УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2003 года по МПК G01N9/26 

Изобретение относится к устройствам для измерения плотности диэлектрической жидкости и предназначено для измерения плотности жидких сред при исследовании их свойств.

Известен плотномер для неньютоновских структурных жидкостей, состоящий из вертикальной колонки, разделенной продольной перегородкой на две сообщающиеся сверху и снизу полости, соединенные соответственно с входными и выходными патрубками, двух датчиков давления и регистратора (а. с. СССР N 800818). Недостатком плотномера является низкая точность измерений, обусловленная, во-первых, конструкцией самой колонки, во-вторых, отсутствием устройства, компенсирующего пульсации давления, создаваемого насосом, прокачивающим раствор через колонку.

Прототипом предлагаемого изобретения является плотномер, содержащий вертикальную колонку, выполненную с подводящим, восходящим и отводящим участками, имеющими проходное отверстие щелевого сечения, датчик давления, установленный в окне подводящего участка и регистратора (авт. св. SU 1111069 А).

Это устройство обладает большей надежностью по сравнению с аналогом (авт. св. СССР 800818), поскольку пульсации давления в растворе поглощаются эластичной диафрагмой, установленной в одном из окон подводящего участка.

Недостатками такого устройства являются:
а) сложность конструкции, обусловленная наличием в колонке подводящего, восходящего и отводящего участков, а также наличием в подводящем участке двух окон с диафрагмой и датчиком давления;
б) низкая точность измерения при малом количестве измеряемой жидкости;
в) достаточно большая инерционность, обусловленная использованием в конструкции датчика давления, регистрирующего изменение давления измеряемой жидкости, и эластичной диафрагмы, установленной в одном из окон подводящего участка.

Цель предлагаемого технического решения - возможность измерения плотности при небольших количествах жидкости, снижение инерционности процесса и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности диэлектрической жидкости содержится трубка, размещенная в измеряемой жидкости, закрытая с одной стороны, с имеющимися в ней парами электродов "игла" и "кольцо", с помощью которых создают неоднородное электрическое поле в измеряемой жидкости, с закрепленным и сообщающимся с ней вертикальным капилляром, с помощью которого визуально регистрируется изменение высоты подъема измеряемой жидкости в зависимости от подаваемого напряжения на пару электродов.

При сравнении с прототипом предлагаемое техническое решение отличается тем, что в нем капилляр и пара электродов являются чувствительными элементами, сигналы которых постоянно фиксируются, что соответствует критерию "новизна".

Выделенные признаки с их функциями не выявлены в других технических решениях, что соответствует критерию "существенное отличие".

Положительным эффектом при осуществлении заявляемого технического решения будет возможность измерения плотности диэлектрической жидкости, снижение инерционности процесса.

Использование предложенного технического решения, т.е. устройства для измерения плотности жидкости позволит снизить инерционность процесса, что связано с тем, что роль задатчика давления выполняет напряжение, подаваемое на электрод "игла", расположенный в трубке, а роль регистратора возникающего при этом давления выполняет изменение высоты подъема столба жидкости в вертикальном капилляре, регистрируемое визуально.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения плотности жидкости содержит емкость 1 для измеряемой жидкости, крышку емкости 2, капилляр с миллиметровой шкалой 3, высоковольтные провода 4, трубку 5, выполненную из диэлектрического материала, электрод "кольцо" 6, электрод "игла" 7, гайку 8 для регулировки межэлектродного расстояния, источник питания 9.

Работа устройства для измерения плотности жидкости осуществляется следующим образом: трубка 5 с расположенными в ней электродами 6, 7 устанавливается в емкости 1 с исследуемой жидкостью. Гайкой 8 устанавливается необходимое расстояние между электродами 6, 7. При подаче напряжения на электроды 6, 7 исследуемая жидкость поднимается по капилляру с миллиметровой шкалой 3 до тех пор, пока избыточное давление не станет равным гидростатическому давлению столба жидкости в капилляре 3. Используя зависимость изменения высоты h измеряемой жидкости в капилляре 3 от подаваемого напряжения, аналитически определяется плотность жидкости.

Как показали многочисленные эксперименты, величина изменения высоты жидкости в капилляре находится в прямой зависимости от подаваемого напряжения на электроды.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогичными состоят в следующем:
1. Устраняется погрешность измерения плотности жидкости за счет использования чувствительных элементов капилляра и электродов трубки.

2. Улучшение динамических характеристик за счет применения в устройстве малоинерционных элементов.

3. Простота конструкции устройства, поскольку устройство имеет единую схему, рассчитанную на работу с широким диапазоном диэлектрических жидкостей.

Использование: для измерения плотности жидких сред при исследовании их свойств. Устройство включает трубку, размещенную в измеряемой жидкости, трубка закрыта с одной стороны, выполнена из диэлектрического материала с расположенными в ней электродами типа "игла" и "кольцо" для создания неоднородного электрического поля, при этом на трубке закреплен вертикальный капилляр. Технический результат - возможность измерения плотности при небольших количествах жидкости, снижение инерционности процесса и упрощение конструкции. 1 ил.

Устройство для измерения плотности жидкости, включающее трубку, размещенную в измеряемой жидкости, отличающееся тем, что трубка, закрытая с одной стороны, выполнена из диэлектрического материала с расположенными в ней электродами типа "игла" и "кольцо" для создания неоднородного электрического поля, при этом на трубке закреплен вертикальный капилляр.