Способ определения плотности жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G01N9/10 

1 Изобретение относится к физикохимическим измерениям и может быть использовано в лабораторной и техно логической практике для измерения плотности жидкостей, жидких растворов и смесей. Известен магнитно-поплавковый флотационный способ определения плотности исследуемых жидкостей, за ключающийся в приведении во флотаци онное равновесие ферромагнитного по плавка известной плотности в исследуемой жидкости при помощи электромагнитной силы солеиноида, что позволяет определить по току соленоида плотность исследуемой жидкости l . Однако известный способ рассчитан на работу с маловязкими жидкостями. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ опре деления плотности жидкости заключающийся в том, что изменением тока в соленоиде за счет его электромагнитной силы ферромагнитный поплавок ПРИВОДИТСЯ в исследуемой жид кости во флотационное равновесие с последующим его нарушением, при это ферромагнитный поплавок начинает двигаться вверх, а по току в соленоиде, соответствующему моменту нарушения флотационного равновесия, определяют плотность исследуемой жидкости по формуле p-pn-k,; . где р и рр - плотности исследуемой жидкости и ферромагнит ного поплавка соответственно. константа,характеризующая конструктивные раз меры соленоида и ферромагнитного поплавка и их взаимное полржение, - объем ферромагнитного поплавка. Однако данный способ обладает не достаточной точностью определения плотности маловязких жидкостей и не позволяет .определять плотность вязких жидкостей из-за действия инерциальных сил и сил вязкого трения на ферромагнитный поплавок в момент нарущения флотационного равновесия, наличием которых пренебрегают и направленных таким образом, что дейст6. 2 вие их существенно увеличивает ошибку в определении плотности исследуемой жидкости. Цель изобретения - повышение точ- . кости определения плотности маловязких жидкостей и обеспечение возможности определения плотности вязких жидкостей. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему приведение во флотационное равновесие с последующим его нарушением ферромагнитного поплавка путем изменения значений величины тока в соленоиде с некоторой скоростью, дополнительно приводят ферромагнитный поплавок во флотационное равновесие с последующим его нарушением путем изменения значений величины тока в соленоиде в противоположном направлении с той же скоростьюja плотность определяют из соотнощения (, р - пдотно.сть исследуемой жидкости, . РП - плотность ферромагнитного поплавка, . - JL. - константа, .характеризующая конструктивные размеры соленоида и ферромагнитного поплавка и их взаимное расположение, m - масса ферромагнитного поплавка, i, и ij - значения величин токов в соленоиде, соответствующие нарушениям флотационного равновесия ферромагнитного поплавка в двух фазах измеритель ного цикла. На фиг. 1 представлена схема, оясняющая предлагаемый способ, наало движения вверх; на фиг. 2 о же, начало движения вниз. В исходном состоянии ферромагнитый поплавок находится .в крайнем ижнем положении. Для приведения феромагнитного поплавка в исследуемой идкости во флотационное равновесие .последующим его нарушением по витам соленоида пропускают электриеский ток, возрастающий с некоторой коростью. В момент нарушения флотационного равновесия и начала движения ферромагнитного поплавка вверх на него действуют сила веса Р, архимедова сипа Гд , электромагнитная сила Fgj, сила вязкого трения F и сила инерции Ff,. Соотношение движения ферромагнитного поплавка в проекциях названных сил на ось X в этом случае (фиг.1) описывается уравнением: FA -Р этом значение силы тока i соответствующее моменту нарушения его флотационного равновесия, фиксируется. Двигаясь вверх, ферромагнитный поплавок занимает крайнее верхнее положение, после чего микрометрическим винтом соленоид с протекающим по нему электрическим током перемещается вверх на такое же расстояние с тем, чтобы положение ферромагнит-г ного поплавка относительно витков соленоида бьто аналогичным его исходному состоянию. Для приведения ферромагнитного поплавка во флотационное равновесие в крайнем положе нии электрический ток, протекающий по виткам соленоида, начинает убыйа с той же скоростью, что и в исходном состоянии. При достижении флотацион ного равновесия в момент его наруше ния и начале перемещения вниз (фиг.2) состояние Движения ферромаг нитного поплавка описывается уравне нием:. О (2) Р + F + F. 52 А n При ЭТОМ значение силы тока i. соответствующее моменту нарушения его флотационного равновесия, фикси руется . Обеспечение постоянства располож ния ферромагнитного поплавка относи тельно витков соленоида и одинаковой скорости нарастания и убывания тока в соленоиде приводит к соответствующему равенству по модулю сил инерции и вязкого трерия в уравнениях (1) и (2), тогда сложе1тое этих уравнений дает следующий результат: Fg, н- Fg,+ 2F О (3) На основании уравнения (3) можно констатировать, что проведение измере НИИ тока в соленоиде (i и i) для двух крайних положений ферромагнитного поплавка позволяет исключить влияние инерциальных сил и сил вязкого трения на результат определения плотности, а следовательно, повысить точность измерения плотности маловязких жидкостей и обеспечить возможность определения плотности вязких жидкостей. Проведя подстановку з уравнение значений входящих в него сип 92 2 91 И преобразовав его, получают выражение определения плотности исследуемой жидкости для предлагаемого способаР РП D - K(i, + i). Предлагаемый способ по сравнению с прототипом и базовым объектом увеличивает точность определения плотности маловязких жидкостей в результате исключения влияния сил вязкого трения и инерции, не принимавшихся во внимание в прототипе, на результат определения плотности и обеспечивает возможность определения плотности вязких жидкостей без изменения конструкции плотномера, так исключает влияние силы вязкого трения на результат измерения.

FH

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в приведении/ во флотационное равновесие с последующим его нарушением ферромагнитного, поплавка путем изменения значений величины тока в соленоиде с некоторой скоростью, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей способа, дополнительно приводят ферромагнитный поплавок во флотационное равновесие с последующим его нарушением путем изменения значений величины тока в соленоиде в противоположном направлении с той же скоростью а плотность исследуемой жидкости определяют из соотношения ,fi, где о - плотность исследуемой жид кости. плотность ферромагнитного Рп поплавка, k к 2ii, k - константа, характеризующая конструктивные размеры соленоида и ферромагнитного (Л поплавка и их взаимное расс положение , . m - масса ферромагнитного поплавка, ,- значения величин токов в соленоиде, соответствующие нарушениям флотационного равновесия ферромагнитного поплавка в двух фазах нзме, рительного дакла. ел СлЭ ot

fpue.i