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gerät zur kontinuierlichen Dichtemessung von Fiüssigkeiten Es sind
Geräte bekannt, mit denen die Dichte in Flüssigkeiten Kontinuirerlich bestimmt wird,
z.B. durch Kessung des AuStriebes von frei beweglichen bzw. gefesselten Schwebekörpern,
durch Bestimmung des Gewichtes einer voll durchflossenen, horizontalen, beweglichen
Leitungsschliefe, durch absorption von Strahlen oder durch Bestimmung des hydrostatischen
Druckes beim Einperlen von Gas in konstanter Eintauchtivfeve in die Flüssigkeit.
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Bei der Dichtemessung durch Einperlen von Gas in das Meömedium war
bisher keine Kompensation der mit der Temperatur der zu messenden Flüssigkeit zum
Teil stark Schwankenden Dichte mägliche. Die Empfindichkeit war durch die Eintauchtiefe
und damint durch die bacuröße der Geräter begrenzt. Das Austreten der einzelnen
Gasblasen aus den Perlrohren führte bei höheren Empfindlichkeiten zu Pulsieren und
Schwandungen der Anzeige. Für viele medien war es grundsßtzlich unerwünscht, Gas
einzuperlen.
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur kontinuierlicnen Dicntemesung
des hydrostatischen Druckes. 3ieser Druck wird durch den austrittswiderstand an
Gasaustrittsstellen oder Einperlstellen gemessen. Das Wesen der Erfindung besteht
darin, daß mindestens eine von zwei in verschiedenen hähenlagen angeordnete vom
hydrostatischen Druck Beeinflußte Gas austrittsstellen höhenveränderlich ausgreführt
und von einem Temperaturfühler in der Höhenlage eingestellt wird, wobei jede der
beiden Gasaustrittsstellen mit einer Seite eines Differenzdruckmessers verbunden
ist. Dieser Differenzdruckmesser kann mit einer die Dichte der Flüssiskeit angebenden
Skala ausgerüstet
werden, so daß al3o diese Dichte unmittelbar
am Differenzdruckmesser abgelesen werden kann.
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Die Höheneinstellung kann in verschiedener art durchgeführt werden.
Beispielsweise kann ein ausdehnungskörper benutzt werden, dessen Länge von der Temperatur
der Meßflüssigkeit beeinflußt wird und direkt oder über ein Gestänge, ggf. auch
durch eine pneumatische, hydraulische oder elektrische Ubertrageung auf eines der
Einperlrohre des Gerätes einwirkt. Entsprechend der jeweiligen lemperatur der Meßfilüssigkeit
wird also die hydrostatische ;sgangshöhe verändert, so daß infolge dieser Korrektur
eine genaue temperaturunabhängige Kessung der Flüssigkeitsdichte durchführbar ist.
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Statt einen Ausdehnungskörper zu benutzen, kann auch ein Temperaturfühler
oder eine sonstige Tmeperautrmßvorrichtung Anwendung findung. Der Temperaurfühler
setzt die Wärme in Spannung oder Stromunterschiede um, die dann z.B zum Betätigen
einer bekannten nachlauf-Steuerung benutzt werden kann. Eine Anpassung an verschiedene
Flüssigkeitsteigenschaften kann durch Einschalten geeigneter Surven oder dergl.
in das Getriebe oder Gestänge herbeigeführt werden.
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Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, die Geseaustrittsstellen
in eine seitliche Ausbunchtung der Flussigkeitskammer zu verlegen. Sie sind dort
vor etwaigen dynamischen Wirkungen der die Meßkammer durchströmenden Flüssigkeit
gesichert und verbürgen
Meßergebnis.
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Eine Nullpunktsuunterdrückung für den konstanten statischen Vordruck
bei einer vorgegebenen Dichte, die sich durch die Höhendifferenz der beiden Gasaustrittsstellen
ergibt, kann in bekannter Weise etwa durch eine Vorbelastung (Feder-, oder Gewichtsbelastung)
des Differenzdruckmessers erreicht werden.
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Für eine Reine von Flüssigkeiten ist es nicht erwünscht, daß- sie
mit Luft oder sonstigen Gasen in Beruhrung kommen,
auch können -mit
dem Einperlen dynamische Wirkungen verbunden sein, welche das Meßergebnis ungünstig
beeinflussen.
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Fjir solche Fälle schlägt die weitere ErSindung vor, die Gasaustrittsstelle
von dem Flüssigkeitsraum durch einen Membran abzuschließen, welche vor der lasaustrittsstelle
liegt und vom hydrostatischen Druck an die Gas aus trittsstelle angelegt wird. Das
aus der Düse austretende Gas muß demnach den auf die Membran wirkenden hydrostatischen
Druck überwinden. Der Druck des Gases ist ein Maß für den hydraulischen Druck. Durch
die Bemessung der Membranfläche läßt sich die. gewünschte Übersetzung zwischen Düsenquerschnittsfläche
und Membranfläche herbeiführen, -damit lassen sich Eintauchtiefe und Empfindlichkeit
des Gerätes leicht bestimmen und dem erforderlichen Meßbereich einpassen.
