Поплавковый плотномер Советский патент 1990 года по МПК G01N9/12 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении плотности сред в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерений плотности.

На фиг.1 изображена общая схема поплавкового плотномера с дифференциально-трансформаторным преобразователем, с пружинным уравновешивающим устройством, с термокомпенсаторами типа двойной термопары и автоматическим электронным потенциометром типа КСП; на фиг.2 - электрическая схема соединений первичного прибора с дифференциально-трансформаторным дистанционным преобразователем и пружинным уравновешивающим устройством с вторичным прибором типа КСП; на фиг.З - электрическая схема плотномера с дистанционным преобразователем ферродинамического типа. „ (ПФ) ; на фиг.4 - электрическая схема соединения плотномера с дистанционным преобразователем перемещения сельсинного типа (ПС).

Поплавковый плотномер состоит из поплавка 1 (фиг.1), подвешенного с с помощью троса 2 через плунжер 3 дифференциально-трансформаторного преобразователя 4 перемещений к нижнему концу спиральной пружины 5. К вторичной обмотке 6 преобразователя подключен электронный автоматический потенциометр 7 в качестве вторичного прибора, в измерительную схему которого включена двойная термопара 8. На тросе закреплен предохранительный упор 9. В спиральную пружину 5 в нижний и верхний ее концы ввинчены винты 10 и 11. Последний имеет головку 12. Сверху корпуса преобразователя 4 перемещений навин-

сл эо

ГчЭ

vj

-U

ГЧ)

чена йа разделительную трубку 13 гайка 14. Днище корпуса преобразо- нателя перемещений расположено на спиральной пружине 15, нижний конец которой упирается в подставку 16, Все составные части (элементы) первичного прибора, кроме поплавка и двойной термопары находятся в защитном корпусе 17 (крышка корпуса Не показана).

Поплавковый плотномер работает Следующим образом.

При изменении плотности контролируемой жидкости изменяется действую- nj;ee на поплавок 1 выталкивающее усилие, которое уравновешивается упругими усилиями спиральной пружины 5. этом перемещается плунжер 3 дифференциально-транспортного преобразователя А перемещений.. Выходной 4игнал вторичной обмотки 6 последнег гЬсле выпрямления мостиковым выпрямителем (фиг,2) компенсируется напря

нением, возникающим в индикаторной Диагонали электронного автоматического потенциометра 7 (фиг.1).

Предохранительный упор 9 на тросе 2 (фиг.1) упирается в днище корпуса 17 в тех случаях, когда поплавок Находится в воздухе и этим предохраняет спиральную пружину 5 от чрезмерных перегрузок. При погруженном в Контролируемую жидкость поплавке упор 9 не доходит до дна корпуса 17 И до подставки 16 и не создает препятствий нормальной работе плотномера. В данном плотномере осуществлена двойная компенсация темпера- г -урных изменений плотности контро- ируемой жидкости при помощи двух термопар. Первая термопара полиостью Компенсирует температурные изменения йдного из значений плотности в измерительном диапазоне (обычно либо Минимальное, либо максимальное значение), вторая /термопара компенсирует разницу температурных изменений .между выбранным значением плотности первой термокомпенсации и всех остальных значений плотности.

В индикаторную диагональ мостовой схемы потенциометра поступают компенсационные ЭДС: первой термопары Ет1 через первый делитесь напряжния, состоящий из Rmi и R ml (фиг.2), йторой делитель напряжения, состоящий из резистора Ктзи параллельно соединенных дистанционного реохорда

0

5

0

RP2 и резистора-шунта Кц/ и второй -термопары, последовательно включенных с первым делителем напряжения. Температурные изменения свободных (холодных) концов двойной термопары 8 (фиг. 1) компенсируются падением напряжения, которое возникает на температурном приросте сопротивления резистора RM (фиг.2) из медной проволоки, зашунтированного резистором Rшгиз манганиновой проволоки. Резистор Rмрасположен на клеммной колодке свободных концов двойной термопары, в результате чего они имеют такую же температуру как и свободные концы термопар.

Настройка диапазона измерения плотности контролируемой жидкости осуществляется изменением упругих усилий спиральной пружины 5 (фиг.1) путем изменения количества ее рабочих витков. Грубая настройка производится перемещением нижнего вин0

5

5 та 10, точная - перемещением верхнего винта 11 с помощью головки 12.

При переходе на измерительные диапазоны, которые резко отличаются от диапазона данной пружины, последнюю заменяют другой пружиной с соответствующими упругими свойствами. Установка стрелки вторичного прибора у начала шкалы при минимальной плотности контролируемой жидкости, для которой осуществлена первая термокомпенсация, производится путем перемещения корпуса дистанционного преобразователя перемещений вдоль по разделительной трубке ч ТЗ при помощи гайки 14 и спиральной пружины 15.

Назначение элементов измерительной схемы электронного автоматического потенциометра (фиг.2) следующее: С - конденсатор, сглаживающий пульсирующее напряжение после выпрямителя 18; Rp,, - переменное сопротивление реохорда, с помощью которого создается компенсирующее напряжение; R Ш1 - резистор, шунтирующий реохорд с целью получения расчетного (норми0

5

0

рующего) значения сопротивления

R

Hpt

; Rn и гп- резисторы, устанавливающие измерительный диапазон (предел компенсирующего напряжения); RH и RB- резисторы, с помощью которых устанавливают соответственно нижний и верхний пределы компенсирующего напряжения; Rf1 - балластное

сопротивление, устанавливающее расчетные значения силы тока, в верхней ветви мостовой схемы потенциометра 3 мА, в нижней ветви 2 мА; 19 - стабилизированный источник питания; R - резистор, сопротивление которого

, R..R

определяют по формуле R R х/и ш 2

R fR %i ЛШ2

Rk -резистор для контроля рабочей силы тока потенциометра; 20 - электронный усилитель; 21 - реверсивный двигатель.

Плотномеры с применением ферроди- намического дистанционного преобразователя (фиг.З) и сельсинного преобразователя (фиг.4) работают аналогично

В плотномерах с сельсинным.дистанционным преобразователем ПС поворот ротора в измерительном диапазоне такой же величины, как и в фер- родинамических преобразователях, а именно + 20 от нейтральной оси.

С целью получения равномерной шкалы плотномера с сельсинным преобразователем экспериментально устанавливают положение ротора сельсина, при котором на графике синусоидального выходного напряжения в пределах поворота ротора 20° практически получается линейная зависимость выходного напряжения II от угла поворота ротора, т.е. U f (/}.

Формула изобретения

Поплавковый плотномер по авт. св. № 1270649, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительным делителем напряжения, состоящим из параллельно соединенных переменного сопротивления, резистора-шунта и- дополнительной термопары, последовательно соединенных с делителем напряжения основной системы термокомпен- сации и с резистором.

Изобретение относится к приборам для измерения и контроля плотности жидких сред и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерений. Плотномер содержит тонущий в жидкости поплавок, соединенный с противодействующим устройством. Дистанционный преобразователь перемещения соединен с одним из входов автоматического электронного потенциометра. Он снабжен дополнительным делителем напряжения, состоящим из параллельно соединенных переменного сопротивления, резистора-шунта и дополнительной термопары, последовательно соединенных с делителем напряжения основной системы термокомпенсации и с резистором. 4 ил.

Фиг.1

Редактор Е.Копча

Составитель В.Каликов

Техред Л.Олийнык Крректор М.Пожо

Заказ 2083

Тираж 492

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, УЛ. Гагарина, 101

ФигА

Подписное