)은 수분 분석기(114)의 일부에 더 결합될 수 있다.
사용 전에, 휴대형 수분 분석기 시스템(102)은, 외부 하우징(110)이 밀봉된 위치에 있는 상태에서, 지정된 파이프라인 위치로 수송될 수 있다. 수송 동안, 외부 하우징(110)은 수분 분석기(114)를 환경으로부터 보호할 수 있다. 특정 실시예에서, 밀봉 상태에 있을 때, 외부 하우징(110)은 국제 표준 EN 60529(예를 들어, 영국 BS EN 60529:1992, 유럽 IEC 60509:1989)에 정의된 바와 같이 IP66 수준에서 침입 방지를 제공할 수 있다. IP66 보호 수준은 전기 장비를 해칠 수 있는 먼지를 방지하기에 충분한 침입 방지 및 모든 방향에서 저압 워터 제트를 방지하기에 충분한 수분 방지를 나타낸다. 외부 하우징(110) 및 내부 하우징(112)은 수송 동안 나타나는 진동 및 충격으로부터 수분 분석기(114)를 더 보호할 수 있다.
사용 시, 외부 하우징(110)은 수분 분석기(114)에 접근을 제공하도록 개방될 수 있다. 파이프라인(106)은 (예를 들어, 도관을 통해) 수분 분석기(114)와 유체 연통되어 원시 샘플 흐름(104r)을 제공하도록 배치될 수 있다. 원시 샘플 흐름(104r)을 수신하면, 수분 분석기(114)는 원시 샘플 흐름의 흐름률, 압력 및 온도 중 하나 이상을 컨디셔닝하여 컨디셔닝된 샘플 흐름을 제공할 수 있다. 이 컨디셔닝된 샘플 흐름은 이후 수분 함량을 결정하기 위해 분석될 수 있다.
도 2는 외부 하우징(202), 내부 하우징(204), 및 수분 분석기(206)의 분해도를 도시하는, 휴대형 수분 분석기 시스템(200)의 일 예시적인 실시예의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 외측 하우징(202)은 힌지(hinge)(214)에서 베이스(212)에 선회 가능하게 부착된 뚜껑(210)을 갖는 서류 가방형 폼 팩터로 형성된다. 베이스(212)는 내부 하우징(204) 및 수분 분석기(206)를 수용하는 치수를 갖는 외부 하우징 공동(216)을 획정할 수 있다. 뚜껑(210)은 수분 분석기(206)로 접근을 허용하는 개방된 위치와, 뚜껑(210)이 베이스(212)와 밀봉을 형성할 수 있는 폐쇄된 위치 사이에서 선회될 수 있다. 특정 실시예에서, 밀봉은 뚜껑(210)과 베이스(212)의 각각의 면들이 접촉하는 것에 의해 형성된 실질적으로 유체 기밀 밀봉이어서, 외부 하우징(202)을 통해 유체 및/또는 먼지가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 외부 하우징(202)은 걸쇠(clasp), 래치(latch) 및 등과 같은 부착 기구(220)를 포함하여 뚜껑(210)이 닫힐 때 외부 하우징(202)이 밀봉되는 것을 용이하게 할 수 있다.
외부 하우징(202)은 수분 분석기를 물리적 손상으로부터 보호하도록 구성된 재료로 형성될 수 있다. 일례로서, 외부 하우징(202)은 금속, 플라스틱 등과 같은 비교적 강해서 손상에 저항성이 있는 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 외부 하우징(202)은 펠리칸(Pelican)TM 케이스(캘리포니아주 토런스에 소재하는 펠리칸 프로덕츠사(Pelican Products, Inc.))일 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예(도시되지 않음)에서, 외부 하우징은 제한 없이 다른 폼 팩터를 채택할 수 있다.
도 3은 내부 하우징(204) 및 수분 분석기(206)를 도시하는 분해 사시도이다. 수분 분석기(206)는 기기 패널(300), 유체 도관 네트워크(302), 샘플 컨디셔닝 시스템(304) 및 수분 센서(306)를 포함할 수 있다. 아래에서 보다 상세히 논의된 바와 같이 샘플 컨디셔닝 시스템(304), 및 유체 도관 네트워크(302)의 일부는 기기 패널(300)의 제1 측(300a)에 장착되어 수분 분석기(206)의 진동 및 충격 저항을 향상시킬 수 있다. 수분 분석기(206)를 제어하기 위한 사용자 인터페이스가 제1 측(300a)에 대향하는 기기 패널(300)의 제2 측(300b)에 또한 장착될 수 있다.
내부 하우징(204)은 기기 패널(300)의 제1 측(300a)에 장착될 수 있고, 수분 분석기(206)의 적어도 일부(예를 들어, 유체 도관 네트워크(302), 샘플 컨디셔닝 시스템(304), 및 수분 센서(306))를 캡슐화할 수 있다. 따라서, 수분 분석기(206) 및 내부 하우징(204)이 외부 하우징(202) 내에 배치될 때, 수분 분석기(206)는 진동 및 충격으로부터 실질적으로 차단될 수 있다. 내부 하우징(204)은 수분 분석기(206)의 적어도 일부를 캡슐화하고 외부 하우징(202) 내에 안착되기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 내부 하우징(204)은 하나 이상의 발포체(foam) 층으로 형성될 수 있다. 발포체는 하나 이상의 기능적 특성을 위해 선택될 수 있다. 일 양태에서, 발포체는 난연성(예를 들면, 자가-소화성)일 수 있다. 예로서, 발포체는 미리 결정된 인화성 등급(flammability rating)(예를 들어, UL 94 5VA)을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 발포체는 정전기 방지성(anti-static)이고/이거나 정전기 방전(electrostatic discharge: ESD)에 저항성이 있을 수 있다. 추가적인 양태에서, 내부 하우징(204)은 누설되는 가연성 가스를 위한 자유 체적을 제한하여, 인화성 위험을 최소화하고 휴대형 수분 분석 시스템의 안전성을 향상시키도록 구성될 수 있다. 적합한 발포체 재료는, 예를 들어, 가교 결합된 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 실시예에서, 발포체의 이들 특징 또는 다른 특징은 휴대형 수분 분석기 시스템(200)이 국가 소방 협회(National Fire Protection Association)(예를 들어, NFPA 70: National Electrical Code [NEC], 2017 edition)에 의해 정의되거나 및/또는 연방 법전 규칙(Code of Federal Register: CFR) 1910.399의 타이틀(Title) 29에 성문화된 바와 같은 클래스 1 디비전 2/존 2 위험 지역 인증(Class 1 Division 2/Zone 2 hazardous area certification)것을 충족할 수 있게 할 수 있다. 즉, 휴대형 수분 분석 시스템(200)의 실시예는 장애 동안 인화성/폭발성 가스의 가연성 레벨을 포함하는 환경에서 사용하기 위해 인증될 수 있다.
