Плотномер жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01N9/18 

2. Плотномер no п. 1, отличающийся тем, что корпуе со стороны расположения чувствительного элемента и дополнительного грузоприемного штока выполнен с отверстием для протекания жидкости.

3. Плотномер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что корпус со стороны второй мембраны химотронного датчика закрыт дополнительной мембраной, жестко соединенной с грузоприемным штоком.

1. ПЛОТНОМЕР ЖИДКОСТИ, содержащий корпус с расположенным в 63 нем чувствительным элементом, жестко соединенным при помощи щтока с мембраной .химотронного датчика, анод и катод которого подключен к регистрирующему прибору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, химотронный датчик снабжен второй мембраной, полость между мембранами заполнена электролитом и разделена перегородкой с центральны.м отверстием на две полости, при этом катод химотронного датчика расположен в отверстии, анод размещен в каждой из полостей, а вторая мембрана жестко соединена с дополнительным грузоприемным щтоко м. .

1

Изобретение относится к те.хнике измерения плотности жидких сред и .может найти применение для дистанционного измерения плотности в технологических системах различных отраслей промышленности.

Известно устройство для измерения плотности жидкости, содержащее прочный корпус, поплавок с сердечником, находящимся в поле дифференциальной катушки индуктивности, систему перемещения поплавка с блоком и тросо.м, причем на противоположном по отпощению к поплавку конце троса подвешена катушка индуктивности с возможностью встречного перемещения относительно сердечника 1.

Недостатком этого плотномера является низкая точность, обусловленная влиянием в блоках .механической передачи, а также колебаниями упругости паров жидкости и конденсацией рабочей-среды в месте расположения сердечника индуктивного датчика.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является плотномер для жидких сред, содержащий сосуд с контролируемой средой, внутри которого помещен корпус с расположенным в нем чувствительным элементом, жестко соединенным при по.мощи штока с мембраной химотронного датчика, анод и катод которого подключены к регистрирующему прибору.

Чувствительный элемент выполнен в виде сосуда с упругим элементом, заполненным эталонной средой 2.

Недостатками известного плотномера являются низкая точность измерения плотности из-за наличия случайной погрешности в результате действия сил трения в месте уплотнения, изменение и пульсация давления в системе подачи эталонной среды, а также дополнительная погрешность от изменения расхода контролируемой среды в результате изменения ее температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в плотномере, содержащем корпус с расположенным в нем чувствительным элементом, жестко соединенным при помощи штока

с мембраной химотронного датчика, анод и катод которого подключен к регистрирующему прибору, химотронный датчик снабжен второй ме.мбраной, полость между мембранами заполнена электролитом и разделена перегородкой с центральным отверстие.м на две полости, при этом катод химотронного датчика расположен в отверстии, анод размещен в каждой из полостей, а вторая мембрана жестко соединена с дополнительным грузоприемным штоком.

Кроме того, корпус со стороны расположения чувствительного элемента у. дополнительного грузоприемно1о штока выполнен с отверстиями для протекания жидкости.

При этом корпус со стороны второй мембраны химотронного датчика закрыт дополнительной .мембраной, жестко соединенной с грузоприемным штоко.м.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Плотномер жидкости содержит корпус 1, имеющий отверстия 2 в его верхней части и отверстия 3 в нижней части. В нижней части корпуса 1 расположен поплавок 4 полного погружения со штоком 5, который прикреплен к первой мембране 6 химотронного датчика 7 перемещения, установленного в средней части корпуса 1 плотномера. Химотронный датчик 7 содержит первую нижнюю мембрану 6 и вторую верхнюю .мембрану 8. Между мембранами 6 и 8 размещена перегородка 9 с центральным отверстием, внутри которой расположен катод 10 электроцепи химотронного датчика 7. Аноды 1 1 и 12 этой же электроцепи размещены раздельно в камерах, образованных перегородкой 9. Полость химотронного датчика 7 заполнена электролитом, представляющим собой водный раствор йодистого калия с небольшой добавкой йода.

