ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕД Советский патент 1970 года по МПК G01N9/12 

Изобретение относится к технике исследования физико-химических характеристик жидких сред, в частности к датчикам для измерения плотности.

Известен электромеханический плотномер для жидких сред, состоящий из колебательной механической системы, системы возбуждения, измерительной схемы и схемы питания.

Предлагаемый плотномер характеризуется большей точностью измерений и повышенной стабильностью благодаря тому, что между датчиком перемеш ения механической колебательной системы и обмоткой электромагнита включены индикатор перехода механической колебательной системы через крайнее положение в реле, в силовую часть которого включена обмотка электромагнита. Колебательная система выполнена в виде дисков, жестко соединенных со штоком датчика.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из датчика / и электронной схемы 2. Датчик 1 погружного типа состоит из механической колебательной системы, включающей в себя две плоские пружины 3, жестко соединенный с ними шток 4 и жестко соединенные со штоком диски 5 и 5. Диск 6 является якорем электромагнита постоянного тока, состоящего из магнитопровода 7 и обмотки 8. К штоку 4 жестко крепится плунжер 9 индуктивного датчика перемещения, состоящего из двух одинаковых индуктивных катушек 10.

Концы пружин 3 жестко соединены со стойками, которые вверху соединяются с корпусом

12 электромагнита, а внизу - с корпусам 13 индуктивного датчика перемещения. Герметичность корпусов обеспечивается крышками 14 и 15. Электрические выводы обмотки электромагнита и катушек индуктивности проходят через трубки 16.

Датчик плотномера приспособлен для работы в агрессивных жидкостях при температуре до 100°С. Все его элементы, соприкасающиеся со средой, выполнены из агрессивно

стойких материалов.

Электрическая часть плотномера содержит измерительный мост 17 датчика перемещения, соединенный с генератором синусоидального напряжения 18, подключенный к диагонали

питания измерительного моста, усилитель 19 и амплитудный детектор с фильтром 20, индикатор 21 перехода механической системы через крайнее положение, состоящий из фазосдвигающей цепи 22, индикатора 23 перехода напряжения через нуль и дифференцирующей цени 24, реле 25, состоящее из генератора стандартных импульсов 26 и усилителя мощности 27, .измеритель частоты 28 и блок питания 29. Измерительный мост 17, илечами кото27033 страивают так, чтобы при располол ении плунжера 9 в центре между катушками сигнал с моста 17 был равен нулю. Диагональ моста подключена к генератору синусоидальных колебаний 18, работающему на частоте5 10-20 кгц, Когда колебательная механическая система отклоняется от положения равновесия с измерительного моста 17, на вход усилителя 19 поступает сигнал, пропорциональный этому10 отклонению, в .виде амплитудно-модулиро.ванного напряжения с частотой, равной частоте колебаний механической системы. Несущая. часть задается генератором 18. С усилителя сигнал поступает на .вход амплитудного детек-15 тора с ф.ильиром 20. После этого на индикатор 21 перехода системы через крайнее нижнее ноложение приходит сигнал перемещения механической системы в .виде синусоидального напряжения с частотой, равной частоте колеба-20 .НИИ механической системы. Амплитуда этой синусоиды нропорциоиальна отклонению механической системы от положения равновесия, а моментам максимального отклонения кривой напряжения от нулевой линии соответ-25 ствуют моменты максимального отклонения механической системы от положения равновесия, т. е. моменты прохождения системой край-него вижлего и крайнего верхнего положений. Этот сигнал поступает на вход фазосдвига-ЗО ющей цепи 22, которая сдвигает синусоиду напряжения по фазе так, что точкам максимального отклонения механической системы от положения равновесия соответствуют моменты перехода кривой напряжения через35 нуль. После фазосдвигающей цепи сигнал попадает на вход индикатора 23 перехода кривой .напряжения через нуль, например триггер Шмидта, который срабатывает в момент не-40 рехода кривой напряжения через нуль. С триггера Шмидта импульс поступает на вход дифференцкрующей цени 24, с выхода которой последовательность остроконечных положительных импульсов с частотой повторения,45 24 4 равной частоте колебаний механической системы, попадает на вход реле 25, состоящего из генератора стандартных импульсов 26 и усилнтеля мощности 27, в катод которого включена обмотка 8 электромагнита. Под действием импульса генератор 26 .выдает импульсы определенной амплитуды и длительности, который открывает лампу усилителя мощности 27, и через обмотку электромагнита протекает импульс тока, длительность которого равна длительности станда.ртного импульса. Таким образом, в обмотку электромагнита поступает импульс тока определенной длительности в момент, когда колебательная система находится в крайнем нижнем положении, и якорь притягивается к электромагниту. Вхместе с ним движется вся колебательная система, Проходя положение равновесия, она достигает крайнего верхнего положения, а затем под действием пружин и собственной тяжести идет вниз. Частота колебаний, зависящая от плотности жидкости, определяется с помощью измерителя частоты 28, отградуированного в единицах плотности. Предмет изобретения 1. Электромеханический плотномер для жидких сред, состоящий из мехалической колебательной системы, электромагнита постоянного тока, индуктивного датчика перемещения, блока питания, измерителя частоты, отградуированного .в единицах плотности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и повышения стабильности .работы прибора, между датчиком перемещения механической колебательной системы и обмоткой электромагнита включены индикатор пергхода механической колебательной системы через крайнее положение и реле, в силовую часть которого включена обмотка электромагнита. 2. Плотномер по п. 1, отличающийся тем, что механическая колебательная .система выполнена в виде нескольких дисков, жестко соединенных со штоком датчика.