또 다른 양태에서, 발포체는 상대적으로 경량이면서 충격 및 진동을 흡수하도록 구성된 미리 결정된 기계적 성질을 소유할 수 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 휴대형 수분 분석 시스템(200)의 실시예는 미국 산업 안전 보건국(Occupational Health and Safety Administration: OSHA)에 의해 지정된 1인 리프트 한도인 약 50 파운드 이하의 중량을 갖게 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 내부 하우징(204)은 4개의 층(310, 312, 314, 316)을 포함할 수 있다. 제1 층(310)은 기기 패널(300)에 인접하여 위치될 수 있고, 제1 층(310)은 제1 내부 하우징 공동(310c)을 포함할 수 있다. 제1 내부 하우징 공동(310c)은 제1 층(310)의 두께를 통해 연장될 수 있고, 제1 내부 하우징 공동(310c)은 이를 통해 유체 도관 네트워크(302) 및 샘플 컨디셔닝 시스템(304)을 수용하는 치수를 가질 수 있다. 제2 층(312)은 제1 층(310)에 인접하여 위치될 수 있고, 제2 층(312)은 하나 이상의 제2 내부 하우징 공동(312c)을 포함할 수 있다. 제2 내부 하우징 공동(312c)은 유체 도관 네트워크(302) 및 샘플 컨디셔닝 시스템(304)의 일부를 안착시키는 치수를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수분 센서(306)는 제2 층(312)과 제3 층(314) 사이에 개재될 수 있다. 제3 층(314)은 제2 층(312)에 인접하여 위치될 수 있고, 제3 층(314)은 하나 이상의 제3 내부 하우징 공동(314c)을 포함할 수 있다. 제3 하우징 내부 공동(314c)은 수분 센서(306)의 일부(예를 들어, 하부 부분)를 안착시키는 치수를 가질 수 있다. 제2 층(312)은 제2 내부 하우징 공동(312c)(도시되지 않음)을 포함하는 것과 반대쪽 면에 추가적인 내부 하우징 공동을 포함할 수 있고, 제3 층(314)의 이러한 추가적인 내부 하우징 공동은 수분 센서(306)의 다른 부분(예를 들어, 상부 부분)을 안착시키도록 구성될 수 있다. 제4 층(316)은 제3 층(314)에 인접하여 그리고 제2 층(312)에 대향하여 위치될 수 있다.
특정 실시예에서, 수분 센서(306)는 튜닝 가능한 다이오드 레이저 흡수 분광기(tunable diode laser absorption spectrometer: TDLAS) 형태일 수 있다. TDLAS 수분 센서의 실시예는 전체 내용이 본 명세서에 병합된, 2016년 3월 18일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Fluid Analyzer Absorption Cell"인 미국 가특허 출원 번호 62/310,333에 상세히 논의되어 있다. 요약하면, TDLAS는 흡수 셀 내에서 천연 가스 샘플을 수신하고, 천연 가스 샘플을 통해 여러 파장을 갖는 레이저 광을 통과시킬 수 있다. TDLAS는 광의 경로 길이를 증가시키고 TDLAS의 감도를 향상시키기 위해 광을 반사하도록 구성된 미러를 일 단부에 포함할 수 있다. 서로 다른 파장에서 흡수되는 광의 양을 측정하면 흡수 스펙트럼을 생성할 수 있고, 수분 및 천연 가스에 대응하는 측정된 흡수 스펙트럼 내의 피크를 식별할 수 있다. 베어 법칙(Beer's Law)에 따르면, 천연 가스 샘플에 의해 흡수되는 광의 양은 광의 경로에 존재하는 수증기의 양에 비례하여, 하나 이상의 신호의 형태로 TDLAS에 의해 출력되는 데이터로 표현될 수 있는 수분 함량의 직접 측정값을 제공할 수 있다.
TDLAS의 실시예는 다른 수분 센서에 비해 다수의 장점을 제공할 수 있다. 일 양태에서, TDLAS는 광을 사용하여 천연 가스 샘플의 수분 함량을 측정하기 때문에, TDLAS는 천연 가스 샘플의 수분 농도의 변화를 매우 신속하게 측정할 수 있다. 다른 양태에서, TDLAS의 응답 시간은 천연 가스 샘플이 유체 도관 네트워크를 통해 TDLAS로 이동하는데 필요한 시간에 의해서만 제한될 수 있다. 일례로서, TDLAS의 응답 시간은 약 10초 미만일 수 있다. 또 다른 양태에서, TDLAS의 교정은 연장된 시간 기간(예를 들어, 수 년) 동안 안정하게 유지될 수 있어, 산화알루미늄 수분 탐침에 존재할 수 있는 빈번한 교정을 할 필요성을 피할 수 있게 한다. 추가적인 양태에서, TDLAS는 석영 결정 마이크로 저울(quartz crystal microbalance: QCM) 기반 분석기에서 발견되는 (예를 들어, 스크러버(scrubber)로 수분 함량을 제거하기 위해) 차동 측정할 것을 요구하지 않는다. 또 다른 양태에서, 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 컨디셔닝된 샘플 흐름을 측정하기 위해 사용될 때, TDLAS는 PPMv(part per million by volume) 수준의 정확성 및 반복성을 제공할 수 있다. 이러한 수준의 정확성과 재현성은 최신 고정된 장소 및 실험실 분석기와 필적될 수 있다.
도 4는 기기 패널(300)의 예시적인 실시예를 도시하는 개략도이고, 도 5에 도시된 유체 도관 네트워크(302)의 실시예와 관련하여 논의된다. 도시된 바와 같이, 유체 도관 네트워크(302)는 기기 패널(300)의 제2 측(300b)으로부터 접근 가능한 입구(500i) 및 출구(500o)를 포함할 수 있다. 입구(500i) 및 출구(500o)는 기기 패널(300)에서 유체 라인(도시되지 않음)을 통해 천연 가스 파이프라인과 같은 가스 공급원에 유체적으로 결합되도록 각각 구성될 수 있다. 입구(500i) 및 출구(500o)는 가스 공급원과의 결합을 용이하게 하기 위해 신속 연결/신속 해제 기구를 더 채용할 수 있다.
