Плотномер Советский патент 1984 года по МПК G01N9/26 

Изобретение относится к устройствам для измерения плотности агре сивных, кристаллизующихся, вспенивающихся и других жидкостей. Изйестен пнеЗвмометрический плот номер проточного типа с компенсацией балластного давления и температурных изменений в общем компенсаторе, представляющий собой цилин дрический сосуд с двумя патрубками Внутри сосуд разделен перегородкой служащей для поддержания постоянно уровня контролируемой жидкости, в которую погружен чувствительный элемент, состоящий из двух пневмом рических трубок. Для исключения вл яния скорости жидкости, протекающе через чувствительный элемент, труб помещены в байпасный сосуд flJНедостатком данного плотномера является невозможность измерения плотности вспенивающихся и кристал лизующихся растворов непосредствен но в технологическом оборудовании. Кроме того, точность термокомп нсации данного устройства ниже, чем в плотномерах с постоянно поддерживаемым уровнем эталонной жидкости. Наиболее близким к изобретению -/по техн1 ческой сущности является плотномер, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостью,снаб женйый патрубком и камерой сброса. В корпусе размещен сосуд с эталонной жидкостью, имеющий расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частыЬ с помощью трубки. В эталонную жидкость погружена пьезометрическая ргрубка. Кроме этого, плотномер содержит преобразователь давления, выполненный в виде двухкамерного мембранного элемента с регулируе№лм соплом, регулируемое и нерегулируемые пневмосопротивления, вторичный прибор, задатчик дав ления и пятимембранный элемент срав нения Г23. Однако известный прибор обладае недостатком, заключающимся в том, что в процессе регулировки максимального значения выходного сигнала путем изменения коэффициента уси;ления пятнмембранного элемента срав ;; нения требуется подрегулировка начального значения выходного сигнала изменением положения сопла относительно заслонки, что приводит к изменению чувствительности преобразования давления. Цель изобретения - обеспечение возможности регулировки начального и конечного выходных сигналов без изменения чувствительности преобразователя давления. Указанная цель достигается тем, что в плотномер, содержащий проточ ный корпус ,с исследуемой жидкостью снабженный патрубком и камерой сброса, в котором размещен сосуд с эта- лонной жидкостью и погруженной в нее пьезометрической трубкой, имеющий расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней с помощью трубки, преобразователь давления, выполненный в виде двухкамерного мембранного элемента с регулируемыл соплом, регулируемое и нерегулируемые пневмосопротивления, вторичный прибор, задатчик давления, пятимембранный элемент сравнения с регулируемым и нерегулируемым пневмосопротивле- ниями, выполненный по схеме вычитания и умножения на постоянный коэффициент, причем пьезометрическая трубка через регулируемое пневмосопротивление подключена к выходу задатчика давления и через постоянное пневмосопротивление к верхней камере преобразователя давления, выход задатчика давления соединен с входом пятимембранного элемента сравнения и через второе нерегулируемое пневмосопротивление - с нижней проточной камерой преобразователя давления и с положительной камерой пятимембранного элемента сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору, введены дополнительное нерегулируемое пневмосопротивление и повторитель со сдвигом, при этом проточная камера последнего соединена с отрицательной камерой пятимембранного элемента сравнения и через дополнительное нерегулируемое пневмосопротивление - с выходом задатчика давления, а глухая камера повторителя со сдвигом подключена к верхней камере преобразователя давления. На чертеже схематически изображен предлагаемый плотномер. Плотномер содержит проточный корпус 1 с анализируемой жидкостью, с патрубком 2 в нижней части и камерой 3 сброса. Внутри проточного корпуса 1 размещен сосуд 4 с эталонной жидкостью постоянного уровня, имеющий расширенную верхнюю часть 5 со сливной трубкой, соединенной с нижней частью с помощью трубки 8. В сосуд 4 с эталонной жидкостью опущена пьезометрическая трубка 7 на глубину, равную высоте столба анализируемой жидкости. В нижней части проточного корпуса 1 установлен преобразователь 8 давления, выполненный в виде двухкамерного мембранного элемента.Преобразователь 8 давлений имеет большую мембрану 9, расположенную со стороны анализируемого раствора, малую мембрану 10 с закрепленной на ней заслонкой 11 и регулируемое сопло 12. Мембраны соединены между собой зсестким штоком 13 „ Пьезометрическая трубка 7 через регулируемое пневмосопротивле.