Плотномер Советский патент 1981 года по МПК G01N9/18 

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к измерителям плотности жидких сред. Известен плотномер, содержащий источник питания воздухом, пьезометричес кую трубку, датчик давления и измерительный прибор Ij- Недостатком такого устройства является низка точность измерения при колебаниях уровня среды, а также вследствие насыщения ее пузырьками газа. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является плот номер, содержащий измерительную каМе ру, задатчик пневмоимпульсов и регистратор 2. Принцип работы плотноме ра заключается в периодической подач воздуха в измерительную камеру на вытеснение из нее жидкости и сброса воздуха в атмосферу при достижении в камере заданных значений давления, причем плотность определяется по частоте следования пневмоимпульсов. Недостатком указанного устройства яв ляется низкая точность измерения изза погрешности от колебаний уровня, давления газа над исследуемой жидкостью. Целью изобретения является повыше нио точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в предложенный плотномер дополни-1 тёльно введены датчик скорости изме.нения давления и триггер, а измерительная камера снабжена верхним и нижним патрубками с поперечным сечением, отличным от поперечного сечения измерительной камеры, причем выход датчика скорости изменения давления через триггер соединен с задатчиком пневмоимпульсов, а его вход - с измерительной камерой. Плотномер,схема которого приведена на чертеже, включает в себя измерительную камеру 1 с изменяющимся се чением на входе а и выходе в , регис ратор 2, задатчик пневмоимпульсов, состоящий из источников давления 3 и вакуума 4, соединенных через управляющие к.папаны 5 и 6 и дроссель 7 с измерительной камерой, датчик скорости изменения давления, выполненный в виде дифманометра 8, камеры которого соединены между собой через дроссель 9, а чувствительный элемент с преобразователем 10, замыкающим виходные контакты при нулевом положении чувствительного элемента, триггер 11, первый выход которого соединен с

цепью управления клапана 5, а второй выход - с цепью управления клапана 6

Плотномер работает следующим образом.

В исходном положении чувствительный элемент дифманометра 8 находится в нулевом положении, и с преобразователя 10 подается сигнал на переключение триггера 11, например, для включения клапана 6, воздух от источника 3 через дроссель 7 подается в измерительную камеру 1. Давление в камере 1 возрастает, и жидкость вытесня- ется из нее в контролируемый сосуд. Вследствие запаздывания выравнивания давления в камерах дифманометра 8 через дроссель 9 чувствительный элемент смещается, и сигнал с выхода преобразователя 10 исчезает. При достижении уровнем жидкости в измерительной камере перехода сечения -б скорос.ть падения давления в изнурительной камере замедляется, и чувствительный элемент дифманометра 8 возвращается в нулевое положение. Преобразователь 10 переключает триггер 11 на закрыти.е клапана- 5 и эткрытие клапана б, В измерительной камере под воздействием разрежения источника 4 давление падает, и жидкость поднимается вверх, а чувствительный элемент дифманометра 8 смещается из нулевого положения, подготавливая триггер 11 для лоследункцего перзключения. При достижении жидкостью перехода сечения d измерительной камеры скорость изменения давления снижается, и чувствительный элемент дифманометра 8 возвращаегагся в нулевое положение. Триггер 11 переключается назакрытие клапана 6 и открытие клз пана 5, и цикл измерения плотности повторяется. Плотность жидкости фиксируется по амплитуде колебаний давления в измерительной камере на регистраторе 2.

Необходимо отметить, что показания регистратора 2 не зависят от колебаний уровня и давления газа в контролируемом сосуде. Давление в измерительной изменяется от давления Р при уровне жидкости в месте перехода сечения а до давления Ра. при уровне жидкости в месте перехода сечения -о

P-,

р - атмосферное давление;

расстояния от поверхности жидкости в измерительной камере до переходов сечения О и -6 .

Амплитуда колебаний

V -pg i- - :i peH,

где Н - длина измерительной камеры между переходами сечения айв.

Таким образом, плотность жидкости измеряется с погрешностью, определяемой классом точности регистратора, и не зависит от колебаний уровня, и давления атмосферы.

Погрешностью измерения от нето ности фиксации момента достижения

жидкостью переходов сечения а и -6 можно пренебречь достаточной длине измерительной камеры.

При отсутствии источников давления и вакуума в качестве задатчика

пнеЁмоимпульсов может быть использован сильфон или поршень с приводом и др. Плотномер в отличие от известных плотномеров с датчиками уровня жидкости S-измерительной камере характ&ризуется прюстотой и надежностью конструкции, а в отличие от пневматических плотномеров - высокой точностью, независимостью показаний от

измерения уровня, давления и температуры атмосферы.

Формула изобретения

Плотномер, содержащий измерительную камеру, задатчик пневмоимпульсов и регистратор, отличающийс я тем, что,с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены датчик скорости изменения давления и триггер, а измерительная камера снабжена верхним и нижним патрубками с поперечным сечением,

отличным от поперечного сечения измерительной камеры, причем выход датчика скорости изменения давления через триггер соединен с задатчиком пневмоимпульсов, а его вход - с измерительной камерой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2597621, кл. G 6l N 9/28, опублик. I960.

2,Авторское свидетельство СССР

№ 493702, кл. G 01 N 9/18, 1974 (прототип) .