유체 도관 네트워크(302)는 입구(500i)로부터 출구(500o)로 연장되는 복수의 도관을 포함할 수 있고, 도관은 입구 부분(502), 컨디셔닝 부분(504), 센서 부분(506) 및 출구 부분(510)을 형성할 수 있다. 유체 도관 네트워크(302)의 적어도 일부는 기기 패널(300)의 제1 측(300a)에 장착될 수 있고, 이하에서 상세히 논의되는 바와 같이, 다양한 흐름 제어 밸브가 유체 도관 네트워크(302)를 따라 위치되어 통과하는 천연 가스의 흐름을 조정할 수 있다. 밸브는 기기 패널(300)의 제2 면으로부터 접근 가능한 인터페이스에 의해 더 제어될 수 있다.
유체 도관 네트워크(302)의 입구 부분(502)은 입구(500i)와 컨디셔닝 부분(504) 사이에서 연장될 수 있고, 이 입구 부분은 기기 패널(300)의 제1 측(300a) 상에 장착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 입구 부분(502)은 기기 패널(300)의 제2 측(300b)으로부터 접근 가능한 차단 제어 인터페이스(512i)의 제어 하에 원시 샘플 흐름(104r)이 입구 부분(502)을 통해 흐르는 것을 허용하거나 억제하도록 구성된 차단 밸브(512)를 포함한다. 특정 실시예에서, 차단 제어 인터페이스(512i)는 차단 밸브(512)에 결합된 회전 가능한 노브(knob)일 수 있다.
입구 부분(502)은 입구 압력 게이지(514)와 유체 연통하는 접합부(결합부)(J)를 더 포함할 수 있다. 입구 압력 게이지(514)는, 컨디셔닝 부분(504)에 의해 수신되기 전에 원시 샘플 흐름(104r)의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 입구 압력 게이지(514)는 또한 기기 패널(300)에 장착될 수 있고, 입구 압력 게이지(514)는 기기 패널(300)의 제2 측(300b)으로부터 판독 가능할 수 있다. 이렇게 구성되면, 사용자는 입구 압력 게이지(514)를 사용하여 가스 공급원으로부터 수분 분석기(206)로 들어가는 원시 샘플 흐름(104r)의 입구 압력을 모니터링할 수 있고, 사용자는 차단 제어 인터페이스(512i)를 사용하여 원시 샘플 흐름(104r)을 켜거나 끌 수 있다.
컨디셔닝 부분(504)은 입구 부분(502)과 센서 부분(506) 사이에서 연장될 수 있고, 이 컨디셔닝 부분은 기기 패널(300)의 제1 측(300a)에 장착될 수 있다. 샘플 컨디셔닝 시스템(304)의 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 원시 샘플 흐름(104r)을 컨디셔닝하기 위해 컨디셔닝 부분(504)을 따라 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 원시 샘플 흐름(104r)으로부터 액체를 여과하고 임계 액체 볼륨보다 더 적은 액체 함량을 갖는 여과된 샘플 흐름(520f)을 제공하도록 구성된 분리기(516)를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 분리기(516)는 가스 샘플 내의 미립자 오염물을 여과하기 위해 멤브레인 필터(516m)를 포함할 수 있고, 멤브레인 필터(516m)는 제거, 교체 또는 수리와 같은 서비스를 위해 기기 패널(300)의 제2 측(300b)을 통해 접근할 수 있다.
유체 도관 네트워크(302)는 분리기(516)와 출구(500o) 사이에 연장되는 우회 부분(522)을 선택적으로 포함할 수 있다. 우회 부분(522)은 원시 샘플 흐름(104)으로부터 여과된 액체를 포함하는 우회 흐름률로 우회 흐름(104b)을 수신하도록 구성될 수 있다. 우회 부분(522)은 기기 패널(300)의 제2 측(300b)으로부터 접근 가능한 우회 제어 인터페이스(524i)의 제어 하에 우회 흐름률을 조정하도록 구성된 우회 밸브(524)를 더 포함할 수 있다.
분리기(516)는 임계 압력 감소를 초과하는 압력 강하가 컨디셔닝 부분(504)에 진입하는 것을 야기하는 원시 샘플 흐름(104r)의 흐름을 실질적으로 억제하도록 구성될 수도 있다. 예로서, 멤브레인 필터(516m)는 원시 샘플 흐름(104r)이 임계 압력 강하를 초과하는 압력 감소를 야기할 때 이 필터를 통과하는 것을 봉쇄하도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 분리기(516)와 수분 센서(306) 사이에 개재된 샘플 밸브(526)를 더 포함할 수 있다. 샘플 밸브(526)는 기기 패널(300)의 제2 측(300b)으로부터 접근 가능한 샘플 제어 인터페이스(526i)의 제어 하에 여과된 샘플 흐름의 흐름률을 조정하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 미리 결정된 흐름률 범위 내의 흐름률을 갖는 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)이 수분 센서(306)에 제공될 수 있다. 또한, 우회 밸브(524) 및 샘플 밸브(526)는 우회 흐름(104b) 및 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 흐름률에 독립적인 제어를 제공하여 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 압력이 미리 결정된 압력 범위 또는 타깃(예를 들어, 약 1 기압)을 달성하도록 조정되도록 할 수 있다.
유체 도관 네트워크(302)는 접합부(J)와 릴리프 출구(532) 사이에서 연장되는 릴리프 부분(530)을 더 포함할 수 있다. 릴리프 부분(530)은 기기 패널(300)의 제2 측(300b)으로부터 접근 가능한 릴리프 제어 인터페이스(534i)의 제어 하에 입구 부분(502)으로부터 릴리프 출구(532)로 원시 샘플 흐름(104r)이 흐를 수 있도록 구성된 릴리프 벤트(relief vent)(534)를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 릴리프 제어 인터페이스(534i)는 버튼 또는 노브일 수 있다. 특정 실시예에서, 릴리프 밸브(534)는 입구 압력이 미리 결정된 값(예를 들어, 약 50 psig)을 초과할 때 자동으로 개방되도록 구성된 체크 밸브일 수 있다. 이렇게 구성되면, 입구 부분(502)에 우발적으로 과도한 압력이 가해지는 일이 방지될 수 있다.
