Поплавковый плотномер Советский патент 1982 года по МПК G01N9/16 

(5) ПОПЛАВКОВЫЙ ПЛОТНОМЕР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для автоматического измерения плотности жидкостей. Известен плотномер жидкостей, содержащий измерительный сосуд, подвиж ную систему в виде поплавка с постоянным магнитом, расположенным в поле двойного соленоида, и сердечником из ферромагнитного материала, расположе ным в поле индукционной катушки, измерительный мост переменного тока, блок управления TOKOJI соленоида и вторичный прибор 1. Однако этот плотномер имеет сложную конструкцию и недостаточно высокую точность измерения из-за наличия трения подвижной системы об ее на,лравляющие и взаимодействия с ней ма нитных полей соленоидов. Известен плотномер для измерения плотности жидкости, включающий измерительный сосуд, поплавок, высота по гружения которого зависит от плотноети испытуемой жидкости, детектор, прербразуюи ий вертикальное смещение поплавка в электрические сигналы, электромагнитный генератор для возвращения поплавка в исходное состояние по сигналам из детектора, схему для формирования сигналов управления генератором, магнитный генератор для регулирования веса погруженной в жидкость части поплавкаL2. Однако в данном плотномере при небольших изменениях плотности жидкости высота погружения поплавка из-за третия его об направляющие и магнитного- взаимодействия с детектором остается неизменной и,таким образом, . возникает погрешность при ;измерении: плотности. . . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для определений плотности жидкостей,содержащее первую и вторую камеры, в которые последовательно поступает ис пытуемая жидкость. Вторая камера снаб) лопастным ареометром, который может свободно вращаться в жидкости. Камеры имеют каналы для слива жидкости, что обеспечивает в них постоянство уровней, причем уровень в первой камере выше, чем во второй. Для перетока жидкости из первой камер во вторую в перегородке, предусмотрено несколько отверстий, через которые струи жидкости попадают на лопасти ареометра и приводят его во вращение. Прибор снабжен устройством для измерения относительной высоты подъ- |ема ареометра 3. . Однако в известном плотномере силы струй перетекающей жидкости дейст вуют в одном направлении на лопасти и смещают ареометр в этом же направлении. В результате это вызывает трение хвостовика ареометра в верхней и нижней точках направляющей, что вносит погрешность при измерении плотности. Кроме того, дополнительная погрешность возникает также от взаимодействия магнитных полей в устройств измерения высоты подъема ареометра, в данном плотномере не обеспечиваетс также надежность непрерывного вращения поплавка. Целью изобретения является-повышение точности измерения плотности и уменьшение расхода испытуемой жидкости . Поставленная цель достигается тем что в поплавковом плотномере, содержащем проточный измерительный сосуд с постоянным уровнем слива жидкости, вращающийся в испытуемой жидкости по плавок из диамагнитного материала с хвостовиком, расположенным в диффере циально-трансформаторном датчике, и вторичный измерительный прибор, внут ри поплавка к его днищу прикреплены диаметрально противоположно четыре одинаковых магнитопровода, а снаружи измерительного сосуда в зоне вертикального перемещения магнитопроводоа расположены электромагниты, причем обмотки противоположно установленных электромагнитов соединены между собой последовательно и подключены к неподвижным контактам временного релейного устройства, осуществлящег поочередное подключение питания к электрома.гнитам, создающим вращающее магнитное поле, а первичная обмотка .дифференциальнo-tpaнcфopмaтopнoго 9 14 датчика соединена с блоком питания через реле времени. На фиг. 1 представлен поплавковый плотномер, общий вид; на фиг. 2 расположение электромагнитов и схема соединения их с временным релейным устройством, разрез А-А на фиг. 1. Автоматический поплавковый плотномер включает измерительный сосуд 1, в котором расположен поплавок 2 из диамагнитного материала с хвостовиком 3 в виде тонкостенной трубки, в которой закреплена трубка А из ферромагнитного материала с продольным разрезом. Измерительный сосуд имеет входной 5 и выходной 6 патрубки. Для поддержания постоянного уровня жидкости в измерительном сосуде предусмотрен переливной порог 7. Хвостовик поплавка свободно расположен в катушке 8 дифференциально-трансформаторного датчика, состоящего из перЬичной обмотки 9, соединенной через реле 10 времени с блоком 11 питания. и двух вторичных обмоток 12, выход которых подключен к вторичному измерительному прибору 13. Внутри поплавка к его днищу прикреплены диаметрально противоположно четыре одинаковых магнитопровода 1. Снаружи измерительного сосуда в зоне вертикального перемещения магнитопроводов расположено двенадцать электромагнитов 15 высота которых :соответствует полному ходу магнитопроводов по вертикали.