CN207570961U - 一种液体密度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及实验设备领域，提供一种液体密度测量装置，包括：进气管、第一调节阀、鼓泡观察器、U型管压差计、第一吹气管、第二吹气管、第二调节阀、第三调节阀和待测液体盛装容器；所述进气管通入鼓泡观察器内盛放的液体中，且所述进气管中设置第一调节阀；所述鼓泡观察器分别与U型管压差计、第一吹气管和第二吹气管连接，所述U型管压差计中盛放指示液；所述第一吹气管中设置第二调节阀，所述第二吹气管中设置第三调节阀；所述第一吹气管和第二吹气管分别通入待测液体盛装容器内的待测液体中。本实用新型液体密度测量装置，采用流体静力学原理测量液体密度，结构简单、原理正确、操作简便、测量结果准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验设备领域，尤其涉及一种液体密度测量装置。
背景技术
在化工、炼油、制药、轻工、食品和能源等众多过程工业中，经常要了解容器里液体的密度，以备工艺设计或分析使用。此时如果液体为纯净物，可通过查阅手册或解析公式计算获得；但如果液体为多组分的混合物或不同浓度的溶液，则通过查阅手册或计算获得就比较困难，尤其是在非常温的工况下密度数据更难获得。
传统的密度测量仪器大多利用密度计法、称质量法和天平量筒法等方法，测量过程较为复杂、测量结果偏差较大；而采用大型精密仪器测量液体密度，操作较为复杂、测量成本较高，在一些情况下不能适用。
实用新型内容
本实用新型主要解决现有技术密度测量设备测量过程较为复杂、测量结果偏差较大等技术问题，提出一种液体密度测量装置，采用流体静力学原理测量液体密度，其装置结构简单、原理正确、操作简便、测量结果准确，经使用准确度超过工程要求标准。
本实用新型提供了一种液体密度测量装置，包括：进气管(4)、第一调节阀(1)、鼓泡观察器(2)、U型管压差计(3)、第一吹气管(8)、第二吹气管(9)、第二调节阀(5)、第三调节阀(6)和待测液体盛装容器(7)；
所述进气管(4)通入鼓泡观察器(2)内盛放的液体中，且所述进气管(4)中设置第一调节阀(1)；所述鼓泡观察器(2)分别与U型管压差计(3)、第一吹气管(8)和第二吹气管(9)连接，所述U型管压差计(3)中盛放指示液；
所述第一吹气管(8)中设置第二调节阀(5)，所述第二吹气管(9)中设置第三调节阀(6)；所述第一吹气管(8)和第二吹气管(9)分别通入待测液体盛装容器(7)内的待测液体中。
优选的，所述第一调节阀(1)为球阀。
优选的，所述第二调节阀(5)和第三调节阀(6)分别为球阀。
优选的，所述第一吹气管(8)为内表面光滑的塑料管或金属管。
优选的，所述第二吹气管(9)为内表面光滑的塑料管或金属管。
优选的，所述进气管(4)中通入压缩氮气或压缩空气。
优选的，所述U型管压差计(3)的指示液为水银。
优选的，所述鼓泡观察器(2)内盛放的液体为水。
本实用新型提供的一种液体密度测量装置，利用流体静力学原理设计而成，以U型管压差计中已知指示液的密度为基础得出待测液体密度，省去了压力测量设备，装置结构简单、成本低，设备使用上更安全、简便。本实用新型同时给出了测量液体密度的新方法，本实用新型设计原理简单、正确可靠、测量结果准确；不仅可以测量液体纯净物的密度，还可以测量多组分混合物或不同浓度溶液的密度，尤其适合于非常温操作工况和未知溶液密度的测量。
附图说明
图1是本实用新型液体密度测量装置的结构示意图。
附图标记：1、第一调节阀；2、鼓泡观察器；3、U型管压差计；4、进气管；5、第二调节阀；6、第三调节阀；7、待测液体盛装容器；8、第一吹气管；9、第二吹气管。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
图1是本实用新型液体密度测量装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的液体密度测量装置，包括：进气管4、第一调节阀1、鼓泡观察器2、U型管压差计3、第一吹气管8、第二吹气管9、第二调节阀5、第三调节阀6和待测液体盛装容器7。
所述进气管4通入鼓泡观察器2内盛放的液体中，且所述进气管4中设置第一调节阀1；所述鼓泡观察器2分别与U型管压差计3、第一吹气管8和第二吹气管9连接，所述U型管压差计3中盛放指示液；所述第一吹气管8中设置第二调节阀5，所述第二吹气管9中设置第三调节阀6；所述第一吹气管8和第二吹气管9分别通入待测液体盛装容器7内的待测液体中。
其中，第一调节阀1、第二调节阀5和第三调节阀6分别为球阀，球阀的密封性较好。第一调节阀1能够调节进气管4通入的气体流量，进气管4中通入惰性气体，通入的惰性气体为压缩氮气或压缩空气，压力小于等于0.4MPa。鼓泡观察器2内盛放的液体为水。U型管压差计3的指示液为水银，本实施例选择密度较大的水银作为指示液，能够使U型管压差计3读数较小，能够尽量减小U型管压差计3的几何尺寸。U型管压差计3可以通过如橡胶管等的软管与鼓泡观察器2、第一吹气管8和第二吹气管9连接。第一吹气管8和第二吹气管9分别为内表面光滑的塑料管或金属管，粗糙度小，能够减小测量误差。第一吹气管8和第二吹气管9的气体出口距待测液体盛装容器7底部高度至少约50毫米，不要触及到容器底部。