센서 부분(506)은 컨디셔닝 부분(504)과 출구 부분(510) 사이에서 연장될 수 있고, 수분 센서(306)는 센서 부분(506)을 따라 위치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 수분 센서(306)는 TDLAS일 수 있고, 수분 센서는 컨디셔닝된 샘플 흐름 내의 수증기 함량을 검출하고, 측정된 수증기 함량을 나타내는 데이터를 포함하는 수분 신호(536m)를 출력하도록 구성될 수 있다. 유체 도관 네트워크(302)(예를 들어, 502, 504, 510)의 다른 부분과 달리, 센서 부분(506)의 일부 또는 전부는 기기 패널(300)로부터 이격될 수 있다. 이러한 구성은 수분 센서(306)가 기기 패널(300)에 장착되지 않고, 진동 차단을 위해 내부 하우징(204) 내에 내장되는 것을 반영할 수 있다. 수분 센서(306)의 진동 차단을 더욱 용이하게 하기 위해, 센서 부분(506)의 도관의 적어도 일부는 유체 도관 네트워크(502, 504, 510)의 다른 부분의 도관을 형성하는 재료보다 더 유연한 재료로 형성될 수 있다. 일례로서, 입구 부분(502), 컨디셔닝 부분(504) 및 출구 부분(510)을 형성하는 도관은 강철 또는 강철 합금(예를 들어, 316L SS와 같은 스테인레스 강 합금)으로 형성될 수 있는 반면, 센서 부분(506)의 상대적으로 가요성인 도관(528)은 플라스틱(PTFE)으로 라이닝된 스테인레스 강으로 편조된 호스 조립체(plastic (PTFE)-lined stainless steel braided hose assembly)로 형성될 수 있다. 비교적 강성 및 가요성인 기계적 성질을 갖는 다른 재료도 또한 고려된다.
센서 부분(506)은 하나 이상의 추가적인 센서를 더 포함할 수 있다. 일 양태에서, 센서 부분은 수분 센서(306)에 의해 수신된 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 측정된 온도를 나타내는 데이터를 포함하는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서(T)를 포함할 수 있다. 온도 센서(T)는 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 온도를 측정하기 위해 수분 센서(306)와 열 전달 가능할 수 있다. 다른 양태에서, 센서 부분(506)은 수분 센서(306)에 의해 수신된 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 측정된 압력을 나타내는 데이터를 포함하는 압력 신호(536p)를 출력하도록 구성된 압력 센서(P)를 포함할 수 있다. 압력 센서(P)는 컨디셔닝 샘플 흐름(520c)의 압력을 측정하기 위해 수분 센서(306)와 유압 전달 가능할 수 있다.
출구 부분(510)은 센서 부분(506)과 출구 부분(500o) 사이에서 연장될 수 있고, 출구 부분(510)은 기기 패널(300)의 제2 측(300b) 상에 장착될 수 있다. 특정 실시예에서, 유량계(flow meter)(540)는 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 흐름률을 측정하기 위해 출구(500o) 이전에 출구 부분(510) 내에 위치될 수 있다. 일례로서, 유량계(540)는 질량 유량계일 수 있다. 유리하게는, 로터미터(rotameter)와 달리, 질량 유량계는 배향에 둔감해서, 휴대형 수분 분석기 시스템(200)이 임의의 배향으로 장착될 수 있게 한다.
밸브의 실시예는 수동으로 작동 가능한 밸브를 참조하여 앞서 논의되었다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 전자 제어식 밸브와 같은 다른 작동 및 제어 기구를 갖는 밸브도 제한 없이 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 수분 분석기(206)는 센서 측정값을 획득, 분석, 저장 및/또는 전달하기 위한 전자 장치를 더 포함할 수 있다. 일 양태에서, 수분 분석기(206)는 기기 패널(300)의 제2 측(300b)에 장착된 제어기(542)를 포함할 수 있다. 제어기(542)는 수분 센서(306), 압력 센서(P) 및 온도 센서(T)와 통신할 수 있다. 제어기(542)는 수분 신호(536m)를 수신하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 제어기(542)는 수분 신호(536m)로부터 수분 함량을 결정할 수 있는 명령을 실행하는데 필요한 프로세서, 메모리 및/또는 다른 구성 요소를 포함할 수 있다.
일반적으로, 수분 신호(536m)를 분석하는 것은 표준 온도 및 압력 조건(예를 들어, 약 25℃의 온도 및 약 1 기압의 압력)을 취할 수 있다. 컨디셔닝된 샘플 흐름(520c)의 온도 및 압력이 표준 온도 및 압력으로부터 벗어나는 상황 하에서, 이러한 편차는 수분 함량을 측정하는데 오류를 도입할 수 있다. 따라서, 제어기(542)는 압력 신호(536p) 및 온도 신호(536t)를 수신하도록 더 구성될 수 있으며, 제어기(542)는 측정된 온도 및 압력에 기초하여 조절된 수분 함량 측정값을 생성할 수도 있다.
제어기(542)는 디스플레이(544)(예를 들어, LCD와 같은 디지털 디스플레이), 입력/출력(546)(예를 들어, 아날로그 또는 아날로그), 키패드(548), 및 네트워크 연결(550)(예를 들어, 직렬 RS-232/RS-485, 이더넷)과 같은 하나 이상의 인간-기계 인터페이스(human-machine interface: HMI)와도 통신할 수도 있다. 압력, 온도 및 수분 함량의 측정값은 디스플레이하거나 또는 저장하기 위해 이들 인터페이스 중 하나로 전달될 수 있다. 일부 경우에 사용자는 시스템을 변경하거나 개선하기 위해 제공된 측정값에 동작을 수행할 수 있다.
기기 패널(300)의 다른 실시예는 수분 분석기의 전기 구성 요소를 동작시키기 위한 전력 공급원으로부터 전기 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 기기 패널(300)은 AC 주전원(mains), DC(예를 들어, 자동차), 태양광 등과 같은 전력 공급원으로부터 전기 전력을 수신하기 위한 전력 입력 커넥터(552)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 공급원은 배터리(554)일 수 있다. 일례로서, 배터리(554)는 충전을 요구하기 전에 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, 약 10 시간) 동안 전력 공급원으로부터 재충전하지 않고 휴대형 수분 분석기 시스템을 동작시킬 수 있는 재충전 가능한 배터리(예를 들어, Li-이온 배터리)일 수 있다. 배터리(554)의 실시예는 AC 주전원, DC(예를 들어, 자동차), 태양광 등과 같은 전력 공급원으로부터 충전하도록 구성될 수 있다. 배터리(554)의 실시예는 항공화물 수송 규정 및 현장 교체를 용이하게 하기 위하여 기기 패널(300)로부터 제거되도록 더 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기기 패널(300)은 충전 진행, 충전 완료 및 잔여 배터리 수명(도시되지 않음)을 위해 표시기(556)(예를 들어, 조명)를 더 포함할 수 있다. 전력 인터페이스(560)(예를 들어, 스위치)는 수분 분석기(206)의 전력 공급 상태(예를 들어, 오프 또는 온)를 제어할 수 있다.
