Устройство для измерения плотности жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01N9/28 

4

00

ел Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения плотности жидкостей и расплавов. Известно устройство для измерения плотности жидких сред, содержащее две пьезометрические трубки, погруженные в исследуемую среду на различную Г)пубину, соединенные с дифференциальным манометром и пневматической системой питания. Плотность в устройстве определяется по разности давлений в трубках в проце :Се барботирования контролируемой среды газом lj . Однако в данном устройстве возникают ошибки измерения, связанные с механизмом образования и отрыва пузырьков газа от пьезометрических трубок. Отрыв больших пузырьков от трубо приводит также к пульсации давления внутри трубок, что отрицательно ска зьшается на точности измерений. Для устранения этих ошибок приме няются специальные калибровочные сопла или дросселирующие вентили в системе питания газом. Однако их использование возможно только при визуальном контроле и жестких требо ваниях к стабильности расхода газа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является {устройство для измерения плотности Ясидкости, содержащее две пьезометрические трубки, опущенные в контро лируемую срезу на различную глубину подключенные к блоку питания сжатым газом и дифманометру, в которых на одинаковых ра:сстояниях от нижних срезов выполнено боковое отверстие. Радиус отверстия выбирается с уч том величин поверхностного натяжения жидкости и диапазона измеряемых плотностей по формуле . 2d f L л, . 7 Р где Са - поверхностное натяжение исследуемой среды в пределах измеряемого диапазона изменения плотности; Р - плотность жидкости; U - ускорение свободного паден П - расстояние от нижнего конц пьезотрубки до отверстия 2| Однако известное устройство обес печивает достаточную точность измерений только в узком диапазоне изменения плотностей исследуемых сред, так как при выходе значения плотности за его пределы нарушается равенство lj. Цель изобретения - повьш1ение точности измерения в широком диапазоне измеряемых плотностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем две пьезометрические трубки, опущенные в контролируемую среду на различную глубину, подключенные к блоку питания сжатым газом и дифманометру, в которых на одинаковых расстояниях от нижних срезов выполнено боковое отверстие, внутри каждой пьезометрической трубки установлена дополнительная трубка, один конец которой расположен на уровне нижнего среза пьезометрической трубки, а другой сообщен с боковым отверстием. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство для измерения плотности жидкости содержит погруженные на разную Глубину пьезометрические 1 и 2 трубки, каждая из которых соединена с дифференциальным манометром 3 и блоком 4 питания сжатым газом. В пьезометрических трубках 1 и 2 расположены дополнительные трубки 5 и 6, установленные внутри каждой пьезометрической трубки одним концом на уровне нижнего среза пьезометрических трубок 1 и 2, а другим концом присоединенные к краям отверстий 7 и 8 в боковой стенке каждой пьезометрической трубки 1 и 2 под уровнем жидкости 9. Диаметр бокового отверстия выбирается, исходя из условия исключения влияния капиллярных сил, пре пятствующих проходу газа с учетом эффективности действия пьезометрической трубки, а размеры пьезометрических и дополнительных трубок установливают расчетным путем, исходя из требуемой точности измерения. Для воды, например, диаметр дополнительной трубки должен быть в пределах 5-8 мм, а диаметр пьезометрической трубки составляет 1,5-2 диаметра дополнительной трубки. Измерение плотности жидкости проводят следующим образом.

J 11

Через пьезометрические трубки 1 и 2 от блока 4 питания сжатым газом прокачивается газ и измеряют дифференциальным манометром 3 разность давлений в пьезометрических трубках 1 и 2, по которой судят о плотности жидкости.

Поступающий в пьезометрическую трубку 1 и 2 газ оттесняет жидкость до их нижнего среза и начинает проходить в дополнительные трубки 5 и 6 Всплывающие пузьфьки газа увлекают за собой жидкость и в дополнительных трубках 5 и 6 образуется устойчивое течение газа и жидкости, в результате чего из пьезометрических трубок 1 и 2 газ не выходит, причем размеры образующихся пузырей в 5-8 раз меньше размеров пузырьков, образующихся на конце пьезометрических трубок 1 и 2, что уменьшает

74854

пульсации давления в пьезометрических трубках 1 и 2. Трубы 5 и 6 работают в данном случае как газожидкостный струйный насос.

5 Устройство малочувствительно к изменению расхода газа, так как при его увеличении усйливае ся эффективность действия дополнительных трубок 5 и 6, а -размеры пузырька га10 за, образующегося на конце пьезо метрической трубки, изменяются слабо.

Предлагаемое устройство п озволяет повысить точность измерения плот15 ности жидкости в 5-8 раз. Оно не требует визуального контроля за прохождением газа через пьезометрические трубки и может быть использовано при измерении плотности в закры20 тых сосудах в агрессивных жидкостях, расплавах солей и металлов.

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ , ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее две пьезометрические трубки, опущенные в контролируемую среду на различную глубину, подключенные к блоку питания сжатым газом и дифмаиометру, в которых на одинаковых расстояниях от нижних срезов вьтолнено боковое отверстие, о т л и ч -а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне измеряемых плотностей, внутри каждой пьезометрической трубки установлена дополнительная трубка, один конец которой расположен на уровне нижнего среза пьезометрической трубки, а другой сообщен с боковым отверстием.