Прибор для определения плотности жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N9/26 

Изобретение относится к измерительной технике, может найти применение в пищевой промышленности и, в частности, в первичном виноделии.

Известен прибор для определения плотности жидкости по высоте столба эталонной жидкости, уравновешиваемого столбом контролируемой жидкости, состоящей из сосуда V-обраэной формы, разделенного в нижней части мембраной, одна ветвь которого заполнена контролируемой жидкостью постоянной высоты, а вторая - эталонной, и в верхней части выполнена из гибкого шланга с воронкой, кинематически связанной с выходом схемы компенсации посредством реверсивного электродвигателя, управляемого фазочувствительным усилителем переменного тока, вход которого подключен к датчику разбаланса Е1.

Недостатком данного прибора является наличие электромеханического преобразователя, заглубляющего мембрану. При нарушении гидростатического равновесия столбов, указанных жидкостей в обеих вертикальных трубках, снижается чувствительность мембраны к прогибу, что уменьшает точность измерения плотности, так как.

при этом мембрана нагружена закрепленными на ней деталями электромеханического преобразователя ее прогиба. Кроме того, наличие трения или сопротивления в выводе стержня, передающего прогиб мембраны и связанного с ней перемещения якоря дифференциального трансформатора-индукционного типа, также снижает чувствительность мембраны и, следовательно, точность измерения плотности жидкости.

Цель изобретения - увеличение точности измерения плотности жидкости.

Для достижения цели в приборе для определения плотности жидкости, состоящем из сосуда V-образной формы, разделенного в нижней части мембраной, одна ветвь которого заполнена контролируемой жидкостью постоянной высоты, а вторая - эталонной,и в верхней части выполнена из гибкого шланга с. воронкой, кинематически связанной с выходом схемы компенсации посредством реверсивного двигателя, управляемого фазочувствительным усилителем переменного штока, вход которого подключен к датчику разбаланса, датчик разбаланса выполнен в виде электродов, размещенных на противоположных стенках V-образного сосуда по обе стороны мембраны и подключенных через сопротивления ко входу фаэочувствитель ного усилителя переменного тока. На чертеже показана схема прибора Устройство состоит из двух вертикальных трубок малого диаметра (5-8 мм). Трубка 1 выполнена постоян ной высоты (1,5-2 м) , трубка 2 - переменной. Высота ее может изменяться при изгибе верхней ее части. Верзщяе окончания 3 и 4этих трубок расширены для увеличения: периметра слива и более точного поддержания уровня слива в них. Нижние концы трубок соединены с камерами 5 и 6, разделеннь1ми тонкой чувствительной мембраной 7. В каждои камере на сторонах, обращенных к Мембране, вмонтированы по два элект рода 8, выводы от которых соединены с резисторами 9 и ДО. Электрические сопротивления жидкостей между парами электродов образуют прилежащие плечи моста сопротивлений, в который входят также эти резисторы. К диагонали моста подключен вход фазочувствительного электронного или полупроводникового усилителя 11, выход которого питает управляющую обмотку, реверсивного двигателя 12, служащего приводом исполнительного механизма 13, вертикального перемещения верхней части трубки 2 с эталонной жидкостью. Высоту эталонной жидкости, заполня ющей трубку 2 и камеру 5, а следовательно, плотность контролируемой жидкости в трубке 1, показывает стрелка 14, соединенная через редуктор с ррто ром реверсивного двигателя 10, Устройство снабжено электромагнитным клапаном 15, трансформатором 16, капельницей 17 и реле 18 максимального уровня. Устройство действует следующим об разом.. ; Трубка 2 постоянно заполнена до верхнего своего Уровня эталонной жид костью, а трубка 1 периодически, по необходимости, или эпизодически запол няется контролируемой жидкостью до постоянного вер хнего уровня (слива), при котором сраЪатывает реле 18 максймальноГо УРОВНЯ в воронке 3, что вызывает закрытие электромагнитного клапана 15, через который заполняетс э.та трубка. Если вес стоЛба контролируемой жидкости в трубке 1 (произведение постоянной высоты её столба на ее плотность) не уравновешивается весом столба эталонной жидкости в трубке 2 например водой, подкисленной винной, кислотой, тогда возникает разность их. давлений в камерах 5 и б по обе стороны мембраны 7. В этом случае мембрана 7 прогибается от своего ней трального вертикального положения. При этом изменяются площади поперечного сечения, заполненных контролируемой жидкостью в камере 5 и эталонной в камере 6 каналов, образуемых мембраной и обращенными к ней поверхностями тела камер, с вмонтированными в них парами электродов. ОДин из этих каналов при этсм сужается, а второй - расширяется (или наоборот). При этом изменяютсяв противоположные стороны электрические сопротивления между каждой парой электродов. Мост сопротивлений, в который входят сопротивления жидкостей в этих каналах, а также резисторы 9 и 10, резко выходит из равновесия. В результате этого сигнал разбаланса моста после его усиления фазочувствительным усилителем 11 приводит во вращение ротор реверсивного двигателя 12, который производит вертикальное перемещение, посредством исполнительного механизма 13, верхней части трубки 2, заполненной эталонной жидкостью, до тех пор, пока вес ее столба (произведение высоты на ее плотность), т.е. давление в камере б не станет равным давлению в камере 5, чтоприведет к устранению прогиба мембраны 7 и уравновешиванию моста сопротивлений, исчезновению сигнала егоразбаланса, подаваемого на вход усилителя, к остановке реверсивного двигателя 12 и приводимого им исполнительного механизма, к установке верхнего уровня трубки,2 с эталонной жидкостью на высоте, соответствующей плотности контролируемой жидкости в трубке 1, и установке указательной стрелки 14 на соответствующем делении шкалы плотности.. Для устранения возможного незначительного падения уровня эталонной жидкости в расширенной части 4 трубки 2 .вследствие прогиба мембраны 7 или изменения сечения трубки 2 при ее изгибе предусмотрена установка капельницы 17 с эталонной жидкостью над трубкой 2. При прогибе мембраны до прилегания ее к одной из пар электродов сопротивление между ними резко возрастает (в 15-20 раз), что выводит мост сопротивлений из равновесия, и возникающий -сигнал разбаланса подается на вход усилителя. Это позволяет сделать этот нуль-индикатор мало чувствительным к изменениям удельной электропроводности контролируемой жидкости, например виноградного сусла, удельная электропроводность которого из разных сортов винограда при различной его зрелости меняется не более чем в 2 раза. Формула изобретения Прибор для определения плотности жидкости по высоте столба эталонной

жидкости, уравновешиваемого столбом контролируемой жидкости, состоящий из сосуда V-образной формы, разделенного в нижней части мембраны, одна ветвь которого-заполнена контролируемо жидкостью постоянной высоты, а вторая - эталонной, и в верхней части выполнена из гибкого ишанга с воронкой, кинематически связанной с выходом схемы компенсации посредством реверсивного .электродвигателя, управляемого фазочувствительным усилителем переменного тока, вход которого подключен к датчику разбаланса, о т л чающийся тем, что, с целью повышения точности, датчик разбаланса вьшолнен в виде электродов, раэмш«ённы.х на противоположных стенках V-обраэного сосуда по обе стороны мембраны и подключенных через сопротивления ко вхоДу фазочувствительного усилителя переменного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 157829, кл. G 01 N 9/2б, 1963.

t«

П