기기 패널(300)은 수분 분석기(206)가 서비스 상태, 즉 오프-라인 상태 또는 서비스 중인 상태를 허용할 수 있도록 더 구성될 수 있다. 일 양태에서, 기기 패널(300)은 외부 하우징(202) 및/또는 내부 하우징(204)으로부터 수분 분석기(206)를 용이하게 제거하기 위해 핸들(400)을 포함할 수 있다. 전술한 다른 양태에서, 배터리(554) 및/또는 분리기(516)는 수분 분석기(206)로부터 제거될 수 있다. 일례로서, 분리기(516)는 멤브레인 필터(516m)로 접근을 허용할 수 있는 기기 패널(300)의 제2 측(300b)에 장착된 제거 가능한 캡(cap)을 포함할 수 있다. 캡을 제거하면 멤브레인 필터(516m)를 교체할 수 있다.
다른 실시예에서, 수분 센서(306)는, 미국 가출원 번호 62/310,333에서 논의된 바와 같이, TDLAS 셀의 단부 미러와 같은 광학 구성 요소를 세정 및/또는 교체할 수 있도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 원시 샘플 흐름(104r) 내에 포함된 미량의 액체 및/또는 고형 오염물은 분리기(516)를 통과할 수 있고, 이들 오염물은 시간에 따라 TDLAS의 흡수 셀의 미러 상에 적치되어, 미러를 부분적으로 또는 완전히 봉쇄할 수 있다. 미러는 수분 분석기(206)의 가역적으로 부착 가능한 부분(320)에 부착될 수 있고, 내부 하우징(204)은 가역적으로 부착 가능한 부분(320)을 수용하는 치수를 갖는 측벽을 통해 연장되는 채널(322)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 채널(322)은 제2 층(312) 내에 형성된 제1 채널 부분(322a), 및 제3 층(314) 내에 형성된 제2 채널 부분(322b)으로 분할된다. TDLAS 샘플 흡수 셀은 가역적으로 부착 가능한 부분(320)이 채널(322)을 통해 접근 가능하도록 내부 하우징(204) 내에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 가역적으로 부착 가능한 부분(320)은 TDLAS 흡수 셀로부터 분리되고, 채널(322)을 통해 내부 하우징(204)으로부터 제거되고 나서, 세정된 후, TDLAS에 다시 부착될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 외부 하우징(602)을 포함하는 휴대형 수분 분석기 시스템(600)의 다른 실시예의 상면도 및 저면도를 도시하는 개략도이다. 휴대형 수분 분석기 시스템(600)은 휴대형 수분 분석기 시스템(200)에 비해 변경되어 외부 하우징(602)을 개방하지 않고 기기 패널(300)에 장착된 특정 구성 요소를 시각화하고/하거나 특정 구성 요소에 접근할 수 있게 한다. 외부 하우징(602)은 외부 하우징(202)과 유사하게 입자 및/또는 액체의 침입을 방지하는 밀봉을 제공할 수 있기 때문에 휴대형 수분 분석기 시스템(600)은 사용자가 존재하지 않고 연장된 시간 기간(예를 들어, 시간, 일, 월, 주 등) 동안 수분 함량을 측정하기 위해 현장에서 사용될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 휴대형 수분 분석기 시스템(600)의 상부 표면(602a)은 디스플레이(544) 및 키패드(548)를 시각화하는 것을 허용하는 디스플레이 포트(604)(예를 들어, 실질적으로 투명한 윈도우)를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 디스플레이 포트(604)는 디스플레이(544) 및 키패드(548)에 접근하기 위해 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 디스플레이(544) 및/또는 키패드(548)는 터치 없이 작동(예를 들어, 자성으로 작동)하도록 구성될 수 있어, 사용자가 디스플레이 포트(604)를 제거하거나 외부 하우징(602)을 개방하지 않고 디스플레이(544) 및/또는 키패드(548)와 상호 작용할 수 있게 한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 휴대형 수분 분석기 시스템(600)의 하부 표면(602b)은 전력 입력 커넥터(606), 전력 인터페이스(610), 입구(612i), 출구(612o) 및 차단 제어 인터페이스(614i)를 포함할 수 있다. 이들 구성 요소 각각은 휴대형 수분 분석기 시스템(600)의 대응 구성 요소(예를 들어, 전력 입력 커넥터(552), 전력 인터페이스(560), 입구(500i), 출구(500o) 및 차단 제어 인터페이스(512i))와 유사하게 동작할 수 있다.
도 7은 천연 가스 샘플 내 수분을 분석하는 방법(700)의 예시적인 실시예를 나타내는 흐름도이다. 후술하는 방법(700)은 휴대형 수분 분석기 시스템(200, 600) 중 하나와 관련하여 사용될 수 있다.
동작(702)에서, 수분 분석기 시스템의 가역적으로 밀봉 가능한 외부 하우징이 개방되어 기기 패널이 노출된다. 특정 실시예에서, 외부 하우징은 뚜껑 및 베이스를 포함할 수 있으며, 외부 하우징은 뚜껑을 이동시킴으로써 개방될 수 있다.
동작(704)에서, 원시 가스 압력 및 원시 가스 흐름률로 원시 천연 가스 샘플 흐름이 천연 가스 공급원으로부터 기기 패널 상에 위치된 수분 분석기의 입구로 제공될 수 있다.
동작(706)에서, 원시 샘플 흐름의 원시 가스 압력과 원시 가스 흐름률 중 적어도 하나가 조절되어 컨디셔닝된 샘플 흐름이 제공될 수 있다. 일례로서, 원시 샘플 흐름은 외부 하우징의 외부 하우징 공동 내에 배치된 수분 분석기의 샘플 컨디셔닝 시스템에 의해 조절될 수 있다. 샘플 컨디셔닝 시스템의 적어도 일부는 수분 분석기의 기기 패널의 제1 측에 장착될 수 있고, 샘플 컨디셔닝 시스템을 제어하도록 구성된 하나 이상의 사용자 인터페이스 객체는 기기 패널의 제2 측에 장착될 수 있다.
동작(710)에서, 수분 센서는 샘플 컨디셔닝 시스템으로부터 컨디셔닝된 천연 가스 샘플을 수신할 수 있다. 수분 센서는 기기 패널의 제1 측에 장착된 내부 하우징 내에 장착될 수 있고, 내부 하우징으로부터 이격될 수 있다. 외부 하우징 및 내부 하우징은 수분 센서로 전달되는 진동 및/또는 충격을 감쇠시키도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법, 시스템 및 디바이스의 예시적인 기술적 효과는 비-제한적인 예로서 수송 네트워크 내의 천연 가스의 휴대형 수분 분석을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 개시된 휴대형 수분 분석기 시스템의 실시예는 수분 함량을 측정하기 이전에 천연 가스 샘플을 컨디셔닝하는 것을 제공할 수 있다. 이 컨디셔닝은 수분 함량을 정확하고 반복적으로 측정하는 것을 제공할 수 있다. 다른 양태에서, 개시된 휴대형 수분 분석기 시스템의 실시예는 천연 가스 수송/저장 네트워크(예를 들어, 파이프라인) 상의 하나의 테스트 지점으로부터 다른 테스트 지점으로 수송될 정도로 충분히 독립적이고 강인할 수 있다. 일례로서, 휴대형 수분 분석기 시스템은 샘플 컨디셔닝 기능, 광학 정렬 및 안전을 유지하면서 수송 진동 및 충격을 견딜 수 있다. 또 다른 양태에서, 진동 및 충격 저항성을 향상시키기 위해 진동 감응성 광학 구성 요소 및 전자 장치는 진동 댐핑 및 난연성 물질(예를 들어, 발포체)에 잠겨 있으면서, 사용자 입력 및 제어 장치는 접근을 용이하게 하기 위해 기기 패널에 장착될 수 있다.
