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

Изобретение относится к пневмати ческим устройствам измерения плотности кристаллизующихся жидкостей, суспензий в технологических аппаратах химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Известно устройство для измерени плотности жидкости, в котором в качестве датчиков давления использова разделительные устройства с эластичн ми тонкими перегородками в форме ме ков, заполненных рабочей жидкостью, и соединенных трубками с кольц вым дифманометром. Для смещения нижнего предела измерения таких устройств до или выше значения плотности воды к кольцу дифма нометра крепят дополнительный груз, создающий постоянный противодействующий момент 1. Недостатками данного устройства являются увеличение погрешности при изменении температуры рабочей жидкости в разделительных устройствах, а также увеличение отрицательного сигнала давления, поступающего на вторичный прибор при сливе из аппарата контролируемой жидкости Известно также устройство для из мерения плотности, содержащее верхний и нижний датчики давления, соединенные с управляющими камерами элемента сравнения, выход которого соединен с измерительным прибором, и повторитель, со сдвигом. В результ те такого соединения элементов получают возможность устанавливать требуемый предел измерения и соответствующие его началу и концу давл ния выхода, соответственно равные 0,2 кгс/см и 1,0 кгс/см, при этом давление на выходе устройства пропорционально измеряемому перепаду давления. Данное устройство исключает также влияние температуры на точность измерения и отрицательного сигнала давления, поступающего на вторичньй прибор при сливе из аппарата контролируемой жидкости 2. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения при перепаде давлений от О до 300 мм вод.ст., так как стабильная работа устройства наблюдается при перепаде давления от 600 мм вод.ст Наиболее близким к описываемому устройству является устройство для измерения плотности кидкости со- . держащее верхний и нижний мембранны 2 датчики компенсационного типа, элемент сравнения, повторитель со сдйигом, включенный в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика дополнительно соединен с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора. Преимуществами этого устройства являются защита измерительного прибора от перегрузки и повышение надежности и точности измерения плотности жидкости в аппаратах находящихся под разрежением. Недостатками известного устройства являются невозможность измерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под избыточным давлением выше.давления воздуха КИП (0,14 МПа), необходимость подвода воздуха в аппарат, что особенно вредно при работе аппарата под вакуумом, а также нежелательный контакт жидкости в аппарате с атмосферным воздухом, и существенные погрешности измерения при изменении давления в аппарате, обусловленные изменением перепада давления на дросселях, а следовательно, и расхода воздуха, подаваемого на измерительные сопла мембранных датчиков и элементы устройства. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерений при изменениях давления испытуемой среды. Цель достигается тем, что в устройстве дпя измерения плотности жидкости, содержащем верхний и нижний мембранные датчики, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включенньй в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика - с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, сопло повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, а мембранные датчики выполнены в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями, при этом камеры мембран, неконтакти рующих с измеряемой жидкостью, соед нены между собой и подключены к апп рату, над уровнем жидкости. В этом случае величина давления воздуха для питания пневмосиловых преобразователей мембранных датчико не зависит от давления в аппарате, а изменение последнего не увеличив ет погрешность измерения плотности жидкости. Кроме того, импульсные пневматические линии устройства не сообщаются с аппаратом. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из верхнего и нижнего датчиков, -выполненных в виде двухмембранных измерительных блоков 1 и 2 с пневмосиловыми преобразователями 3 и 4. Камеры 5 и 6 мембран, не контактирующих с измеряемой жидкостью, соединены между собой и подключены к аппарату над уровнем жидкости. Редуктор давления 7 и манометр 8 включены в линию питания воздухом пневмосиловых преобразователей. 3 и а редуктор давления 9 и манометр 10 - в линию питания пневматического повторителя 11 со сдвигом. Выход пневмосилового преобразователя 3 верхнего датчика соединен со входом пневматического повторите ля 11 со сдвигом, сопло которого соединено с атмосферой. Выход пневмоповторителя 11 соединен с линией питания воздухом через дроссель 12, с управляющей камерой и соплом элемента 13 сравнения с минусовой камерой дифманометра 14. Выход пнев мосилового преобразователя 4 нижнего датчика соединен с другой упра ляющей камерой и соплом элемента 13 сравнения, оба выхода которого соединены между собой и плюсовой камерой дифманометра 14. Устройство работает следующим образом. При отсутствии уровня жидкости над верхним датчиком (давление на выходе пневмосилового преобразователя 3 равно 0,2 кгс/см на повторителе 11 устанавливают сдвиг выходного сигнала (давления) в сторону увеличения .на величину ,ef 1. Я 77 1 где Н - измерительная база устройства,м; ti - верхний предел измерителя датчиков, м; Рд- выбранное значение нижнего предела диапазона измерения плотности жидкости кг/м; Pg- плотность воды, кг/м, Это обеспечивает измерение плотности жидкости в диапазоне изменения плотности вьпие fo с повьппенной точностью. При этом сигнал с выхода повторителя 11 поступает в минусовую камеру дифманометра 14 и одновременно перемещает подвижную мембранную систему элемента 13 сравнения таким образом, что этот же сигнал через сопло и один из выходов элемента 13 сравнения поступает в плюсовую камеру дифманометра 14. Перепад давления на дифманометре в этом случае равен нулю. Такое состояние сохраняется при отсутствии контролируемой жидкости в аппарате, защищая дифманометр от перегрузки со стороны минусового сигнала. При изменении плотности жидкости вьщ1е нижнего значения диапазона измерения двухмембранные измерительные блоки 1 и 2 верхнего и нижнего датчиков воздействуют на соответствующие пневмосиловые преобразователи 3 и 4, на выходе которыхсигналы увеличиваются пропорционально изменениям гидростатического давления на мембраны измерительных блоков 1 и 2, контактирующие с измеряемой жидкостью. Давление на выходе преобразователя 3 верхнего датчика становится больше давления, поступающего на элемент сравнения 13 с выхода пневмоповторителя 11. Подвижная мембранная система элемента 13 сравнения переме-. щается в сторону приложения меньшего давления, перекрывает сопло, соединенное с выходом повторителя 11 и открывает сопло, соединенное с: выходом преобразователя 4 нижнего датчика. При этом сигнал с выхода повторителя 11 продолжает поступать в минусовую камеру дифманометра 14. Выходной сигнал преобразователя 4 нижнего датчика через сопловую камеру элемента 13 сравнения и его второй выход поступает в плюсовую камеру дифманометра

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее верхний и нижний мембранные датчики, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включённьй в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемейта сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика - с вторьм соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, исключения контакта жидкости в аппарате с атмосферным воздухом и повышения точности измерений при изменениях давления испытуемой среды, сопло повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, а мембранные датчики выполнены в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями, при этом камеры мембран, не контактирующих с измеряемой жидкостью, соединены между собой и подключены к аппарату над уровнем жидкости. to 0 N9 Ю