Плотномер жидкости Советский патент 1985 года по МПК G01N9/28 

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в химической и других отраслях промышленности для измерения плотности жидких сред.

Цель изобретения - повышение чувсвительности плотномера за.счет обеспечения пропорциональности зависимости перемещения поплавка от измеряемой плотностии увеличение выходного сигнала при небольших перемещениях поплавка.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Плотномер жидкости содержит проточную емкость 1 постоянного уровня с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками. В емкости 1 размещен полый поплавок 4, соединенный в верхней и нижней части с сильфонами 5 и 6 , торцы которых жестко закреплены на емкости 1. В полости поплавка 4 размещен сосуд 7 с эталонной жидкостью 8ф В сосуд 7 помещена пьезометрическая трубка 9, проходящая через сильфон 5 и соединенная с блоком питания воздухом 10, выходным каналом Р и первым входом дроссельного делителя на постоянном 11 и переменном 12 дросселях. Второй вход дроссельного делителя соединен с линией опорного давления Рд, а выход - с полостью Поплавка 4.

Плотномер жидкости работает следующим образом. Измеряемая жидкость через патрубок 2 поступает в емкость 1 постоянного уровня и вытекает через патрубок 3. Выталкивающая сила F, определ яемая плотностью измеряемой жидкости и воздействующая на поплавок 4 перемещает поплавок 4 и уравновешивается силой растяжения и сжатия силфонов 5 и 6. При увеличении плотност измеряемой жидкости выталкивающая сила FJ увеличивается и поплавок 4 перемещается на определенную величин вверх, сжимая сильфон 5 и pacTi .ивая сильфон 6. При этом перемещается . вверх закрепленный в поплавке 4 сосу 7 и увеличивается глубина ь h погружения пьезометрической трубки 9 в эталонную жидкость 8 и, соответственно, увеличивается давление в пьезометрической трубке 9 и на входе дроссельного делителя 11 и 12. Вследствие этого возрастает давление PQ на выходе дроссельного делителя и, соответственно, в полости поплавка. Увеличение давления в полости поплавка 4, т.е. над эталонной жидкостью, приводит к дополнительному увеличению давления в пьезометрической трубке 9. При уменьшении плотности измеряемой жидкости поплавок 4 с сосудом 7 перемещается на определенную величину вниз, падает давление в пьезометрической трубке 9 и на входе дроссельного делителя 11 и 12. При этом падает давление на выходе дроссельного делителя и, соответственно, в полости поплавка 4, вследствие чего происходит дополнительное падение в пьезометрической трубке 9 и на выходе устройства. При соответствующей проводимости переменного дросселя 12 дроссельного делителя можно получить изменение выходного сигнала в стандартном диапазоне (0,21,0 кг/см) при изменении плотности в УЗКОМ диапазоне.

Действительно, перемещение поплавка д Н связано с изменением плотности лр измеряемой жидкости уравнением ,ьг, где К( - коэффициент пропорциональности, определяемый . . объемом поплавка 4 и жесткостью сильфонов 5 и 6.

Давление в пьезометрической трубке 9, равное величине выходного сигнал.а 7 , определяется уравнением

ш + Pg (1 где g - ускорение свободного паденияuh - изменение глубины погружения

пьезометрической трубки 9, РЗ - плотность эталонной жидкости Рр- давление в полости поплавка 4 (выходное давление дроссельного делителя).

Давление Р на выходе дроссельного делителя определяется по уравнению

об „ Я

р ; р Р

(2)

8 вых ос+/ СС+/5

где oi, Я - соответственно проводимости дросселей 11 и 12. Решая совместно уравнения (3) и (4) относительно Р.. получаем следуют

рЫХ

щее уравнение:

P.b,..Pak,.h.P,

()

/i

|P,(oct/i1

К,

где fb const - коэффициент пропорциональности. С учетом того, что uh Ь Н уравнение, (5) может быть представлено в следующем. виде: Р 0Как видно из уравнения (4) при менении /5 коэффициент К может изменяться в пределах О , что позволяет при соответствующем знач 64 НИИ /Ь получить изменение выходного. сигнала в стандартном диапазоне (0,2-1,0 кг/см) и что определяет гораздо более высокую чувствительность устройства по сравнению с прототипом, в котором разность давлений в пьезометрических трубках не может превышать величину gflhyJ /У

/.

//

ПЛОТНОМЕР КШДКОСТИ, содержащий проточную емкость постоянного уровня, размещенньй в проточной емкости полый поплавок, сосуд, заполненный эталонной жидкостью и закрепленный в поплавке, пьезометрическую трубку, помещенную в сосуд и соединенную с блоком питания воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,он снабжен дроссельным делителем, один вход которого соединен с пьезометрический трубкой, второй вход с дополнительно введенным блоком подачи опорного давления, а выход - С полостью поплавка, при этом поплавок со стороны дна и верха емкости вьшолнен в i виде патрубка, оканчивающегося сильфоном, дно которого жестко укреплено. Л

7 S.

о -