본 명세서에 설명된 주제는 본 명세서에 개시된 구조적 수단 및 그 구조적 등가물, 또는 이들의 조합을 포함하는 아날로그 전자 회로, 디지털 전자 회로, 및/또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 본 명세서에 설명된 주제는 정보 매체에 (예를 들어, 기계 판독 가능 저장 디바이스에) 유형적으로 구현된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램과 같은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현되거나, 또는 데이터 처리 장치(예를 들어, 프로그램 가능한 프로세서, 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터)에 의해 실행되거나 이 데이터 처리 동작의 동작을 제어하기 위해 전파되는 신호로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션 또는 코드라고도 알려진 것)은 컴파일된 언어 또는 인터프리트된 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 그리고 컴퓨터 프로그램은 독립적인 프로그램을 포함하거나 또는 모듈, 컴포넌트, 서브 루틴, 또는 컴퓨팅 환경에 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일에 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 다른 프로그램이나 데이터를 유지하는 파일의 일부에 저장되거나, 해당 프로그램에 전용된 단일 파일에 저장되거나, 또는 다수의 조정된 파일(예를 들어, 하나 이상의 모듈, 서브 프로그램, 또는 코드의 일부를 저장하는 파일)에 저장될 수 있다). 컴퓨터 프로그램은 하나의 장소에서 하나의 컴퓨터에서 또는 다수의 컴퓨터에서 실행되거나, 다수의 장소에 걸쳐 분산되고 통신 네트워크로 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 주제의 방법 단계를 포함하는, 본 명세서에서 설명된 프로세스 및 논리 흐름은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하여 입력 데이터에 동작하여 출력을 생성하는 것에 의해 본 명세서에 설명된 주제의 기능을 수행하는 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스 및 논리 흐름 및 본 명세서에 설명된 주제의 장치는 예를 들어 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 특수 목적 논리 회로에 의해 더 수행되고 이 특수 목적 논리 회로로 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램을 실행하는데 적합한 프로세서는 예로서 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 모두로부터 명령 및 데이터를 수신할 수 있다. 컴퓨터의 필수 구성 요소는 명령을 실행하기 위한 프로세서, 및 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 디바이스이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 디바이스, 예를 들어, 자기 디스크, 광 자기 디스크 또는 광 디스크로부터 데이터를 수신하거나 이 디스크로 데이터를 전송하거나 이 둘 모두를 수행하는 것을 더 포함하거나 또는 이들을 수행하도록 동작 가능하게 결합될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 구현하기에 적합한 정보 매체는 예로서 반도체 메모리 디바이스(예를 들어, EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 디바이스); 자기 디스크(예를 들어, 내부 하드 디스크 또는 이동식 디스크); 광 자기 디스크; 및 광학 디스크(예를 들어, CD 및 DVD 디스크)를 포함하는 모든 형태의 비-휘발성 메모리를 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로에 의해 보충되거나 또는 이 특수 목적 논리 회로에 포함될 수 있다.
사용자와의 상호 작용을 제공하기 위해, 본 명세서에 설명된 주제는 정보를 사용자에 디스플레이하기 위한 디스플레이 디바이스, 예를 들어, CRT(cathode ray tube) 또는 LCD(liquid crystal display) 모니터, 및 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있게 하는 키보드 및 포인팅 디바이스(예를 들어, 마우스 또는 트랙볼)를 구비하는 컴퓨터 상에서 구현될 수 있다. 다른 종류의 디바이스를 사용하여 사용자와의 상호 작용을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 사용자에게 제공되는 피드백은 임의의 형태의 감각 피드백(예를 들어, 시각 피드백, 청각 피드백 또는 촉각 피드백)일 수 있으며, 사용자로부터의 입력은 음향, 음성 또는 촉각 입력을 포함한 임의의 형태로 수신될 수 있다.
본 명세서에 설명된 기술은 하나 이상의 모듈을 사용하여 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "모듈"이라는 용어는 컴퓨팅 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 및/또는 이들의 다양한 조합을 지칭한다. 그러나 적어도 모듈은 하드웨어, 펌웨어로 구현되지 않거나 또는 비-일시적인 프로세서 판독 가능한 기록 가능한 저장 매체에 기록된 소프트웨어인 것으로 해석되어서는 안 된다(즉, 모듈 그 자체는 소프트웨어가 아니다). 실제로 "모듈"은 프로세서 또는 컴퓨터의 일부와 같은 적어도 일부 물리적인 비-일시적인 하드웨어를 항상 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 두 개의 다른 모듈이 동일한 물리적 하드웨어를 공유할 수 있다(예를 들어, 두 개의 다른 모듈은 동일한 프로세서 및 네트워크 인터페이스를 사용할 수 있다). 본 명세서에 설명된 모듈은 다양한 애플리케이션을 지원하기 위해 결합, 통합, 분리 및/또는 복제될 수 있다. 또한, 특정 모듈에서 수행되는 것으로 본 명세서에 설명된 기능은 특정 모듈에서 수행되는 기능 대신에 또는 이 기능에 더하여 하나 이상의 다른 모듈에서 그리고/또는 하나 이상의 다른 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 또한, 모듈은 다수의 디바이스에 걸쳐 그리고/또는 서로 로컬 또는 원격인 다른 구성 요소에 걸쳐 구현될 수 있다. 추가적으로 모듈은 하나의 디바이스로부터 이동되어 다른 디바이스에 추가되고/되거나 두 디바이스에 모두 포함될 수 있다.
본 명세서에 설명된 주제는 백엔드 구성 요소(예를 들어, 데이터 서버), 미들웨어 구성 요소(예를 들어, 애플리케이션 서버) 또는 프런트 엔드 구성 요소(예를 들어, 사용자가 본 명세서에 설명된 주제의 구현과 상호 작용할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 웹 브라우저를 갖는 클라이언트 컴퓨터), 또는 이러한 백엔드, 미들웨어 및 프런트 엔드 구성 요소의 임의의 조합을 포함하는 컴퓨팅 시스템으로 구현될 수 있다. 시스템의 구성 요소는 임의의 디지털 데이터 통신 형태 또는 매체, 예를 들어, 통신 네트워크에 의해 상호 연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예는 근거리 네트워크(local area network)("LAN") 및 광역 네트워크(wide area network)("WAN"), 예를 들어, 인터넷을 포함한다.