В верхней части корпуса 1 установлено компенсационное устройство, содеожащее дополнительный грузоприемный шток 13 с выступом 14, компенсационнные грузы 15, насаженные на шток 13 и опирающиеся на выступ 14, дополнительную мембрану 16, прикрепленную к средней части грузоприемного штока 13, нижний конец которого прикреплен к второй мембране 8 химотронного датчика 7, расположенного ниже дополнительной мембраны 16. Соосно с компенсационным устройством над корпусом 1 установлено на кронштейнах 17 устройство эталонного давления, содержащее электромагнит 18 с катушкой 19и сердечником 20. На торце последнего установлена немагнитная прокладка 21. Устройство эталонного давления содержит также приемный столик 22, прикрепленный к верхнему концу грузоприемного титока 13, и эталонный груз 23 из магнитомягкого материала, который при включенном электромагните 18 притянут к торцу сердечника 23, а при отключенном электромагните 18 лежит па приемном столике 22. Над второй верхней мембраной 8 и под нижней мембранами б химотронного датчика 7 в корпусе 1 установлены перфорированные перегородки 24 и 25, предназначенные для успокоения пульсацией давления жидкости. Плотномер установлен в проточном канале 26. Плотномер работает следующим образом. Контролируемая жидкость непрерывно поступает в проточный канал 26 через отверстия 2 и 3 и перфорированные перегородки 24 и 25, затем вовнутрь корпуса 1 и омывает дополнительную мембрану 16, мембраны 6 и 8 химотронного датчика 7 и поплавок 4. На поплавок 4 действует выталкивающая сила, пропорциональная величине плотности жидкости, стремящаяся переместить его вверх. Эта выталкивающая сила, а также сила, обусловленная разновысоким расположением ме.мбран 6 и 7 в жидкости, скомпенсированы подбором грузов 15 компенсационного устройства таким образо.м, чтобы мембраны 6 и 8 находились в исходном положении при минимальном значении -плотности жидкости, которое вибрано на нуль отсчета. Максимально возможную плотность определяет допблнительный эталонный груз 23 устройства эталонного давления, удерживающийся в исходном положении включенным электромагнитом 18 на чердечнике 20через немагнитную прокладку 21. Приложение эталонного давления осуществляют при отклонении плотности жидкости от минимального значения. Отключают питание электромагнита 18. При этом эталонный груз 23 отцепляется от сердечш ка 20 с немагнитной прокладкой 21, препятствующей залипанию груза 23, и падает на приемный столик 22. Давление эталонного груза 23 передается через грузоприемный щток 13 на вторую .мембрану 8 химотронного датчика 7, которая давит на электролит, заставляя его перетекать сверху вниз через центральное отверстие в перегородке 9, в результате чего между катодом 10 и анодами 11 и 12 возникает разность потенциалов, вызывающая появление тока в цепи регистрирую1цего прибора. Величина тока зависит от скорости перетекания жидкости через центральное отверстие в перегородке 9, зависящей в свою очередь от величины выта.жпвающей силы контролируемой жидкости, действующей на поплавок 4 и препятствующей этому перетеканию. Таким образом, сигнал хи.мотронного датчика 9 пропорцпона.чен значению плотности контролируемой жидкости. Прп включении обмотки 19 электромагнита 18 эталонный груз 23 притягивается к сердечнику 20, освобождая приемный столик 22. При этом выталкивающая сила, действующая на поплавок 4, и упругие силы деформации мембрап 6, 8 и 16 возвран.ают грузоприемный пггок 13 в исходное положение. Причем электролит химотронного датчика 7 перетекает снизу вверх, .вызывая ток в измерительной цепи датчика 7. Таким образом, в один период дважды осуществляется измерение плотности жидкости. Данный плотномер жидкости обеспечивает контроль плотности в произвольные моменты времени, так как применена компенсация выталкиваюп ей силы в исходном состоянии и эталонное нагружение в процессе измерения. В плотномере за счет исключения необходимости герметизации и уплотнения грузоприемного штока устранено влияние сил трения на процесс измерения, а также благодаря отсутствию влияния - колебаний давления и температуры контролируемой среды повышается точность измерения. Плотномер прост по конструкции и в эксплуатации. Испытания опытного образца плотномера показали, что приведенная ошибка измерения, взятая для всей шкалы и диапазона измерения от 800 KI/M до 1600 кг/мЗ составляет ± 1%.