Пьезометр к плотномеру для жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G01N9/04 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройст вам прецизионного измерения плотноети жидкостей при высоких давлениях, в частности к конструкциям пьезометpa, предназначенным к применению в устройствах для измерения плотности зюидкостей при высоких давлениях, Известен пьезометр к плотномеру, не разгруженный от внутреннего давле ния, представляющий собой толстостен ный сферический сосуд, снабженный двумя капиллярами, через один вводит ся исследуемое вещество, другой пред назначен для присоединения к системе создания и измерения давления. Плотность исследуемого вещества определя ется как отношение массы вещества в пьезометре к его объему при температуре и давлении опыта Л. Недостатком указанной конструкции является то, что при изменениях в области давлений, превышающих 5 10 МПа, необходимо вводить поправку, учитывающую изменение внутреннего объёма рабочего сосуда за счет изотермической деформации его стенок. Поправка определяется расчетным путе и включает в себя ошибки, связанные с несоответствием формы реальной и расчетной моделей и погрешностями фи зико-механических свойств используемых материалов. Наиболее близким к предложенному является пьезометр к плотномеру для жидкостей, содержащий рабочий сосуд с капилляром для ввода исследуемой жидкости, разгрузочный корпус с капи ляром для подачи разгрузочной жидкости zj. Недостатком данного устройства является низкая точность измерения плотности, которая обусловлена тем, что в этой конструкции стенки рабочего сосуда находятся в условиях все стороннего сжатия, что уменьшает объемную деформацию, но не устраняет ее полностью. Целью изобретения является повьш1е ние точности измерения плотности. Поставленная цель достигается тем, что в пьезометре к плотномеру для жидкостей, содержащем рабочий сосуд с капилляром для ввода исследуемой жидкости, разгрузочный корпус с капилляром для подачи разгрузочной жидкости, рабочий сосуд вьшолнен раз ностенным по толщине и включает толстостенную и тонкостенную части, причем тонкостенная часть размещена с зазором в разгрузочном корпусе, который соединен с толстостенной частью рабочего сосуда и является его продолжением, а геометрические размеры толстостенной и тонкостенной частей рабочего сосуда выбирают из условия равенства нулю суммарной изотермической деформации обеих частей. Например, для цилиндрического рабочего сосуда без учета влияния торцовых эффектов определяющим фактором является отношение длин разгруженной LP и неразгруженной L частей, которое выбирается в зависимости от коэффициента Пуассона fu материала сосуда и отношения внешнего радиуса неразгруженной части RH к внутреннему радиусу рабочего сосуда . Учет влияния торцевых эффектов осущест- . вляется соответствующей коррекцией отношения L ,|.Ь . На фиг. 1 изображен пьезометр, общий вид, на фиг. 2 - зависимость отношений длин частей рабочего сосуда пьезометра от отношения их радиусов. Предлагаемьй пьезометр содержит разгрузочный корпус 1 с капилляром 2 для подачи разгрузочной жидкости, рабочий сосуд, СОСТОЯ1ЦИЙ из. разгруженной тонкостенной части 3 и неразгруженной толстостенной части 4 с капилляром 5 для ввода исследуемого вещества, соединительный элемент 6, . например резьбовое или сварное соединение. Пьезометр работает следующим образом. Через капилляр 5 внутрь пьезометра вводится исследуемое вещество. Разгрузочная жидкость поступает по капилляру 2 в зазор между толстостенным корпусом 1 и тонкостенной частью 3 рабочего сосуда. Затем в пьезометре за счет введения дополнительного количества жидкости или повьш1ения температуры создается необходимое давление, и плотность при этих параметрах определяется как отношение массы вещества в пьезометре к его рабочему объему. При работе предложенного пьезомета поправка на изотермическую дефорацию не вводится, так как тонкостеная (разгруженная) часть деформируется под действием давления в . сторону уменьшения объема, а толстостенная (неразгруженная) - в сторону увеличения, вследствие чего эти деформации взаимно компенсируются.

Общая погрешность измерения плотности жидкостей на этом плотномере составляет 0,03-0,04%, причем вклад неточности учета изотер мической поправки достигается 0,015% при давлении 60 МПа.

Следовательно, применение предлагаемой конструкции пьезометра вместо имеющейся позволяет практически в 2 раза повысить точность измерения плотности по сравнению с базовым объектом.

ПЬЕЗОМЕТР К ПЛОТНОМЕРУ ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий рабочий сосуд с капилляром для ввода исследуемой жидкости и разгрузочный корпус с капилляром для подачи разгрузочной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения плотности, рабочий сосуд выполнен разностеннь1м по толщине и включает толстостенную и тонкостенную части, причем тонкостенная часть размещена с зазором в разгрузочном корпусе, который соединен столстостенной частью рабочего сосуда и является его продолжением, а геометрические размеры толстостенной частей рабочего сосуда выбирают из условия равенства (Л нулю суммарной изотермической деформации обеих частей.