본 명세서 및 청구 범위 전반에 걸쳐 사용되는 근사적 언어는 이 언어와 관련된 기본 기능에 변화를 초래하지 않으면서 허용 가능한 정도로 변할 수 있는 임의의 양적 표현을 수식하기 위해 적용될 수 있다. 따라서, "약", "대략" 및 "실질적으로"와 같은 용어 또는 용어들로 수식된 값은 제시된 정확한 값으로 제한되어서는 안 된다. 적어도 일부 경우, 근사적 언어는 값을 측정하는 기기의 정밀도에 대응할 수 있다. 여기서 및 본 명세서 및 청구 범위 전반에 걸쳐, 범위 제한이 결합 및/또는 교체될 수 있으며, 이러한 범위는, 문맥 또는 언어가 달리 지시하지 않는 한, 이 범위에 포함된 모든 하위 범위를 포함하고 이 모든 하위 범위로 식별된다.
특정 예시적인 실시예는 본 명세서에 개시된 시스템, 디바이스 및 방법의 구조, 기능, 제조 및 사용 원리에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해 설명되었을 수 있다. 이들 실시예의 하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시되어 있다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서에 구체적으로 설명되고 도면에 도시된 시스템, 디바이스 및 방법은 비-제한적인 예시적인 실시예이고 본 발명의 범위는 청구 범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 예시적인 실시예와 관련하여 도시되거나 설명된 특징은 다른 실시예의 특징과 결합될 수 있다. 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 본 명세서에서, 실시예의 동일한 명칭의 구성 요소는 일반적으로 유사한 특징을 가지므로, 이에 따라 특정 실시예에서 각각의 동일한 명칭의 구성 요소의 각각의 특징이 반드시 상세히 설명된 것은 아니다.
이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시예에 기초하여 본 발명의 다른 특징 및 장점을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 출원은 첨부된 청구 범위에 의해 한정된 것을 제외하고는 본 도면에 구체적으로 도시되고 본 명세서에 설명된 것으로 제한되는 것이 아니다. 본 명세서에 언급된 모든 간행물 및 참고 문헌은 전체 내용이 본 명세서에 명시적으로 병합된다.

Claims (21)

  1. 휴대형 수분 분석기 시스템으로서,
    수분 분석기로서,
    가스 샘플 내의 수증기 함량을 검출하고 검출된 상기 수증기 함량을 나타내는 데이터를 포함하는 수분 신호를 출력하도록 구성된 수분 센서,
    상기 수분 센서와 유체 연통하며 입구와 출구 사이에서 연장되는 유체 도관 네트워크로서, 상기 입구에서 원시 흐름률(raw flow rate)로 샘플 가스 공급원으로부터 원시 가스 샘플(raw gas sample)의 흐름을 수신하도록 구성된, 상기 유체 도관 네트워크;
    상기 입구와 상기 수분 센서 사이에 상기 유체 도관 네트워크를 따라 위치된 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스(conditioning device)를 포함하는 샘플 컨디셔닝 시스템으로서, 상기 컨디셔닝 디바이스는 상기 유체 도관 네트워크에 의해 수신되는 원시 가스 샘플 흐름의 압력과 흐름률 중 적어도 하나를 조절하고 상기 원시 가스 샘플 흐름으로부터 미립자 및 액체 오염물을 여과하여 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 상기 수분 센서에 제공하도록 구성된, 상기 샘플 컨디셔닝 시스템; 및
    대향된 제1 측과 제2 측을 포함하는 기기 패널(instrument panel)로서, 상기 컨디셔닝 디바이스의 각각 및 상기 유체 도관 네트워크의 일부는 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착된, 상기 기기 패널을 포함하는, 상기 수분 분석기;
    상기 수분 센서를 포함하는 상기 수분 분석기의 일부를 수용하는 치수를 갖는 하나 이상의 내부 하우징 공동을 획정하는 내부 하우징으로서, 상기 기기 패널의 상기 제1 측에 결합된, 상기 내부 하우징; 및
    상기 내부 하우징 및 상기 수분 분석기를 수용하는 치수를 갖는 외부 하우징 공동을 획정하는 외부 하우징을 포함하고;
    상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징은 상기 수분 센서로 전달되는 진동을 감쇠시키도록 구성된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외부 하우징은 베이스, 및 상기 베이스에 가역적으로 밀봉되도록 구성된 뚜껑을 포함하고, 상기 외부 하우징은 상기 뚜껑이 상기 베이스에 밀봉될 때 실질적으로 유체 기밀되는, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수분 센서는 레이저 흡수 분광기를 포함하는, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 분광기는 미러를 포함하는 가역적으로 부착 가능한 부분을 포함하고, 상기 내부 하우징은 상기 가역적으로 부착 가능한 부분을 수용하는 치수를 갖는 측벽을 통해 연장되는 채널을 더 포함하며, 상기 분광기는 상기 가역적으로 부착 가능한 부분이 상기 채널을 통해 접근 가능하도록 상기 내부 하우징 내에 위치된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체 도관 네트워크는 입구 부분, 컨디셔닝 부분, 센서 부분 및 출구 부분을 형성하는 복수의 도관을 포함하되;
    상기 입구 부분은 상기 입구와 상기 컨디셔닝 부분 사이에서 연장되고, 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착되며;
    상기 컨디셔닝 부분은 상기 입구 부분과 상기 센서 부분 사이에서 연장되고, 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착되며, 상기 컨디셔닝 디바이스는 상기 컨디셔닝 부분을 따라 위치되고;
    상기 센서 부분은 상기 컨디셔닝 부분과 상기 출구 부분 사이에서 연장되고, 상기 수분 센서는 상기 센서 부분을 따라 위치되며;
    상기 출구 부분은 상기 센서 부분과 상기 출구 사이에서 연장되고, 상기 기기 패널의 상기 제1 측 상에 장착된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 입구 부분은 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근 가능한 차단 제어 인터페이스(isolation control interface)의 제어 하에 상기 수분 분석기 내의 원시 흐름률을 조정하도록 구성된 차단 밸브(isolation valve)를 포함하는, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 입구 부분은, 상기 컨디셔닝 부분에 의해 수신되기 전에 상기 원시 가스 샘플 흐름의 압력을 측정하도록 구성된 입구 압력 게이지를 더 포함하되, 상기 입구 압력 게이지는 상기 기기 패널에 장착되고 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 판독 가능한, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 상기 원시 가스 샘플 흐름으로부터 액체를 여과하고 임계 액체 체적보다 더 적은 액체 함량을 갖는 여과된 가스 샘플 