Устройство для измерения плотности жидких сред Советский патент 1982 года по МПК G01N9/18 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

1

Изобретение относится к измерению, физических величин, в частности плотности жидких сред, и может найти применение в схемах автоматического контроля плотности жидких продуктов.

Известен поплавковый плотномер, в котором система механического воздействия на равновесие коромысла составлена из трех постоянных магнитов: один закреплен 1на противоположном относительно поплавка плече коромысла, а два других размещены в одной плоскости. При этом трансформаторный преобразователь перемещения выполнен в виде двух малога.баритных трансфор маторов с разомкнутой магнитной цепью, установленных с противоположных сторон коромысла, сделанного из магнитного материала Cl J.

Однако этот плотномер малонадежен из-за низкой вибропомехоустойчивости Кроме того, как и другие шпотномеры с плавающими поплавками ЖИДКИХ СРЕД

ОН не обладает высокой чувствительностью при весьма малом изменении плотности контролируемой среды.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения плотности жидких сред, содер жащее корпус, поплавок, снабженный вертикально установленным немагнитным стержнем, дифференциальный индукционный датчик, систему блоч10ных тросов. Для увеличения чувствительности в узком диапазоне измеряемы ; плотностей на противоположном по отношению к поплавку конце троса подвешена катушка индуктивносtsти с возможностью встречного перемещения относительно сердечника Cz.

Однако это устройство характеризуется недостаточно высокой чувствительностью и точностью измерения

20 плотности жидких сред. Первое t объясняется тем, что равновесие поп лавка с сердечником и катушки, подвешенной на тросах, наступает раньше из-за сил тоения, возникающих в осях блоков. На точность измерения оказывает влияние смачивания контролируемой жидкостью тросов, т.е. силы поверхностного натяжения. Цель изобретения - повышение чу ствительности устройства и точности измерения, плотности жидких сред. Это достигается тем, что в устро стве, содержащем проточный корпус, поплавок, снабженный вертикально установленным немагнитным стержнем дифференциальный индукционный датчи систему блочных тро.сов, на верхнем конце немагнитного стержня закреплена катушка дифференциального индукционного датчика, а ее сердечник посредством системы блочных тросов подвешен на катушке, датчика. Сердечник практически в 20-30 ра легче катушки индуктивности. Следо вательно, сила N нормального давле ния ролика на ось блока от веса се дечника во столько же раз меньше, как и от веса катушки. Причем вес катушки в предложенном устройстве к тому же уравновешивается выталки вающей силой. Значит - сила су хого трения скольжения (или сухого трения качения V значительно меньше, чем видно из формул Ft, ./UN PoS) иР, f,. где П - истинный коэффициент трения , Р - добавочное давление, вызванное силами молекулярного притяжения; S - общая площадь всех областей непосредственно контакта между телами (осью и роликом) ; - коэффициент трения качения ; г - радиус шарика, Кроме того, поскольку тросы не погружены в контролируемую среду, это уменьшает влияние на точность измерения плотности сил поверхностью натяжения, которые зависят от колебаний температуры. В жидкос-.ти остается только стержень, несущий катушку индуктивности. На чертеже схемат1-1чно изображен предлагаемое устройство для измере ния плотности жидких сред. 4 Устройство содержит корпус 1 со сливной воронкой 2 и крышку 3 закрепленную на ней с помощью соединения Ц. Внутри крышки 3 размещена дифференциальная катушка индуктивности, состоящая из двух индукционных катушек 5 и 6, изолированных друг от друга, которая укреплена с помощью немагнитного стержня 7 на поплавке 8. С катушками 5 и 6 взаимодействует сердечник 9 подвешенный через траверсу 10 подвижно на тросах 11, перекинутых через роликовые блоки 12, смонтированные на крышке 3 по окружности через каждые 120 (один из блоков не показан). Противоположные концы тросов закреплены на катушке 5Для входа и выхода контролируемой среды в корпусе 1 предусмотрены соответственно патрубки 13 и И. В целях исключения влияния турбулентности потока текучей среды на .работу датчика мгновенной плотности (поплавка и ) внутри корпуса 1 установлена перфорированная перегородка 15. Вес поплавка с катушкой выбирается таким, чтобы центр тяжести поплавка находился ниже точки приложения равнодействующей всех сил, стремящихся вытолкнуть его из жидкости. При этом необходимо, чтобы сердечник находился симметрично магнитной нейтратак называемой ли дифференциальной катушки. Данному положению сердечника относительно магнитной нейтрали должно соответствовать оптимальное значение п.потности изм1еряемой среды. Устройство работает следующим образом. Контролируемая жидкость поступает во входной патрубок 13. Переливаясь через края корпуса 1, она собирается в воронке 2, откуда удаляется через выходной патрубок 14. В зависимости от значения плотности жидкости поплавок 8 погружается или всплывает, что вызывает соответствующее перемещение дифференциальной катушки индуктивности и одновременно встречное ей перемещение сердечника 9, подвешенного подвижно с помощью тросов 11 на блоках 12. При взаимном перемещении