本实用新型液体密度测量装置的工作原理：打开第二调节阀5，关闭第三调节阀6，通过进气管4的进气口通入压缩氮气，测量时通过第一调节阀1来控制压缩氮气的流量，使在鼓泡观察器2中只有少许气泡逸出，表明氮气在管内流速极小，可近似认为处于静止状态。这时U型管压差计3原来两端一样高度的水银指示液液面开始变化，进气一端高度降低，另一端高度升高，液面差为R(R即为U型管压差计3的读数)。由于U型管压差计3和第一吹气管8连通，因此可以通过U形管压差计3得到第一吹气管8内的压力。由于管路中充满氮气，气体密度又较小，第一吹气管8通入待测液体盛装容器7中，所以第一吹气管8气体出口(图1中A点处)的压力等于U型管压差计3低液面处(图1中B点处)的压力，即PA≈PB，根据流体静力学基本方程PA＝ρ物料gZ1和PB＝ρ指示液gR1，可得其中，Z1表示第一吹气管8气体出口(图1中A点处)的深度；同理，关闭第二调节阀5，打开第三调节阀6，可认为第二吹气管9气体出口处压力(图1中C点处)等于U型管压差计B处的压力，即PC≈PB，根据流体静力学基本方程Pc＝ρ物料gZ2和PB＝ρ指示液gR2，可得其中，Z2表示第二吹气管9气体出口(图1中C点处)的深度。将Z1、Z2两式相减并整理，得 即待测液体的密度为U型管压差计3的两次读数差ΔR与第一吹气管8和第二吹气管9插入待测液体的深度差ΔZ的比值再乘以指示液密度ρ指示液。此时若第一吹气管8和第二吹气管9插入被测液体深度和U型管压差计3指示液的密度一定，则待测液体的密度取决于U型管压差计3的两次读数差ΔR，公式形式简捷，便于计算整理。
利用本实用新型液体密度测量装置来测量液体密度的方法，包括以下步骤：
步骤1、打开第二调节阀5，关闭第三调节阀6，在进气管4通入惰性气体，用第一调节阀1调节流量，使在鼓泡观察器2中只有少许气泡逸出。由于管路中充满氮气，气体密度又较小，故可认为第一吹气管8气体出口A处的压力等于U型管压差计B处的压力，即PA≈PB，可得同时，记录此时U型管压差计2的读数R1。
步骤2、打开第三调节阀6，关闭第二调节阀5，在进气管4通入惰性气体，用第一调节阀1调节流量，使在鼓泡观察器2中只有少许气泡逸出。由于管路中充满氮气，气体密度又较小，故可认为第二吹气管9气体出口C处的压力等于U型管压差计B处的压力，即Pc≈PB，根据流体静力学基本方程可得同时，记录此时U型管压差计2的读数R2。
步骤3、将Z1、Z2两式相减并整理，得可见待测液体的密度为U型管压差计3的两次读数差ΔR与第一吹气管8和第二吹气管9插入待测液体深度差ΔZ的比值再乘以指示液密度ρ指示液。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种液体密度测量装置，其特征在于，包括：进气管(4)、第一调节阀(1)、鼓泡观察器(2)、U型管压差计(3)、第一吹气管(8)、第二吹气管(9)、第二调节阀(5)、第三调节阀(6)和待测液体盛装容器(7)；
所述进气管(4)通入鼓泡观察器(2)内盛放的液体中，且所述进气管(4)中设置第一调节阀(1)；所述鼓泡观察器(2)分别与U型管压差计(3)、第一吹气管(8)和第二吹气管(9)连接，所述U型管压差计(3)中盛放指示液；
所述第一吹气管(8)中设置第二调节阀(5)，所述第二吹气管(9)中设置第三调节阀(6)；所述第一吹气管(8)和第二吹气管(9)分别通入待测液体盛装容器(7)内的待测液体中。
2.根据权利要求1所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述第一调节阀(1)为球阀。
3.根据权利要求1或2所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述第二调节阀(5)和第三调节阀(6)分别为球阀。
4.根据权利要求1所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述第一吹气管(8)为内表面光滑的塑料管或金属管。
5.根据权利要求1或4所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述第二吹气管(9)为内表面光滑的塑料管或金属管。
6.根据权利要求1所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述进气管(4)中通入压缩氮气或压缩空气。
7.根据权利要求1所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述U型管压差计(3)的指示液为水银。
8.根据权利要求1所述的液体密度测量装置，其特征在于，所述鼓泡观察器(2)内盛放的液体为水。
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| CN113578245A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-02 | 华融化学股份有限公司 | 一种三氯化铁生产装置及生产方法 |
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