흐름을 제공하도록 구성된 분리기를 포함하는, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유체 도관 네트워크는 상기 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스 중 제1 컨디셔닝 디바이스와 상기 출구 사이에서 연장되는 우회 부분(bypass portion)을 더 포함하되, 상기 우회 부분은 우회 밸브를 포함하며, 상기 우회 부분은 우회 흐름률로 상기 원시 가스 샘플로부터 여과된 액체를 포함하는 우회 흐름을 수신하도록 구성되고, 상기 우회 밸브는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근 가능한 우회 제어 인터페이스의 제어 하에 상기 우회 흐름률을 조정하도록 구성된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 분리기는 상기 샘플 컨디셔닝 시스템으로부터 제거되기 위해 상기 기기 패널의 상기 제2 측을 통해 접근 가능한, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 분리기는 임계 압력 감소를 초과하는 압력 강하가 상기 컨디셔닝 부분으로 진입하는 것을 야기하는 원시 가스 샘플의 흐름을 실질적으로 억제하도록 더 구성된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컨디셔닝 디바이스는 상기 분리기와 상기 수분 센서 사이에 개재된 샘플 밸브를 포함하되,
    상기 샘플 밸브는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근 가능한 샘플 제어 인터페이스의 제어 하에 상기 여과된 가스 샘플 흐름의 흐름률을 조정하여 미리 결정된 흐름률 범위 내 흐름률을 갖는 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 제공하도록 구성된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  13. 제5항에 있어서, 상기 유체 도관 네트워크는 상기 입구 부분과 릴리프 출구(relief outlet) 사이에서 연장되는 릴리프 부분, 및 상기 릴리프 부분을 따라 위치된 릴리프 벤트(relief vent)를 더 포함하되, 상기 릴리프 벤트는 상기 기기 패널의 상기 제2 측으로부터 접근 가능한 릴리프 제어 인터페이스의 제어 하에 상기 입구 부분으로부터 상기 릴리프 출구로 원시 가스가 흐를 수 있도록 구성된, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  14. 제5항에 있어서, 상기 복수의 도관은 상기 입구 부분, 상기 컨디셔닝 부분, 및 출구 부분을 형성하는 제1 도관 세트, 및 상기 센서 부분을 형성하는 제2 도관 세트를 포함하고, 상기 제2 도관 세트의 적어도 일부는 상기 제2 도관 세트보다 덜 강성인, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 수분 센서에 의해 수신된 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름의 측정된 온도를 나타내는 데이터를 포함하는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서;
    상기 수분 센서에 의해 수신된 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름의 측정된 압력을 나타내는 데이터를 포함하는 압력 신호를 출력하도록 구성된 압력 센서; 및
    제어기로서,
    상기 수분 신호, 상기 온도 신호 및 상기 압력 신호를 수신하고,
    수신된 수분 신호, 온도 신호 및 압력 신호에 기초하여 상기 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름에 대해 조절된 수분 함량을 결정하도록 구성된, 상기 제어기를 더 포함하는 휴대형 수분 분석기 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 휴대형 수분 분석기 시스템의 중량은 50 파운드(lb) 이하인, 휴대형 수분 분석기 시스템.
  17. 수분 분석 방법으로서,
    수분 분석기 시스템의 가역적으로 밀봉 가능한 외부 하우징을 개방하여 기기 패널을 노출시키는 단계;
    가스 공급원으로부터 상기 기기 패널 상에 위치된 수분 분석기의 입구로, 원시 가스 압력 및 원시 가스 흐름률로 원시 가스 샘플 흐름을 제공하는 단계;
    상기 외부 하우징 내 외부 하우징 공동 내에 배치된 수분 분석기의 샘플 컨디셔닝 시스템에 의해, 상기 원시 가스 압력과 상기 원시 가스 흐름률 중 적어도 하나를 조절하여 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 제공하는 단계로서, 샘플 컨디셔닝 시스템의 적어도 일부는 상기 수분 분석기의 기기 패널의 제1 측에 장착되고, 상기 샘플 컨디셔닝 시스템을 제어하도록 구성된 하나 이상의 사용자 인터페이스 객체는 상기 기기 패널의 제2 측에 장착된, 상기 원시 가스 압력과 상기 원시 가스 흐름률 중 적어도 하나를 조절하여 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름을 제공하는 단계; 및
    상기 수분 분석기의 수분 센서에 의해 상기 샘플 컨디셔닝 시스템으로부터 상기 컨디셔닝된 가스 샘플을 수신하는 단계로서, 상기 수분 센서는 상기 기기 패널의 상기 제1 측에 장착된 내부 하우징 내에 및 상기 내부 하우징으로부터 이격되게 장착되고, 상기 외부 하우징 및 상기 내부 하우징은 상기 수분 센서로 전달되는 진동을 감쇠시키도록 구성된, 상기 컨디셔닝된 가스 샘플을 수신하는 단계를 포함하는 수분 분석 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수분 센서와 통신하는 제어기에 의해 수분 신호, 압력 신호 및 온도 신호를 수신하는 단계로서, 각각의 신호는 상기 수분 센서에 의해 수신된 상기 컨디셔닝된 가스 샘플 흐름의 수분 함량, 압력 및 온도를 나타내는 데이터를 각각 포함하는, 상기 수분 신호, 압력 신호 및 온도 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 수신된 수분 신호, 온도 신호 및 압력 신호에 기초하여 조절된 수분 함량을 결정하는 단계를 더 포함하는 수분 분석 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 가스 공급원은 천연 가스 파이프라인인, 수분 분석 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 원시 가스 샘플 흐름을 상기 수분 분석기의 입구에 제공하기 전에, 상기 수분 분석기 시스템을 상기 가스 파이프라인의 장소로 수송하는 단계를 더 포함하고, 상기 수분 분석기의 중량은 50 파운드 이하인, 수분 분석 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 수분 센서는 미러를 포함하는 가역적으로 부착 가능한 부분을 포함하는 분광기를 포함하되,
    상기 내부 하우징은 상기 가역적으로 부착 가능한 부분을 수용하는 치수를 갖는 측벽을 통해 연장되는 채널을 더 포함하고,
    상기 분광기는, 상기 내부 하우징과 상기 수분 분석기가 함께 결합된 상기 외부 하우징으로부터 제거될 때 상기 채널을 통해 상기 가역적으로 부착 가능한 부분에 접근할 수 있도록 상기 내부 하우징 내에 위치되는, 수분 분석 방법.
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