Датчик плотности Советский патент 1979 года по МПК G01N9/18 

Изобретение относится к устройствам для измерения физических параметров жидкостей (например, истинного газосодержания).

Известно устройство для измерения плотности пульп и суспензий 1. включающее камеру с электропроводной жидкостью, чувствительный элемент, выполненный в виде дву.х коаксиально расположенных труб, изготовленных из материалов, обеспечивающих его плавучесть, эластичные манжеты, регистрируюи1 1О пепь и постоянный магнит, установленный на наружной поверхности камеры.

Однако в этом устройстве отсутствуют средства регулировки положения чувствиTe.iijiioro э.чемента относительно оси магистра л ьн о Io трубонровода.

Известно устройство для измерения плотности |у.ьпь1 2. содержащее чувствитель}{}, ч.юмеит, нодвещенный на двух соосных тор.сиопных разделителях и соединенный с магистралью эластичными манжетами, торсиметр, 15ЫПОЛНЯЮЩИЙ роль нуль-органа, и си,1о15()й opiaH.

Однако такое устройство дает относительно невысокую точность и надежность измерен и и.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения плотности пульпы 3, в котором чувствительный элемент вынолнен в виде горизонтального трубопровода, соединенного с магистральным трубопроводом :-4ластичными трубчатыми манжетами в одпу .iitнию, связанного через тягу, прпкрепленную к его средней точке, с измерительным б.кжом, содержащим нуль-индикатор положения и силовой орган, компенсирующий изменение веса чувствительного элемента. Вся измерительная система этого устройства, включая чувствительный элемент с манжетами, силовой орган и индикатор положения, расположена в герметичной камере, заполненной демпфируюп1ей жидкостью.

В таком устройстве также имеет место низкая точность измерения.

Цель изобретения - повьппение точности измерения.

