Способ определения плотности жидких сред Советский патент 1986 года по МПК G01N9/26 

I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезометрическим способам измерения плотности жидких сред, и может найти применение в различных отраслях про- мьшшенности, например, химической, нефтехимической, пищевой и др.

Цель изобретения - повышение точности определения путем исключения влияния на результат измерений изменения расхода газа и его температуры .

На фиг.1 представлена схема установки для реализации предложенного способа измерения плотности; на фиг.2 - графическая зависимость изменения давлений в измерительной камере и камере постоянного объема от времени при различных расходах газа на их входе.

Схема содержит две камеры: измерительную 1 и постоянного объема 2, Измерительная камера 1 выполнена в виде трубки, погруженной в контролируемую среду. Камера 2 выполнена в виде пневматической камеры постоянного объема, которая также погружена в контролируемую среду. В обе камеры с выходов регуляторов 3 и 4 расхода воздуха поступает газ с постоянным одинаковым расходом О,/ G G. Входы камер ) и 2 соединены с входами дифференциального манометра 5, при этом вход камеры .2 подштю чен также к манометру 6.

При заполнении измерительной камры газом с постоянным расходом G. давление Р. в ней определяется из

газа

уравнения состояния

I.V -0RT,(1)

где V, объем измерительной камеры Q- массовое количество газа в камере; R газовая постоянная Т - абсолютная температура.

При GJ const количество газа в измерительном элементе

G,t,(2)

где t - время.

Уравнение (l)c учетом уравнения (2) имеет вид

G, tRT.(3)

Объем измерительной камеры определяется уровнем h контролируемой жидкости в этой камере и площадью ее поперечного сечения, т.е.

V, - h-S,Д4)

Давление в измерительной камере определяется уравнением гидростатик

Р, Pgh,(5)

558982

где р- плотность контрол1фуемой жидкости, g - ускорение свободного падения,

Из уравнения (5) следует F

10

15

20

25

(6) Подставляя уравнение (6) в (), а затем полученное значение в. уравнение (3), и осуществляя преобразова- ние, получим уравнение, определяющее давление в измерительной камере при ее заполнении сжатым тазом (воздухом) :

I G t R T,ч

Р. I-Q-- P.-(7)

Из уравнения (7) давление Р зависит от расхода газа G, подаваемого в измерительную камеру, от температуры газа в измерительной.камере. Уравнение (7) справедливо для V, О в начальньЕЙ момент времени, т.е. при t - 0.

В случае, если о плотности контролируемой среды судят по времени достижения в камере заданного давления Р , формула (7) приводится к ви- ДУ ,

s,P,

G

t

Способ измерения плотности реализуется следующим Ьбразом.

Гас с выхода регуляторов расхода газа (в оздуха) подают одновременно в камеры 1. и-2. Начинается процесс заполнения их сжатым воздухом-и, как следствие этого, начинается рост давления в камерах. Скорость изменения давления в камерах различна из-за различных начальных объемов, причем V ,5 г де V,, - объем камеры 2 постоянного объема. Изменение давления в измерительной камере 1 будет происходить с большей скоростью в начальный момент времени, чем в камере 2 постоянного объема 2 (фиг,2).

Разность давлений Р - Р

фиксируется дифманометром 5, здесь Р - давление в измepитeJ ьнoй камере, Pjj - давление в камере постоянного объема. Как только давления в камерах станут равными Р, - Р. О, на выходе дифманометра появится сигнал нулевого уровня. В этот момент времени фиксируют давление в камере 2 постоянного объема по показаниям манометра 6. По величине этого давления судят о плотности контролируемой жидкости.

При заполнении камеры 2 постоянного объема сжатым газом с расходом G давление в ней определяется уравнением состояния

G R Т

t .

(8)

Заполнение обеих камер осуществляется с одного момента времени с одинаковь расходом, при этом обе камеры погружены в контролируемую среду.

В определенный момент времени t давление в измерительной камере Р станет равным давлению в камере постоянного объема Р , т.е.

Р PJ(9)

Подставляя из уравнений () и

(8) значения давлений В, и Р в

управнение (9), получим

G i RTf g GiRT.

,

Pg

§Г v

Так как из уравнения (8)

, P,V, ,

то

Р,

glYLp. S,

Из уравнения (10) виeVление РО при const

но зависит от плотности мой среды, т.е.

РЗ СР

Изменение температуры газа и его расхода в предложенном способе изт- мерения не влияют на результат изме- 5 рений.

На фиг.2 показано изменение давлений в камерах при различных расходах газа G, подаваемых в камеры 1 и 2 зависимости соответственно изменения давления в измерительной камере и в камере постоянного объема при Q, , 3 и 4 - зависимости соответственно изменения давлений в измерительной камере и в камере постоянного объе10

15

20

25

30

ма при G . Расход G больше G . Формула изобретения

Способ определения плотности жидких сред, заключающийся в .подаче газа в измерительную камеру, погруженную в контролируемую среду, и измерение давления газа в ней, отличающийся тем, что, с целью повьпления точности определения путем исключения влияния на результат измерений изменения расхода газа и его температуры, газ одновременно с тем же расходом подают в камеру постоянного объема, регистрируют равенство давлений газа в обеих камерах и по зарегистрированной величине определяют плотность.

С/катыи Воздух

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при измерении плотности жидких сред в различных отраслях промьшшенности. Цель изобретения повышения точности определения путем исключения влияния на результат измерений изменения расхода газа и его температуры. Способ заключается в одновременной подаче газа в измерительную камеру, погруженную в контролируемую среду, и в :камеру постоянного объема. При этом измеряют давление в обеих камерах и регистрируют момент их равенства. По зарегистрированной величине определяют плотность. 2 ил. 1С 01 ел 00 со 00

п

I

Т1

;i

Фиг. I

Фиг. 2