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Die Membran kann in ihrem mittleren/der Düse vorgelagerten Teil als
steife Platte (Prallplatte) ausgeführt werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung
dargestellt.
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Nach Fig. tritt die Flüssigkeit in das Meßgefäß 1 durch die Leitung
2 ein und strömt bei 3 durch einen Überlauf ab. In die Flüssigkeit tauchen die Ferlrohre
4 und 5 ein, denen über die Drosselstellen 6 Luft oder in sonstiges Gas gleichmäßig
zugeführt wird.
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Der Differenzdruck zwischen Perlrohr und Perlrohr 5 wird auf den Differenzdruckmesser
7 geleitet, an dessen anziege-Vorrichtung 8 die Flüssigkeitsdichte direkt abgelesen
werden kann.
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In die Gasflüssigkeit taucht der Kompensationskörper 9 ein, Der mit
stoffen guter Wärmeleitfähigkeit susgeführt ist, In ihm ist ein veorgesannter Federbal
10 vorgesehen, der über das Gestänge 11, 12 mit der perlrohr 5 verbunden ist.
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Der Teil 12 Stellt einen zwei-seitigen, um den Punkt 13 schwenkennen
Hebel der. Dieser mebel ist auf cinem Lageruocl 14 angebracmt, der, die )iiC Kfeile
zeigen, in waagerechter
Richtung verschiebbar ist. Leders sich
die Temperatur der Flüssigkeit im Gefäß 1, so ruft die Temperautranderung ein Längenänderung
in der Vorrichtung 9, 10 he-rvor, welche über das Gestänge 11, 12 auf das Perlrohr
5 übertraten wird und Zwar in einem solchen Ausmaß, daß die Temperasturänderung
kompensiert wird.
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Durch Verschiebung des lagerbockes 14 kann die Vorrichtung verschiedenen
Temperautur-Ko-effizienten angepaßt erden.
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Nach Fig. 2 tritt die Flüssigkeit in die Kammer 1 wieder durch das
rohr 2 ein und Verläßt sie am Uberlauf 3. Die Rohre 4 und 5, denen Luft oder ein
sonstiges Gas wieder über die Drosselstellen 6 zugeführt werden, münden bei dieser
Ausführung nicht in die Flüssigkeit. Sie sind dieser gegenüber vielmehr durch die
Mebranen 20 und 21 abgeschlossen, die an den Rändern an den Führungshülsen 22, 23
befestigt sind. Im mittleren Teil tragen die MembranenPlatten 24, 25. Die Gasaustrittsrohre
4, 5 sitzen in seitlichen Ausbuchtungen 26, 27 der Meßkammer 1.
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Die den Rohren 4, 5 zugeführte Luft tritt gegen den Widerstand der
Platten 24, 25 und der Mebranen 20, 21 aus, durch die Gase der Platten bzw. Memranen
läßt sich der Gegendruck den jeweils Gewünschten Verhältnissen anpassen, Die Luft
strömt durch die Führungshülsen 22, 23 ins Freie.
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Durch diese Anordnung werden in mehrfacher Hinsicht Vorteile erzielt.
Einmal kommt die Mßflüssigkeit nicht mit perlagas oder dergl. in Berührung. Sie
wird daher weder physikalisch noch chemisch von den Gasen beeinflußt. Man kann beliebige
Gase zum L'Jessen des Gegendruckes benutzen.
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B's tritt keine Beunruhigung der Flüssigkeit durch die aufsteigenden
Gasbläschen ein. Eine Änderung der Übersetzung zwischen Düsenquerschnitt und Platten-
bzw. Mebbranquerschnitt zur Anpassung an die jeweils günstigsten Bedingungen ist
möglich.
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Die unterschiedlichen Drücke an den beiden Gas aus trittsstellen werden
wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel
besc1lrieben, cLem Differenzdruckmesser
7 mit der Anzeigevorrichtung 8 zugeleitet.
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Zur Temperaturmessung ist der Wärmefühler 30 vorgesehen, der in bekannter
Weise über elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch ein Nachlaufwerk 31 steuert,
welches auswechaelbare Kurven 32 verschiebt. Von Lieser kurve läuft die Rolle 33
am hebel 34, der um die Achse 35 schwenkbar ist und das Führungsrohr 22 mit der
Gasustrittestelle in die Höhenlage steuert.
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Das Verstellgetriebe für die Höhenlage ist nur schematisch angegeben.
Wesentlich ist der Grundgedanke, mit Hilfe des Temperaturfrühlers die Höhenlage
mindestens einer der aasaustrittsstellen zu verändern. z>ind andere störende
Einflüsse für die Dichtemessung als die Temperatur zu befürchten, so kann an die
Stelle des Temperaturfühlers auch eine diese störenden Einwirkungen messende Vorrichtung
treten, z.B. ein Druckmesser, Viskositätsmesser, Geschwindigkeitsmesser oder dergl.