Это достигается тем, что чувствительный элемент со стороны входа в него потока нсследуемой жидкости подвижно закреплен на горизонтальной оси, перпендикулярной оси трубопровода, а со стороны выхода потока на конце чувствительного элемента шариирно закреплено кольцо, которое верхней тягой жестко связано с указателем положения, закрепленным в камере, а нижней тягой uiapнирно связано с установленным в камере демпфером. В средней точке чу1Ктвительный элемент через шарнирно закрепленное на нем кольцо соосно и жестко соединен тягами е сильфонами, встроенными в корпус камеры, а верхняя тяга, выходян1ая за предел|з1 камеры, HjapimpHo связана с противовесом, системой измерения и регулирования но.южения чувствительного элемента. На чертеже показана функциональная схема устройства. Внутри камеры 1 н:; нарнирной оси 2 со стороны входа потока подвижно закреплен чувствительный эле.мент 3, соединенный с магистральным трубопроводом 4 э; астичными манжетами 5. I-ia KOfine чувствптель ого эле.мента шарнирно закреп-чено кольцо 6 с прикрепленны.ми к нему указателем 7 положения и демпфером 8. В средней точке чувств тельный элемент при помощи ко.льпа 9 шарнирпо соединен с тягами 10 и II, жестко евязанны.ми е герметичны.ми донышками сильфонов 12 и 13. Верхняя тяга 11 за пределами камеры I шарнирно соединена с противовесом 14 и имеет плоп1,адку 15 для размещения образцовых мер вееа. При номоьчи резьбовой .муфты 16 е левой и правой резьбой тяга 11 соединена со стержнем 17, прикрепленным к измерительному плечу рычажной системы электроеилового преобразователя 18, например, типа ИУР-32. Электросиловой преобразователь содержит нуль-индикатор -- дифференциальный трансформатор 19 с подвижным сердечником 20, силовой орган, состояший пз иодвижной катун1ки 21 и постоянного магнита 22, и ко)ректор 23 нуля. Регистрирующая цепь измерителя состоит из электронного усилителя 24, измерител1 ного усилителя 25, нанри.мер, типа И-37и регистрирующего самопишущего прибора 26, например, типа Н37. В верхних точках камеры 1 имеются воздущники 27, в нижней точке - вентиль 28, соединенный трубопроводом 29 с .магистралы ным трубопроводом 4. Концевые участки 30 камеры выполнены из прозрачного .материала, напри.мер оргстекла. Устройство работает следующим образом, При подготовке к из.мерениям ка. 1 заполняют демпфирующей жидкостью, например водой, через вентиль 28. Для этого открывают воздушники 27. Прокачивают через магистральный трубопровод 4 и чувствите.. элемент 3 поток жидкости с известной плотностью и переменным расходом и при но .мопхи резьбовой муфты 16 выс1Ч1вляют чувствительный элемент 3 в положение, при котором показания регистрируюпхегс прибора 26 не зависят от изменепия расхода потока. Стабильность этого положения в процессе измерения контролируют при помощи указателя 7 ноложения. В зависимости от ус.ювий предстоящей работы устанавливают противовес 14 в положение, при кото)ом компенсируют вес только конструктивных эле.ментов чувствительного э.1емента 3 или вес этих элементов и определенной части жидкости, протекаюн1ей через чувствительный элемент. Нуль региетриpyionieio прибора 26 устанавливают при поМОН1И корректо 5а 23 нуля. При из.чененпи нлотности однофазного или истинного газосодержания двухфазного liOTOKa жидкости чувствите;1ьньш эле.мент 3 отк.1оняется от своего нача;1ьного по.ложения, в рез льтате чего возникает незначительное нерсмепа,ение рычажной системы электросилового преобразовате;1я 18 и С1 язаниого с: ней сердечника 20 дифференциального трансформатора 19. л1ифференциа;1ьпь Й трансформатор преобразует это перемещение в управляющий сигна;| переменного тока, поетупаюпщй па вход электр01 ного уси.лителя 24. Выходной сигнал усилителя 24 в виде постоянного тока поступает в обмотку подвижной катун1ки 21 силового органа и одновременно в последовательно соединен1Пз1е с ней измерительный усилпгель 25 п регистрирующий прибор 26, шкала KOToporcj отградуирована в единицах плотности или истинного газосодержания. . В электросиловом преобразователе 18 взаи.модействие постоянного магнита 22 с магнитным полем, создаваемы.м током, протекающим по обмотке подвижной катушки 21, создает пропорциона;1ьное этому току усилие. Уеи,1ие силового органа уравновешивает через рычажную систе.му электросилового | реобразователя 18 входное усилие, возник|нее вследствие изменения нлотности или истинного газосодержания потока и возврангает чувствительный элемент 3 в начальное положение. В процессе измерения в камере 1 ноддерживается давление, равное давлению в магистральном трубопроводе па выходе из чувствите:1ьного эле.мента. Переда-ш импульса давления осуществляется по трубопроводу 29 при открытом вентиле 28 или с помощью нодходящ,его регулятора давлении. Силь(Ьоны 12 и 13, и.меюнше равн1 1е эффективные н.;1ощади поперечрюго сечения и жестко связан -п,|е между собой при по.мощи тя|- И), 1 1 и кольца 9, взаимно компенсируют действуюни-ie на них усилия, возникаюmiie фи изменении давления в камере 1. Резкие колебания чувствительного элемента сг;1аживаются демнферо.м 8. Целоетность эластичньгх манжет в процессе из.мерения контро./щруют визуально через нрозрачные участки 30.

Формула изобретения

Датчик плотности, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде отрезка горизонтального трубопровода, расположенного в камере, заполненной демпфирущей жидкостью, соединенного с магистральным трубопроводом эластичными манжетами в одну линию, связанного через тягу, прикрепленную к его средней точке, с измерительным блоком, сОлтержащим нуль-индикатор положения и силовой орган, компенсирующий изменение веса чувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, чувствительный элемент со стороны входа в него потока исследуемой жидкости подвижно закреплен на горизонтальной оси, перпендикулярной оси трубопровода, а со стороны выхода потока на конце чувствительного элемента щарнирНО закреплено кольцо, которое верхней тягой жестко связано с указателем положения, закрепленным в камере, а нижней тягой шарнирно связано с установленным в камере демпфером, причем в средней точке чувствительный элемент через щарнирно закрепленное на нем кольцо соосно и жестко соединен тягами с сильфонами, встроенными в корпус камеры, а верхняя тяга, выходящая за пределы камеры, шарнирно связана с противовесом и системой измерения и регулирования положения чувствительного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 361424, кл. G 01 N 9/10, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 303562, кл. G01 N 9/18,1969.

3..Авторское свидетельство СССР .NO 142073, кл. G 01 N 9/36, 1961.