Пневматический плотномер Советский патент 1980 года по МПК G01N9/28 

1

Изобретение относится к измерите1льной технике, в частности к технике измерения плотности жидких сред.

Известно устройство, содержащее две измерительные трубки;погруженные 5 в исследуемую среду на различную глубину, дифференцисшьный манометр и компенсационную схему l .

Недостатком его является низкая точность измерения.10

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является пневматический плотномер жидкости, содержащий две измерительные трубки, погруженные в резервуар с контролиру-15 емой средой, регулятор расхода воздуха, пятимембранный элемент сравнения, воспринимающий разность давлений в измерительных трубках, которая является мерой плотности, с одновремен-20 ным умножением на постоянный коэффициент при помощи дроссельного делителя со сдвигом 2 .

Как известно, дроссельный делитель является нелинейным элементом пнев- 25 мосхем, нелинейность которого составляет др 5% и в широком диапазоне умножения на постоянный коэффициент существенно снижает точность измерения,30

Цель изобретения - повышение точности измерения плотности.

достигается тем, что устройство дополнительно содержит второй элемент сравнения, к отрицательной камере второго элемента ;подключено сопло первого элемента сравнения и вход дросселя, выход которого соединен с атмосферой; положительная камера второго пятимембранного элемента соединена с выходом задатчика давления, при этом выход второго элемента сравнения соединен с камерой сопла элемента и схемой умножения на постоянный коэффициент, подсоединенной к регистрирующему прибору.

На чертеже приведена схема плотномера.

Плотномер состоит из регулятора 1 расхода воздуха, измерительных трубок 2, первого элемента сравнения 3, дросселя 4, второго элемента сравнения 5, задатчика 6 давления, элемента сравнения 7, дроссельного сумматора 8, усилителя мощности 9, регистрирующего прибора 10.

Воздух от регулятора 1 расхода поступает в измерительные трубки 2, которые погружены на различную глубину в исследуемую жидкость, причем

расстояние между торцами, измерительных TpyekJK равно h. Трубка, опущенная на большую глубину, соединена с положительной камерой, а трубка, опущенная на меньшую глубину, - с отрицательной камерой элемента 3. Сопло элемента 3 соединено со входом дросселя 4, второй вход которого соединен с атмосферой и. с отрицательной камерой элемента 5, выполняющего операцию сравнения, положительная камера которого соединена с выходом эадатчика 6 .

Выход элемента 5 соединен с Kauvieрой сопла элемента 3 и со схемой умножения на постоянный коэффициент со сдвигом (УКС) , которая состоит из элемента сравнения 7, дроссельного сумматс эа 8 и усилителя мощности 9. Выходной сигнал элемента 5 поступает в положительную камеру элемента 7, в отрицательную камеру которого подается постоянное давление PQ , определяющее нуль прибора. Элемент 7 выполняет оперсщию сложения двух сигналов с одновременным умножением на постоянный коэффициент, за счет охвата этого элемента обратной связью через дроссельный сумматор 8. Выход элемента подключен также к усилителю мощности 9, выход последнего - к регистрирующему прибору 10.

Изменение плотности контролируемой жидкости приводит к пропорциональному изменению разности дгшлений в положительной и отрицательной глухих камерах элемента 3 и перемещению мембранного блока. В результате этого происходит изменение зазора между торцом сопла С и заслонкой, что приводит к изменению расхода через дроссель .4 .

Изменение расхода вызывает изменение давления в отрицательной камере алемента 5, которое сравнивается с давлением задатчика 6, Этот разбсшан вызывает перемещение мембранного блока элемента 5 и открытие питающего сопла этого элемента. Выходное давление элемента 5 поступает в проточную камеру элемента 3 и приводит мембранный блок этого элемента в ргшновесие

В равновесном состоянии выходное давление - давление в проточной камере элемента 3 - определяется соотношением „,

-РбЫ« -Р2 -Р1

-бых-V- PrPz),

PL

i -. - давление в проточной каде. Р,

был мере элемента 3; Р и Р. - давление в измерительных трубках, опущенных соответственно на большую и ;меньшую глубину;

F и f - эффективные площади мембранного блока большой и малой мощности мембран соответственно.

Из соотношения видно что разность

р,-е, умножается на коэффициент больше единицы, который определяется отношением эффективных площадей. Таким образом, в предложенной схеме плотномера коэффициент умножения сигнгша по давлению определяется двумя составляющими; коэффициентом умножения дифманометра (элемента 3) KQ с подключенным к нему вторым элементом сравнения и дросселем и коэффициенто умножения схены со сдвигом К,, где

м / основное умножение происходит за счет соонсшения эффективных площадей, а этот элемент имеет более линейную характеристику. Поскольку это соотношение постоянно для этого элемента, общий коэффициент умножения К оказывается более стабильным.

Давление P|i,bix послупает в положительную камеру элемента 7, выполняющего операцию суммирования, в отрицательную камеру которого поступает давление Р, определяющее начальную точку диапазона измерения. Разность этих давлений умножается на постоянный коэффициент с помощью дроссельного сумматора, включенного в положительную обратную связь элемента 7 и предназначенного для Настройки диапазона измерения. Выходной сигнал элемента 7 через усилитель мощности 9 поступает на регистрирующий прибор 10.

Формула изобретения

Пневматический плотномер, содержащий дв.е измерительные трубки, погруженные на различную глубину в резервуар с контролируемой средой, регулятор расхода воздуха, дифманометр выполненный в виде пятимембранного элемента сравнения, схему умножения на постоянный коэффициент, о ,т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно содержит второй пятимембранный элемент сравнения, к отрицательной камере которого подключены сопло первого элемента сравнения и вход дросселя, выход которого соединен с атмосферой, положительная камера второго пятимембранного элемента соединена с выходом задатчика давления, при этом выход второго элемента сргшнения соединен с кгилерой сопла первого элемента сравнения и схемой умножения на постоянный коэффициент, подсоединенной к регистрирующему прибоИсточники информации, .

принятые во внимание при экспертизе

1.Кулаков М, В, Технологические измерения и приборы химических производств. М., Машиностроение , 1974 с. 332-334.

2.Авторское свидетельство СССР

494659, кл. G 01N9/04, 1974 (прото тип) ,