Обмотки каж/цых противоположно расположенных электромагнитов соединены между собой последовательно и подключены к соответствующим неподвижным контактам 16 временного релейного устройства, осуществляющего с помощью подвижного контакта 17 поочередное подключение питания к электромагнитам, создающим, таким образом, вращающее магнитное поле. Для вращения подвижного контакта использован, электродвигатель 18 постоянного тока с редуктором, питание к которому подключено через резистор 19 для регулирования числа оборотов. Неподвижные контакты выполнены съемными для подбора требуемой длительности электрического сигнала с целью обеспечения надежности вращения поплавка в жидкостях различной вязкости.. Для стабилизации температуры испытуемой жидкости в измерительном сосуде предусмотрен штуцер 20 для датчика температуры и нагреватель 21 с термоизоляцией. ч Плотномер работает следующим образом. Испытуемая жидкость поступает через входной патрубок 5 в измерительный сосуд 1 1, переливаясьчерез порог 7, выходит через патрубок 6, Попл вок 2 полностью погружен в жидкость и положение его определяется плотнос тью этой жидкости. При изменении пло ности испытуемой жидкости изменяется положение ферромагнитной трубки , закрепленной в хвостовике 3 в результате чего изменяется электрический сигнал ,на выходе вторичных обмоток 12 дифференциально-трансформатор ного датчика. Первичная обмотка 9 питается переменным напряжением от стабилизированного источника 11 пита ния через реле 10 времени, что обеспечивает уравновешивание поплавка пр отсутствии взаимодействия магнитного поля обмоток дифференциально-трансфо маторного датчика и ферромагнитной трубки . Выходное напряжение вторИч ных обмоток 12, пропорциональное пло ности испытуемой жидкости, измеряетс цифровым милливольтметром 13 с индикацией последнего измеренного значения в интервале времени, когда питание на датчик не подается. Поплавок приводится во вращение благодаря наличию укрепленных к днищу поплавка четырех магнитопрбводов и двенадцати электромагнитов 15, при этом подвижный контакт 17 электромеханического релейного устройства совершает 8-16 об/мин, что соответству ет поочередной подаче на электромагниты 15 импульсов постоянного тока длительностью 0,,4 с через интервалы 2-0,8 с. В момент прохождения тока через обмотки электромагнитов магнитопроводы вместе с поплавком стре 4ятся провернуться в поле с наибольшей магнитной напряженностью. Пр .отключении тока вращение поплавка пр |должается по инерции до подачи следу ющего импульса тока. Наличие четырех одинаковых магнитопроводов 14 и магнитных полей с параллельными линиями напряженности обеспечивает действие на поплавок только вращающих сил, одинаковых по величине, что одновременно производит и центрирование поплавка. Температуру испытуемой жиДкости воспринимает датчик, установленный- в штуцере 20, и при снижении ее от заданного значения регулирующее устройство включает нагреватель 21. Автоматический поплавковый плотномер обладает высокой точностью изме-рения, ПОТОМУ что вращающее устройство поплавка одновременно осуществляв ВТ его центрирование. Кроме того, в предлагаемом плотномере исключено влияние магнитного взаимодействия поля с ферромагнитной трубкой при измерении высоты подъема поплавка. По сравнению с известным плотномером требуется значительно меньший расход испытуемой жидкости. Прибор не требует затрат ручного труда при измерении, конструктивно прост и надежен в эксплуатации. Он может быть использован для автоматического измерения плотности любых чидкостей, в том числе и агрессивных. Плотномер может быть талоне использован в автоматических системах управления технологическими процессами. Формула изобретения Поплавковый плотномер, содержащий проточный сосуд с постоянным уровнем слива жидкости, вращающийся в испытуемой жидкости- поплавок, из диамагнитного материала с хвостовиком, расположенным в дифференциально-трансформаторном датчике, и вторичный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме-f рения, внутри поплавка к его днищу прикреплены диаметрально противоположно магнитопроводы, а ;наружи проточного сосуда в зоне вертикального перемещения магнитопроводов расположены электромагниты, обмотки., противоположно установленных электромагнитов соединены между собой последовательно и подключены к неподвижным .контактам временного релейного устройства, а первичная обмотка дйфференциальн -трансформаторного датчика соединена с блоком питания через реле времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 665248, кл. G 01 N 9/18, 1979. 2.Заявка Японии W54-18149, кл. G 01 N 9/12, 1979. 3.ПатентСША Н 395276t, л. G 01 N 9/15, опублик. 1976 (прототип).

/5

fpui: