Камертонный плотномер для жидких сред Советский патент 1980 года по МПК G01N9/32 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и, в частности, к устройствам для измерения плотности жидких сред и может найти применение в нефтехимической, химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен камертонный плотномер для жидкостей и суспензий, датчик которого выполнен в сдвоенного трубчатого камертона, соединенного через основания с технологическим трубопроводом и приводимого в режим автоколебаний на резонансной частоте, с помощью электромагнитной системы возбуждения 1.

Недостатком известного камертонного плотномера является ограниченный диапазон измерения при возрастании плотности исследуемой жидкости.

Известен также камертонный плотномер для жидких сред 2, датчик которого выполнен в виде сдвоенного камертона,-на основаниях которого герметично закреплены сильфоиы, а камертон и сильфоиы заполнены двумя несмешивающимися жидкостями с различными плотностями с границей раздела в середине ветвей.

Недостатком этого плотномера является температурная нестабильность начальной

частоты датчика, а также нелинейность его градуировочной характеристики.

Целью изобретения является компенсация влияния температуры, повышение чув5 ствительности и линеаризация характеристики.

Указанная цель достнгается тем, что плотномер снабжен вторым трубчатым сдвоенным камертоном с системой возбуждения колебаний, установленным в корпусе последовательно с первым и сообщающимся с ним через общую ножку, образованную соединением оснований ножек обоих камертонов, причем общая ножка с отходящими от нее ветвямн камертонов до их середины заполнена одной жидкостью, а установленные на двух лЧругих, выступающих за корпус, ножках камертонов сильфоны, а также ножки с отходящими от них

20 ветвями заполнены до середины ветвей другой жидкостью с отличиой от первой плотностью.

На чертеже схематично изображен предлагаемый плотномер.

25 Плотномер содержит два трубчатых сдвоенных камертона 1, 2 из ферромагнитного материала, установленных в герметнчном корпусе 3 последовательно. Камертоны сообщаются через общую ножку 4,

образованную соединением оснований ножек обонх камертонов. Общая ножка и отходящне от нее ветвн 5, 6 одного камертона и 7, 8 другого камертона до середины ветвей занолнены одной жидкостью с плотностью РЬ

Установленные на двух других выступающих за корпус ножках 9, 10 камертонов сильфоны 11, 12, отходящие от них ножки камертонов и ветви до их середины заполнены второй жидкостью с плотностью р2, отличной от плотности р1 первой жидкости. Для возбуждения колебаний камертонов, выполненных из ферромагнитного материала, предусмотрены электромагниты 13, 14 и электромагнитные датчики 15, 16, включенные но обычной автогенераторной схеме в цепь усилителей 17, 18. Выходы усилителей через стойку 19, предназначенную для крепления и погружения датчика плотномера, подсоединены на вход смесителя частот 20, установленного в измерительном блоке плотномера. Кроме смесителя частот, в измерительном блоке установлен низкочастотный фильтр 21 и нрецизнонный частотомер 22, причем выход смесителя подключен на вход фильтра, а выход фильтра на вход частотомера.

Плотномер работает следующим образом.

Начальные импульсы с выхода усилителей 17, 18 поступают на электромагниты 13, 14 соответственно, которые вызывают противофазные колебания ветвей 5, 6, а также ветвей 7, 8, воспринимаемые электромагнитными датчиками 15, 16, с которых после усиления в усилителях 17, 18 вновь подаются на электромагниты 13, 14.

Таким образом, замыкается цепь положительной селективной обратной связи и ветви 5, 6 и 7, 8 камертонов 1, 2 совершают незатухающие автоколебания.

Вертикальное погружение плотномера через стойку 19 в исследуемую жидкость обуславливает перемещение днищ обоих сильфонов 11 и 12 под действием давления гидростатических столбов и плотности, в результате которого часть жидкости с плотностью PI, заполняющей камертон 2, будет вытеснена из ветвей 8, 7, а в освободившийся объем из сильфона 12 войдет жидкость с плотностью р2.

При масса жидкости в камертоне 2 увеличивается, а в камертоне 1 - уменьшится, что обусловит снижение частоты, собственных колебаний камертона 2 н соответственное увеличение частоты в камерто не 1.

Таким образом, с изменением плотности исследуемой жидкости частоты камертонов 1 и 2 будут изменяться в противофазе, разность которых, выделяемая в смесителе 20 и фильтре 21, будет регистрироваться частотомером 22, проградуированным в единицах плотности. .При этом в результате вычитания частот температурные уходы их

начальных значений (при непогруженных камертонах) камертонов 1, 2 будут взаимокомпенсироваться, а выбирая определенные соотношения между ними, можно получить необходимую линейность градуировочной характеристики.

Формула изобретения

Камертонный плотномер для жидких сред, содержащий трубчатый сдвоенный

камертон, сильфоны, заполненные двумя несмешивающимися жидкостями с раз.тичными плотностями с границей раздела в середине ветвей камертона, систему возбуждения колебаний и измеритель частоты,

отличающийся тем, что, с целью компенсации влияния температуры, новыщения чувствительности и линеаризации характеристики, плотномер снабжен вторым трубчатым сдвоенным камертоном с системой

возбуждения колебаний, установленным в корпусе последовательно с первым и сообщающимся с ним через общую ножку, образованную соединением оснований ножек обоих камертонов, причем общая ножка с

отходящими от нее ветвями камертонов до их середины заполнена одной жидкостью, а установленные на двух других, выступающих за корпус, ножках камертонов сильфоны, а также ножки с отходящими от них

ветвями заполнены до середины ветвей другой жидкостью с отличной от первой плотностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 396590, кл. G ОШ 9/32, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 2606089/28, кл. G ОШ 9/32, 1978.

3r-20