Устройство для определения плотности пульпы Советский патент 1981 года по МПК G01N9/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПУЛЬПЫ

I

Изобретение относитсЛ-к измерению ПЛОТУ ности жидких сред и гидромеханических смесей в потоке и может быть использовано преимущественно в металлургической, нефтяной и горной промышленностях, а также в других отраслях народного хозяйства.

По основному авт. св. № 602821 известно устройство, содержащее датчик, выполненный в виде симметричного разветвленного относительно оси трубопровода ромбообразного патрубка, причем одна из его верщин, не связанная с трубопроводом, соединена с помощью узла передачи с возбудителем колебаний, а другая - с демпфирующим элементом. Устройство также содержит измерительный прибор, включающий приемники колебаний, и гибкие патрубки, с помощью которых датчик связан с трубопроводом. Плотность .пульпы в данном устройстве определяется по разности фаз задающих и вынужденных крутильных колебаний датчика плотности относительно оси трубопровода 1 .

Недостаток этого устройства - нестабильность угловой жесткости гибких патрубков, соединяющих датчик плотности с неподвижным трубопроводом, из-за изменения

температуры и давления жидкой среды. Нестабильность угловой жесткости гибких патрубков, как составной части жесткости колебательной системы плотномера в целом, . приводит к изменению режима колебаний датчика и показаний при постоянной плотности контролируемой среды. При этом, чем меньще абсолютное значение угловой жесткости гибких патрубков при постоянной величине ее относительной нестабильности, например, при изготовлении патрубков из

IQ одного и того же материала с различной толщиной стенки, тем ниже нестабильность жесткости колебательной системы и выше точность измерений. Однако снижение нестабильности жесткости колебательной системы путем уменьшения абсолютного значения угловой жесткости гибких патрубков зачастую недопустимо по конструктивным соображениям и условиям эксплуатации (например, при измерении плотности жидких сред под давлением).

Цель изобретения - повыщение точности измерений плотности.

Указанная цель достигается тем, что , вибраци.онный плотномер, содержащий датчик плотности, возбудитель и приемник крутильных колебаний датчика, демпфирующий элемент и измерительный прибор, имеет концентрично расположенные относительно гибких патрубков и оси трубопровода неподвижные магнитопроводы, а гибкие патрубки, связывающие датчик плотности с трубопроводом, снабжены расположенными в зазорах неподвижных магнитопроводов промежуточными плоскими фланцами с радиальными обмотками, соединенными с выходом приемника колебаний датчика плотности. Это позволяет снизить до пренебрежимо малой величины противодействующий движению датчика момент, развиваемый гибкими патрубками и определяемый выражением:

/Ап (1)

где С. - угловая жесткость одного патрубка;

р - угол отклонения датчика плотности от положения статического равновесия в процессе колебаний.

Снижение момента Мп эквивалентно уменьщению угловой жесткости гибких патрубков, позволяет исключить ее нестабильность на величину жесткости колебательной системы плотномера в целом и, тем самым, повысить точность измерений.

На чертеже изображено устройство для определения плотности пульпы.

Устройство содержит датчик 1 плотности, выполнненный, например, в виде симметрично разветвленного относительно оси трубопровода 2 ромбообразного патрубка, связанного с трубопроводом 2 гибкими патрубками 3, возбудитель 4 и приемник. 5 крутильных колебаний датчика 1 относительно оси трубопровода 2. Приемник колебаний функционально состоит из преобразователя б механических колебаний в электрический сигнал и согласующего усилителя 7. Датчик 1 плотности имеет опорную ось 8 и соединен с демпфирующим элементом 9 и пружинами 10 и 11, определяющими жесткость колебательной системы плотномера. Пружины 10 и 11 выполнены из материала с малым температурным коэффициентом изменения модуля упругости, а, следовательно, и жесткости пружин (например, сплав Н41.ХТ, для которого температурный коэффициент модуля упругости не превыщает 2-10 на градус. Входы измерительного прибора 12 соединены с выходами возбудителя 4 и приемника 5 крутильных колебаний датчика 1 плотности. Гибкие патрубки 3, выполненные, например из резины, снабжены промежуточными плоскими фланцами 13 с радиальными обмотками 14, соединенными с выходом приемника 5 колебаний. Фланцы 13 с обмотками 14 помещены в зазоры концентрично расположенных относительно гибких патрубков 3 и оси трубопровода 2 неподвижных магнитопроводов 15,

в состав которых могут входить или постоянные магниты, или катущки 16 подмагничивания.

Устройство работает следующим образом.

Через датчик 1 постоянно протекает жидкая среда, плотность которой измеряется по разности фаз между электрическими сигналами, поступающими в измерительный прибор 12 от возбудителя 4 (сигнал, пропорциональный внещней силе, прикладываемой к датчику) и приемника 5 (сигнал, пропорциональный положению датчика).

В результате колебаний датчика 1 плотности, а также вза1 модействия переменного тока, поступающего от приемника 5 колебаний в радиальные обмотки 14 плоских фланцев 13 и постоянного магнитного поля в зазорах неподвижных магнитопроводов 15 плоские фланцы 13 соверщают крутильные колебания, совпадающие по фазе с колебаниями датчика 1 плотности и характеризуемые углом ср отклонения от положения статического равновесия. Поэтому в процессе колебаний от пружин 10 и 11, гибких патрубков 3 к датчику 1 плотности прикладывается противодействующий момент, определяемый выражением:

() ,

(2)

где С - жесткость каждой из пружин;

С -угловая жесткость части гибкого патрубка, заключенной между промежуточным плоским фланцем и датчиком плотности; Г - расстояние от точек крепления

пружин 10 и 11 до оси 8. Поскольку жесткость С пружин 10 и 11 в силу выбора соответствующего материала является , величиной практически, постоянной, то нестабильность момента М определяется нестабильностью угловой жесткости гибких патрубков 3. Однако выбор параметров сигнала приемника 5 колебаний, радиальных обмоток 14 и магнитопроводов 15 выполнен таким образом, чтобы угол ор колебаний фланцев 13 был близок или равен углу р колебаний датчика 1 плотности, что исключает влияние нестабильности угловой жесткости гибких патрубков на режим колебаний и повышает точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения плотности пульпы по авт. св. № 602821, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений,устройство снабжено концентрично расположенными относительно гибких патрубков и оси трубопровода неподвижными магнитопроводами, а гибкие патруб