ние 14 подключена к выходу задатчика 15 давления и через нерегулируемое пневмосопротивление 16 - к верхней камер преобразователя 8 давления, имеюще го коэффициент усиления, больше еди ницы, и к глухой камере повторителя 17 со сдвигом, проточная камера которого, в свою очередь, соединена с отрицательной камерой пятимембран ного элемента 18 сравнения,-который вместе с регулируемым лневмосопротивлением 19 и нерегулируемым пневм сопротивлением 20 выполняет операцию вычитания с последующим умножением на постоянный коэффициент боль ше единицы, и через дополнительное нерегулируемое пневмосопротивление 21- с выходом задатчика 15 давлени Вьдхол задатчика 15 давления чере нерегулируемое пневмосопротивление 22связан с нижней проточной камеро преобразователя 8 давления и положи тельной камерой пятимебранного элемента 18 сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору 23. В технологической линии, к которой плотномер подключен с помощью патрубка 2, предусмотрены перекачивающее устройство 24и рабочая ванна 25, внутри которой размегаено нагревательное устройсл-во 26; Плотномер работает следующим образом. Исследуемый раствор из .рабочей ванны 25 с пo.otцью перекачивающего устройства 24 прступает через патрубок 2 в проточный корпус 1 и затем, омывая сосуд 4 с эталонной жид костью постоянного уровня, через пе реливной порог проточного корпуса 1 попадает в камеру 3 сброса, и возвращается в рабочую ванну 25. Усилие, действующее на большую мембрану 9 преобразователя 8 давЛенин со -стороны исследуемого раствора, определяется уравнением . где g - ускорение свободного паде ния; Рр - плотность анализируемого раствора,Н - высота столба анализируемой жидкости, находящейся в проточном корпусе; Sg - эффективная площадь большой, мембраны 9. Эталонную жидкость с помощью нагревательного устройства 26 подогревают до температуры анализируемого раствора и подают в расширител 5 сосуда 4. Расход жидкости регулируется игольчатым вентилем (показан но не обозначен). Предварительньой подогрев сводит к минимуму разность температур между эталонной жидкостью и контролируемым раствором. В пьезометрическую трубку 7 с выхода задатч«ка 15 давления через регулируемое пневмосопротивление 14 подается сжатый воздух, вькодное давление которого Рк . 2 где PJ - плот11ость эталонной жидкости ,- Нп - глубина погружения пьезометрической трубхи в эталонную жидкость. Выходное давление Р пьезометрической трубки одновременно выполняет роль балластного давления.Давление с пьезометрической трубки 7 через нерегулируемое пневмосопротивление 16, уменьшающее пульсацию выходного сигнала от влияния барботирующих пузырьков воздуха поступает в верхнюю камеру прео6раэовг1г теля 8 давления и глухую камеру повторителя 17 со сдвигом, выходной сигнал которого подается в отрицательную камеру пятимембранного элемента 18 сравнения. Сжатый воздух с выхода мощного задатчмка 15 давления через нерегулируемое пневмосопротивление 22 подается в положительную камеру пятимембранного элемента 18 сравнения и нижнюю проточную камеру преобразователя 8 давления. Изменением положения сопла 12 относительно заслонки 11 регулируется расход воздуха {начальное выходное давление Р преобразователя давления), а следовательно, и чувствительность преобразователя давления. При прохождении воздуха через пьезометрическую трубку 7 и эталонную жидкость возникает дополнительная циркуляция и некоторый спив последней из расширителя 5, -что дополнительно уменьшает постоянную времени перемешивания эталонной жидкости и разницу температур между эталонной жидкостью и анализируемым раствором. При работе плотномера мембранный блок преобразователя 8 давления находится в равновесии. Усилия, действующие на шток 13, находятся в следующей зависимости Q ) + , где 8„ - эффективная площадь мгшой мембраны 10) Р - давление на выходе преобразователя 8 давления. После подстановки в уравнение (3) значений уравнений (1) к (2) и проведения соответствующих преобразований выходное давление преобразователя 8 давления определится, выражением ,

ПЛОТНОМЕР, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженный патрубком и камерой сброса, в котором размещен сосуд с эталонной жидкостью и погруженной в нее пьезометрической трубкой, имеющий расширенную верхнкяо часть,соединенную с нижней с помощью трубки, преобразователь давления, выполненный в виде двухкамерного мембранного элемента с регулируемым соплом, регулируемое и нерегулируемые пневмосопротивления, вторичный прибор, задатчик давления, пятимембранный элемент сравнения с регулируемым и нерегулируемым пневмосопротивлениями, выпсйнённый по схеме вычитания и умножения на постоянный коэффициент, при этом пьезометрическая трубка через регулируемое пневмосопротивление подключена к выходу задатчика давления и через постоянное пневмо опротивление - к верхней камере преобразователя давления, выход задатчика давления соединен с входом пятимембранного элемента сравнения и через второе нерегулируемое пневмосопротивление - с нижней проточной камерой преобразователя давления и с положительной камерой пятимембранного элемента сравнения, выход которого подключе i к вторичному прибору, отли1ающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулировки начального и конечного выходных сигналов без изменения чувствительности преобразователя давления, в плотномер введены дополнительное нерегулируемое пневмосопрот.шление и повторитель со сдвигом, при этом проточная камера последнего соединена с Ч отрицательной камерой пятимембранного элемента сравнения и через 00 ND дополнительное нерегулируемое пневмосопротивление - с выходом задатчика давления, а глухая каме00 ра повторителя со сдвигом подклюо чена к верхней камере преобразова- теля давления.