Устройство для измерения физических параметров жидких сред Советский патент 1982 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к контрольн измерительной технике и может быть использовано для контроля физических параметров жидкостей, их смесей и растворов.. Известно устройство для определения скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвуковых волн, диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь и коэффициента динамической вязкости жидкости, содержащее цилиндрический сосуд высокого давления со штуце рами, в котором размещены пьезоПреоб разователь, поршень-отражатель и переходник, электрически соединенный с пьезопреобразователем. Измерения осуществляются при повороте устройства на iBo в вертикальное положение его оси l3. Недостатки устройства - невозможность определения таких важных физических характеристик жидкости, какими являются температура, давление. ПЛОТНОСТЬ, низкая производительность и точность измерений. Производительность измерений ограничена необходимостью поворота устройства в вертикальное положение, точность измерений - началом движения поршня вниз под действием сил тяжести, прежде чем устройство занимает строго вертикальное положение. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения акустических параметров жидких сред, содержащее цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления с входными штуцерами, внутри которого установлен с зазором электрически изолированный от него измерительный цилиндр с пьезопреобразователем, тензопреобразователем и с поршнем-отражателем, вмонтированный со стороны пьезопреобразователя переходник, электроды которого соединены соответственно с пьезопреобразователем. тейзопреооразователем и измерительным цилиндром. Поршень-отражатель, измерительный цилиндр и цилиндричес кий термостатируемый сосуд высокого давления изготовлены из металла 23 Недостатками устройства являются невозможность определения плотно ти жидкости, низкая производительность и точность, измерения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности определения плотности жидкости, а также повышения точности измерения .параметров и повышение производительности измерений. Для достижения поставленной цели устройство для измерения физических параметров жидких сред, соде жащее цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления с входными штуцерами, внутри которого уст новлен с зазором электрически изоли рованный от него измерительный цилиндр с пьезопреобразователем, тенз преобразователем и с поршнем-отража телем, вмонтированный со стороны пьеЗо преобразователя переходник,электроды которого соединены соответственное п зопреобразователем, тензопреобразов телем и измерительным цилиндром, снабжено установленным на цилиндрическом термостатируемом сосуде соленоидом, поршень-отражатель выполнен из ферромагнитного материала а цилиндрический термостатируемый сосуд и измерительный цилиндр - из немагнитного материала. Поршень-отражатель снабжен стабилизатором положения. На чертеже изображено устройство для измерения физических параметров жидких сред. Устройство содержит цилиндрическ термостатируемый сосуд 1 высокого давления, термопару 2, кожух 3 с входными штуцерами , соединяющими внутреннюю полость цилиндрического термостатируемого сосуда с аппарату рой создания высокого давления (не показана). Внутри цилиндрического . термостатируемого сосуда 1 высокого давления помещен в зазором измерительный цилиндр 5, в котором находится поршень-отражатель 6 со стабилизатором 7, пьёзопреобразователь 8, стакан 9 с отверстиями, обеспечивающими попадание контролируемой жидкой среды в его внутреннюю поость, переходник 10, имеющий три электроввода 11 для соединения с пьезопреобразователем 8, измерительным цилиндром 5 и тензометрическим преобразователем 12. Кольца 13 и 1, айба 15 и винт 16 обеспечивают герметизацию внутренней полости цилиндрического сосуда 1 высокого давления. На кожухе 3 расположен соленоид 17, имеются патрубки 18 для соединения устройства с ультратермостатом. Устройство работает следующим образом. На пьёзопреобразователь 8 подаются определенной частоты радиоимпульсы, которые преобразуются в ультразвуковые колебания. Ими обучается контролируемая жидкая среда. Ультразвуковые колебания доходят до полированной поверхности торца поршня-отражателя 6, отражаются, вновь попадают на пьёзопреобразователь 8, где преобразуются в электрические сигналы, которые подаются на радиоизмерительную аппаратуру (не показана). Коэффициент поглощения, скорость распространения ультразвуковых колебаний и динамический коэффициент сдвиговой вязкости определяют по изменению амплитуды ультразвуковых колебаний, времени их задержки, скорости изменения времени задержки и длины пути поршня-отражателя 6. Диэлектрическую проницаемость устанавливают с учетом значений емкости цилиндрического конденсатора, высоты коаксиальных цилиндров, радиуса отверстия цилиндрического термостатируемого сосуда 1 высокого давления, радиуса измерительного цилиндра 5 и диэлектрической проницаемости вакуума. Тангенс угла диэлектрических по-терь определяют по значению параметров цилиндрического конденсатора, образованного измерительным цилиндром 5 и цилиндрическим термостатируемым сосудом 1 высокого давления. Давление жидкой среды устанавливают по величине изменения сопротивления тензометрического преобразователя 12, а по величине термоэлектродвижущей силы термопары 2 судят о температуре среды. Плотность контролируемой жидкой среды определяют по величине силы тока соленоида 17 в момент равновесного состояния поршня-отражателя 6 в жидкой среде с учетом силы тока соленоида 17 при тех же условиях.в эталонной среде, плотности порш ня-отражателя и плотности эталонной жидкой среды. Положительный эффект предлагаемого устройства заключающийся в обеспечении определения одной из важнейших физических характеристик жидкой среды какой является ее плотность, в одновременности определения основных физических характеристик среды, в повышении точности и производитель ности измерений, достигается введением в устройство соленоида, сердечником которого является поршень-отра жатель, использованием в качестве датчика начала измерений системы: пьезопреобразователь - поршень-отраж тель - соленоид. Формула изобретения 1. Устройство для измерения физических параметров жидких сред, содер жащее цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления с входными штуцерами, внутри которого установлен с зазором электрически изолированный от него измерительный цилиндр с пьезопреобразова телем, тензопреобразователем и с поршнем-отражателем, вмонтированный 9 76 со стороны пьезопреобразователя переходник, электроды которого соединены соответственно с пьезопреобразователем, тензопреобразователем и измерительным цилиндром, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности определения плотности жидкости, а также повышения точности измерения параметров и повышения производительности измерений, оно снабжено установленным на цилиндрическом термостатируемом сосуде соле- ноидом, поршень-отражатель выполнен из ферромагнитного материала, а цилиндрический термостатируемый сосуд и измерительный цулиндр - из немаг-- нитного материала. -2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поршень-отражатель снабжен стабилизатором попожения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 135080, кл. В 01 J 3/00, I960. 2.Авторское свидетельство СССР № 397836, кл. G 01 N 29/02, 1972 (прототип).