Устройство для измерения плотности жидких сред Советский патент 1984 года по МПК G01N9/26 

Изобретенре относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в системах для автоматического регулирования плотности растворов в химической и пище вой промышленности. Известен плотномер для жидких сред, состоящий из нижнего и верхне сильфонов, расположенных в жидкости и имеющих, на доньшках жесткие центры, связанные стержнем заданной дли ны. Сильфоны соединены мевду собой жесткой перегородкой, одновременно являющейся несущей трубкой плотномера. Стержень соединен с тягой,которая через шарнир соединена с весо вым рычагом преобразователя усилия, который может быть пневматическим, гидравлическим и электрическим, В перегородке для некоторых условий эксплуатации (высокие температуры) может быть вьшолнено отверстие и установлена трубка, связанная с атмосферой С1 3. Недостатками плотномера являются ненадежность в работе, значительная погрешность измерений, сложность настройки из-за наличия кинематических связей, выполненных в виде рычажной системы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является плотномер для жидких сред, содержащий сосуд постоянного уровня, в дни ще которого расположен упругий элемент с жестким центром, закрепленным в полом корпусе 23. Недостатками плотномера являются невысокая чувствительность из-за сложности точного обеспечения jipoтиводавления давлению столба жнцкости в сосуде и низкая надежность и работе ввиду наличид соплового датчика перемещения центра упругого элемента. Цель изобретения - повышение чув ствительности в широком диапазоне измеряемых плотностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности жидких сред, содержащем сосуд постоянного уровня, в днище которого расположен упругий элемент с жестким центром, закреплённый в полом корпусе, на боковой стенке корпуса выполнена сквозная прорезь, в котсГрую вставлена консол ная пружина с тензорезисторами,один конец которой укреплен с возможостью возвратно-поступательного еремещения снаружи корпуса, а друой конец связан с жестким центром пругого элемента посредством разещенного в корпусе опорного элеента, взаимодействующего с механизом его поджатия. Причем жесткий центр упругого элемента выполнен в виде ступенчаого поршня, перемещающегося возвратно-поступательно относительно упругого элемента в корпусе. На фиг.1 изображено, предлагаемое устройство, разрез, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 (момент расфиксаций фиксатора). Устройство состоит из полого корпуса 1, в боковой стенке которого выполнена сквозная прорезь 2, в которую вставлена консольная пружина 3 с наклеенными на ней тензорезисторами 4. Одним концом консольная пружина 3 крепится с возможностью возвратно-поступательного перемещения снаружи корпуса 1 при помощи винтов 5. Другим же свободным концом консольная пружина 3 входит внутрь корпуса 1, где верхней плоскостью при помощи опорного элемента 6 (вьтолненного, например, fe виде шарика) взаимодействует с жестким центром 7, выполненным в виде ступенчатого поршня, размещенного с возможностью возвратнопоступательного перемещения внутри корпуса 1. Нижним концом ступенчатый поршень взаимодействует посредством опорного элемента 6 с верхней плоскостью свободного конца консольной пружины 3, а верхним с упругим элементом в В1ед&-эластичной гофрированной мембраны 8, которая посредством фланца 9 прижата к верхнему торцу -корпуса 1. Нижней плоскостью свободный конец консольной пружины 3 взаимодействует посредством.опорного элемента 6 с мез анизмом 10 принудительного поджатия. Он вьйтолнен в виде поршня, размещенного с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса 1. Снизу поршень подпружинивается к опорному элементу 6 нижней плоскости консольной пружины 3 посредством пружины 11, прижимной мерной шайбы 12, нажимного болта 13, крьшпси 14, прикрученной жестко к торцу корпуса 1. В верхней части поршня выполнены эллипсовидное отверстие, размещенное; перпендикулярно оси поршня, и две симметричные выборки. В отверстии и выборках размещен фиксатор.Фиксатор состоит из валика 15, который проходит через эллипсовидное отверстие поршня механизма 10 принудительного поджатия и размещен с возможностью вращегшя в стенках корпуса 1. На валике в местах, близлежап(их; к стенкам цилиндрического отвер стия корпуса 1, симметрично закреплены кулачки 16, причем сами кулачки входят в выборки верхнего торца поршня механизма 10 поджатия. Разворот кулачков 16 производят руч кой 17,жестко закрепленной на валик 15. Снизу в нижней части-корпуса 1 выполнена прорезь 18, сообщающаяс с внутренней полостью корпуса 1. Ук зательнаш стрелка 19 крепится к мер ной шайбе 12, проходит через прорез 18 к тарировочной шкале 20, показывающей усилие затяжки пружины 11. Корпус 1 крепится посредством фланца 9 к емкости 21, в которую залита контролируемая по плотности жидкость 22. Устройство работает следующим образом. Устройство за фланец 9. герметично крепится к емкости 21. Далее производят поджим механизма 10 принудительного поджатия к опорному элементу 6 свободного конца консольной пружины 3 с помощью пружины 11 прижимной мерной шайбы 12 и нажимного болта 13. Прижим производят до тех пор, пока указательная стрелка 19 мерной шайбы 12 не дойдет до значения требуемой затяжки по тарировочной шкале 20, соответствующей давлению столба контролируемой жидкости 22 требуемой плотности. При этом кулачки 16 фиксатора фиксируют поршень механизма 10 от смещения вверх. Далее наливают в емкость 21 контролируемую по плотности жидкость 22. Столб контролируемой жидкости давит на упругий элемент 8 и, следовательно, на поршень 7. Разворачивая за ручку 17 через валик 15 кулачки 16, расфиксируют поршень механизма 10. Так как давление столба контролируемой жидкости на упругий элемент 8 и усилие затяжки пружины 11 подобраны одинаковыми, то консольная пружина 3 не перегибается , а тензорезисторы 4 показывают на вторичном приборе (не показан) ноль отсчета. В случае нарушения плотности контролируемой жидкости равновесие консольной пружины 3 с наклеенными на ней тензорезисторами 4 нарзшается, пружина 3 начинает изгибаться. Возникший при зтом электрический сигнал, пропорциональный упругой деформации консольной пружины 3, подается на усилитель (не показан) и вторичный прибор. i Устройство обладает высокой чувствительностью за счет обеспечения возможности создания противодавления давлению столба контролируемых жидких сред в любых пределах, а также за счет повьш1енной чувствительности сопрягаемых с упругим элементом механизмов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее сосуд постоянного уровня, в днище которого расположен упругий элемент с жестким центром, закрепленный в полом корпусе, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности в игироком диапазоне измеряемых плотностей, на боковой стенке корпуса вьтолнена сквозная прорезь, в которую вставлена консольная пружина с тензорезисторами, один конец которой укреплен с возможностьювозвратно-поступательного перемещения снаружи корпуса, а другой конец связан с жестким центром упругого элемента посредством размещенного в корпусе опорного элемента, взаимодействующего с механизмом его поджатия. 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что жесткий центр упругого элемента вьтолнен в (Л виде ступенчатого поршня, перемещающегося возвратно-поступательно относительно упругого элемента в корпусе.