Измеритель плотности Советский патент 1992 года по МПК G10K11/00 E04B1/84 

00

ю

о

О

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для определения и контроля плотности жидкостей, газов и газовых смесей, в том числе в полевых условиях.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы в газовой среде и контроль за ее плотностью.

На фиг. 1 изображен сосуд с газовой средой, в которую помещен измеритель плотности, с плотностью газа в диапазоне плотностей между средней плотностью тела измерителя с наибольшей средней плотностью и средней плотностью тела со следую- щим, меньшим значением средней плотности, продольный разрез; на фиг.2 - схема положения тел измерителя в сосуде с газовой средой при плотности ее, большей наибольшей средней плотности тел; на фиг.З - то же, при плотности газовой среды между средней плотностью тела с наименьшей средней плотностью и средней плотностью тела с предыдущим большим значением средней плотности; на фиг.4 - то же, при плотности газовой среды, меньшей наименьшей средней плотности тел измерителя.

В предлагаемом измерителе плотности лицевые стенки сосуда, в котором находит- ся исследуемая газовая среда 1, выполнены из оптически прозрачного материала, например, органического стекла, а боковые стенки 2 из алюминия. Пространство между стенками загерметизировано и заполнено смесью углекислого газа (50%) и аргона (50%) под давлением 1 атм, что обеспечивает максимальный коэффициент затухания звука в диапазоне средних частот. Такая светопрозрачная конструкция звукопогло- щающей панели может использоваться, на- пример, в окнах, иллюминаторах, звукоизолирующих стенках и т.д.

Плавающие тела 3 в количестве трех штук выполнены в виде заполненных водо- родом шариков с оболочкой из тонкой (толщиной 0,001 см) резиновой пленки. Шарики имеют радиус 1,7; 2,& 2,3 см и плотность 1,8 «10 1, 1,4-10 Jr/cMJ соответственно. Величина средней плотности шариков меньше плотности смеси газов, заполняющей звукопоглощающую панель, имеющей величину 1,9-10 г/см , вследствие чего шарики не тонут в смеси газов и плавают вверху сосуда. Шарики окрашены светящейся краской, соответствующей маркировке их средней плотности. Например, шарик, имеющий среднюю плотность 1,8 кг/м , окрашен в красный цвет, имеющий среднюю

о

плотность 1,6 кг/м - в зеленей, а имеющий среднюю плотность 1,4 кг/м - в желтый.

В нижней части сосуда выполнен газовый штуцер 4 с краном для изменения плотности и состава находящегося в нем газа.

При соответствии характеристик газовой смеси в сосуде их заданным рабочим значениям плотность газовой смеси больше плотности тел и все они плавают в верхней части сосуда, где наблюдаются через его светопрозрачную стенку.

При изменении состава газовой смеси в сосуде, например, вследствие утечки из него газа и поступления внешнего воздуха плотность смеси газов уменьшается и при достижении ею значения, меньшего значения средней плотности одного из плавающих тел (с максимальным значением средней плотности), последнее тонет в газовой смеси. При дальнейшем уменьшении плотности газовой смеси в сосуде тонет следующее по величине средней плотности тело и так далее, что позволяет судить о величине и изменении плотности газовой смеси в сосуде.

При заполнении панели газовой смесью посредством газового штуцера с краном о плотности газовой смеси в сосуде судят по всплыванию тел с той или иной средней плотностью.

Измеритель плотности может быть использован для определения плотностей жидкостей, но для этого к телам должны быть присоединены пригрузы, компенсирующие частично выталкивающую силу. Прин- цип действия данного измерителя плотности в жидкостях остается тем же.

Если известен молекулярный состав газовой смеси, то данный измеритель плотности можно использовать для определения давления в ней.

Преимуществом предлагаемого измерителя плотности по сравнению с известными конструкциями ареометров является невозможность непосредственного использования последних в газовой среде, так как отсчет плотности в них ведется по величине погруженной в среду части корпуса.

По сравнению с известными устройствами по определению плотности газов предлагаемый измеритель плотности обладает более высокой надежностью работы, связанной с отсутствием необходимости в сложной, чувствительной к внешним воздействия измерительной аппаратуре и автономностью, простотой и малой стоимостью, возможностью непрерывного контроля плотности газовой смеси и простотой и экс- прессностью съема информации.

Использование данного измерителя плотности обеспечивает непрерывный контроль за газовой средой, что особенно важно при использовании ее в конструкциях транспортных средств, которые подверга- ются вибрациям, приводящим к утечке из них газа. Возможность такого контроля повышает надежность работы конструкций. Кроме того, изобретение обеспечивает возможность контроля за измерением состава и давления газовой смеси в конструкции и тем самым регулирование ее звукоизолирующей способности.

Использование изобретения позволяет также производить контроль плотности воз- духа в горных выработках и других углублениях земли естественного и искусственного происхождения. Возможность такого контроля повышает безопасность нахождения людей на таких объектах.

Особенно целесообразно использование изобретения в звукоизолирующих пане- лях со свегопрозрачными стенками, например в окнах, иллюминаторах, с вето- прозрачных звукоизолирующих стенках и т.д.

Формула изобретения

1.Измеритель плотности, выполненный в виде помещенного в сосуд с исследуемой средой тела, состоящего из заполненного газом корпуса, на внешней поверхности которого нанесена маркировка плотности, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы в газовой среде и контроля за ее плотностью, корпус выполнен в виде нескольких тонкостенных оболочек с образованием дополнительных тел, причем тела имеют разную среднюю плотность в диапазоне плотностей между плотностью газовой среды и плотностью воздуха, а маркировка плотности выполнена на внешней поверхности каждой оболочки и соответствует средней плотности соответствующего тела, при этом часть стенки сосуда со средой выполнена с вето- прозрачной для визуализации маркировки.

2.Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что маркировка плотности выполнена светящейся краской.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения и контроля плотности жидкостей, газов и газовых смесей, в том числе в полевых условиях. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы в газовой среде и контроль за ее плотностью. Для этого корЧ пус измерителя плотности, помещенный в газовую среду 1, выполнен в виде заполненных легким газом тонкостенных оболочек с образованием нескольких тел 3 с различной средней плотностью в диапазоне плотностей между плотностью газовой среды и плотностью воздуха. На поверхность каждого из тел 3 светящейся краской нанесена маркировка его средней плотности, а часть стенки 2 сосуда с газовой средой 1 выполнена светопрозрачной для наблюдения маркировки, в том числе в темноте. Находящиеся в среде 1 тела 3 являются предельными плотномерами, т.е. в верхней части сосуда находятся те из тел 3, средняя плотность которых меньше плотности газовой среды 1, а в нижней части сосуда - те, средняя плотность которых больие плотности среды 1. Для определения и контроля плотности жидкости к телам 3 должны быть присоединены соответствующие пригрузы. 1 з.п. ф- лы, 4 ил. сл с

°о

Фаг.2

о

о

oQ

Фиг.З

Фиг А