Пьезометрический плотномер Советский патент 1982 года по МПК G01N9/28 

(54) ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам дпя измерения плотности жидкости, и может быть испспьзовано в химической промышленности. Известен пьезометрический плотномер, содержащий датчик с измерительной и компенсационной пъезотрубками, опущенными в измеряемую и эталонную жидкост Недостатками такого устройства являются небольшая точность измерения, так как необходимо стабилизировать уровень эталонной жидкости. Известен пьезометрический плотномер содержащий датчик с измерительной и компенсационной ;Ш езотрубками, воздухоподготавливающее устройство, герметичные сообщающиеся сосуды с одинаковыми площадями поперечных сечений и частично заполненными жидкостью, и дифманометр, включенный между двумя дополнительными пъезотрубками, опушенными в сосуды, которые соединяются с пъезотрубками, помещенными в компенсационный сосуд с эталонной жидкостью и попарно сообщающимися с сосудами, к ко- торым присоединены измерительная и компенсационная пъезотрубки 23. Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерения, ограниченным диапазоном измерения, так как для этого необходима замена жидкости в компенсационном сосуде или изменение конструкции этого сосуда и точное определение плотности жидкости. Цель изобретения - создание пьезометрического плотномера с повьшенной точностью измерения и расширенным диапазоном измерения. Для достижения поставленной цепи в пьезометрическом плотномере сообщающиеся герметичные сосуды расположены на разной высоте, причем сосуды, в которые погу1ещены дополнительньтепъезо- трубки, соединены с воздушной средой над измеряемой жидкостью, а один из сообщающихся сосудов выпопнен перемещаемым по вёртикапил Распопожение герметичных сосудов на разном расстоянии по i вертикали по отношению друг к другу позволяет компенс1фоватв балластное давление в стопбе жидкости, создаваемом между ними, что упрощает пневмогидравпическую cxeU му плотномера. Соединение герметичных сосудов с воадушной средой над измеряемойжидкостью автоматически компексирует показания прибора при-изменении давления (разряжения) в воздушной среде, за счет приложения давления к каждому из сообщающихся сосудов, что повышает точность измерения. Перемещение одного из герметичных еоо&цающихся сосудов по вертикали изменяет величину компенсируемого балластного давления, расширяя диапазон измерения плотномера На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид. Устройство состоит из измерительной 1 и компенсационной 2 пьезотрубок, опущенных в сосуд с измёряемЬй жидкостью 3, пневмогидравлического преобразователя 4, состоящего из двух пар одинаковых герметичных Сообщающихся сосудов 5 и б с одинаковыми площадями попефечных сечений и наполоЬину своих объемов заполненными жидкостью. Верхние. части сосудов 5 и 6 соединены между собой и с воздушной средой над исследуе мой жидкостью. Компенсационная 2 и измерительная 1 трубки соединяются с сосудами 7 и 8. В сосуды 5 и 6, расположенные на расстояниях Н- и }( от сосудов 7 и 8соответственно, опущены допопнительные пьезометрические трубки 9 и Ю, которые подключены к дифмано. метру 11 и воздухопод отавтшвающему устройству 12. Пьезометрический плотномер; работает следующим образом. Через воэдухоподготарливающее. устройство 12 воздух поступает в измерительную jl и компенсационную 2 пъезотру ки, которые помещаются в измеряемую жидкость 3. В пьезотрубках 1 и 2 созда ется гидростатическое давление, которое складывается (вычитается) с давлением (разрежением) воздуха над измеряемой жидкостью и по импульсным линиям передается к верхней части сосудов 7 и 8 пневмогидравлического преобразователя 4 Жидкость, запопняюшая герметичные вооб щающиеся сосуды 5-8 под действием этого давления перемещается из сосуда 7 в сосуд 5 и из сосуда8 в сосуд 6. Для компенсациинеобходимого балластного давления сосуды 5-8 располагаются друг от друга на расстояниях Н., и Н. В результате леремещенияжидкости в сосудах 5 и 6 гидростатическое давление в дополнительных пьезотрубках 9 и 10, подключенных к воздухоподготавпивающему устройству 12, изменяется. Перепад давлений воздуха в дополнительных пьезотрубках 9 и 10 измеряется ифманометром i 11 и равен ЛР-Рс,Рб( Давление воздуха в каждой пьезотрубке равняется разности гидростатического давления жидкости в месте выхода воздуха из них в сосудах 5 и половине давления (разряжения) воздуха над измеряемой жидкостью. л - f-B 2) Р-. Р г- -j г- . Р5 Р| -1рр,(3) где Р, гидростатическое давление жидкости в месте выхода воздуха из дополнительной пьезотрубки 9 в сосуде 5; гидростатическое давление ; жидкости в-месте выхода воздуха из дополнительной пьезо-. трубки 1О в сосуде 6; давление (разряжение) воздуха над измеряемой жидкостью. Гидростатическое давление жидкости в месте выхода воздуха из каждой дополнительной пъезотрубки равняется разности ИДростатического давления, которое равно половине давлеция в верхних частях соответствукядих сообщающихся сосудов 7 и 8, и давления столба жидкости в сосудах высотой Н. и Hrj. P -lp-c -H -Р г,, (4;; ч-а - ч .(5r где и Pf -давление воздуха в верхних частях сосудов 7 и 8 соответственно; Н J, и Н л - расстояние между сосудами 5, 7 и 6, 8 соответственно;р. - плотность жидкости, заполняющ я соо&цающиеся сосуды;0 - статический напор. Давление воздуха в верхних частях аждого из. сосудов 7 и 8 равняется сумме гидростатических давлений жидкости в местах вькода воздуха из пьезометрических трубок 1 и 2 и давления (разряжения .воздуха над измеряемой жидкостью. :p,,c6) I (где И, и t,« - г;1убина погружения пьезо трубок 1 и 2; РЛ - плотность измеряемой сред Из сосудов 7 и 6 жидкость продавлив ется в сосуде 5 и 8 соответственно на высоты Н и Но. Выражения 4-7 подста . пяются в,формулы 2 и 3 и получаются с дующие выражения давления воздуха в каждой пьезотрубке: faiAivA-K ( База плотномера ( tiQ ) выражается как разность значений Ъ и -ho , тогда перепад давлений воздуха в дополнитель ных пьезотрубках 9 и 10 выражается л. , .iH.) Выражение (Ю) показывает, что показания плотномера не зависят от глу бины погружения пьезотрубок и от величины давления воздуха над измеряемой жидкостью. Это объясняется тем, что сосуды соединяются с воздушной средой над измеряемой жидкостью. Давление воздуха над измеряемой жидкостью прикладывается к каждому из соответствую щих сосудов и оно автоматически компен сируется,, в результате чего точность измерения повышается. Диапазон измерения устанавливается в любых пределах путем изменения высоты установки сосудов (H-j-H/2) при . перемещении сосуда 5 по вертикали, изменяя значения высоты Hl и величины, компенсируемого балластного давления. Точность измерения зависит только, от точности применяемого дифманомётра, так как значение величины ДР может быть сделано как угодно малыми за счет изменения разности ().

Проведены испытания опытного образца пьезометрического плотнвмера. 928

щаемым по вертикали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

VN

г.

л