DE2512593A1

DE2512593A1 - Vorrichtung zum messen der dichte von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2512593A1
Application number: DE19752512593
Authority: DE
Inventors: Lennart Ekman
Original assignee: KAELLE REGULATORER AB
Current assignee: KAELLE REGULATORER AB
Priority date: 1974-03-25
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1975-10-02
Also published as: GB1492212A; CA1028523A; US3994174A; SE7403978L; SE380095B; FR2266162B1; FR2266162A1

Description

2512593 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte

Dipiom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte:

45

¹ th

43 Essen 1,Theaterplatz 3, Postf.789

19. März I975

Patent- und

GebrauGhsmusterhilfsanmeldung

AB KÄLLE-REGULATOREN Box 96, 661 00 Säffle, Schweden

Vorrichtung zum Messen der
Dichte von Flüssigkeiten.

Zur Messung der Dichte von Flüssigkeiten sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, unter anderem auch magnetische Dichtemesser, Ein Beispiel eines derartigen magnetischen Dichtemessers ist in der schwedischen Patentschrift 220 181 beschrieben, bei welchem ein in die Flüssigkeit eingetauchter Schwimmkörper am unteren Ende einen zylindrischen Magneten trägt, welcher in einem

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Differentialübertrager einen Strom erzeugt, wenn der Schwimmkörper infolge einer Veränderung der Dichte der Flüssigkeit seine Lage ändert. Dieser Strom des Differentialübertragers wird über einen Verstärker, einen Gleichrichter und ein Filter einer Spule eingespeist, welche ihrerseits den zylindrischen Magneten anzieht, sodaß eine neue Gleichgewichtslage zwangsläufig erzielt wird.

Eine derartige Vorrichtung ist bezüglich ihres Meßbereiches jedoch beschränkt, da es sich hier im wesentlichen um ein Laborinstrument handelt, mittels welchem die Dichte von Flüssigkeiten vergleichsweise niedriger Viskosität gemessen werden kann. Dabei muß die Messung im Nebenstrom durchgeführt werden, was niemals genaue Resultate ergibt, da die Strömungsbedingungen durch die Nebenflußschaltung verändert werden können. Bei gewissen industriellen Anwendungen ergeben die bekannten Vorrichtungen und Meßverfahren keine zufriedenstellenden Ergebnisse, insbesondere wenn es sich darum handelt, die Dichte von Flüssigkeiten mit höherer Viskosität zu messen, wie beispielsweise von Trüben (black liquor), um durch diese Messung eine Angabe über den Peststoffgehalt der Trübe zu erhalten.

Es gibt allerdings für industrielle Zwecke bereits Dichtemesser, welche in bestimmten Fällen auch für derartige Trüben verwendbar sind, doch besitzen diese Dichtemesser verschiedene Nachteile. Derartige Dichtemesser sind beispielsweise als radioaktive Dichtemesser, als U-Rohre mit Maßeinteilung und als Blasenrohre bekannt. Dabei läßt sich der bekannte radioaktive Dichtemesser

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ausschließlich für hochviskose Flüssigkeiten verwenden und ist außerdem sehr kostspielig. Im Gegensatz dazu eignet sich das mit Maßeinteilung versehene U-Rohr lediglich für dünnflüssige Flüssigkeiten, da die Gefahr von Verschmutzung und Verstopfung besteht. Das Blasenrohr (bubble tube) hat praktisch die gleichen Nachteile wie das mit Maßeinteilung versehene U-Rohr.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Messung der Dichte von Flüssigkeiten zu schaffen, welche industriell in gleichem Umfange für hochviskoxe Flüssigkeiten wie für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität einsetzbar ist, welche preiswert ist und unempfindlich gegenüber den rauhen Beanspruchungen des normalen Industriebetriebes.

Die Erfindung geht dabei aus von einer Vorrichtung zur Messung der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere von fließenden Flüssigkeiten, bestehend im wesentlichen aus einem in einer von der Meßflüssigkeit durchflossenen Leitung angeordneten Schwimmkörper mit einem Weicheisenteil am einen und einem Dauermagnet am anderen Ende.

Gegenüber einer derartigen an sich bekannten Ausbildung ist erfindungsgemäß das Weicheisenteil von einer Differentialwicklung und der Dauermagnet von zwei Wicklungen mit einander entgegenwirkendem Windungsfluß und im wesentlichen gleicher Amperewindungszahl umgeben, und das Wicklungsende der Differentialwicklung über einen Verstärker mit den den Dauermagnet umgebenden Wicklungen verbunden.

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Vorzugsweise ist zwischen den Verstärker und die den Dauermagnet umgebenden Wicklungen ein Meßinstrument geschaltet, an welchem die Dichte der Flüssigkeit direkt ablesbar ist.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtungj und

Figur 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in vergrößertem Maßstäbe.

Figur 1 zeigt einen Schwimmkörper 1, welcher derart ausgebildet ist, daß er mit den im einzelnen nachstehend noch zu beschreibenden an ihm angesetzten Teilen eine Gleichgewichtslage in einer fließenden Flüssigkeit mit einer vorgegebenen Dichte von beispielsweise 0,5 bis 5j0 vorzugsweise annähernd 1,2 bis 1,H einnimmt. Dieser Schwimmkörper 1 hat die Form einer kurzen zylindrischen Trommel, welche einen nach oben weisenden Ansatz 2 und einen nach unten weisenden Ansatz 3 trägt. Beide Ansätze 2 und liegen in der Symmetrieachse der hohlen Trommel und haben einen wesentlich kleineren Durchmesser als dieselbe. Im nach oben weisenden Ansatz 2 ist ein Weicheisenteil 4 und im nach unten weisenden Ansatz J5 ein Dauermagnet 5 eingesetzt, wobei der

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Pluspol dieses Dauermagneten zum eigentlichen Schwimmkörper 1 hinweist. Der Schwimmkörper besteht vorzugsweise Insgesamt aus rostfreiem Stahl, der praktisch gegenüber magnetischen Einflüssen indifferent ist.

Wie Figur 1 zeigt, ist der Ansatz 2 mit dem darin angeordneten Weicheisenteil 4 von einer Differentialwicklung 6 umgeben, welche drei Einzelwicklungen 7, B und 9 umfasst. Der nach unten weisende Ansatz 3 mit dem darin angeordneten Dauermagnet 5 wird von zwei Wicklungen 10 und 11 umgeben. Die Zwischenwicklung 8 der Differentialwicklung 6 ist an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Die inneren Enden der beiden Außenwicklungen 7 und 9 sind über eine Leitung 12 miteinander verbunden. In der gleichen Weise sind auch die beiden Außenenden dieser Wicklungen miteinander verbunden, doch besitzt diese letztere Verbindungsleitung einen Anschlußpunkt 13, von welchem aus eine Leitung zu einem Gleichrichter 14 führt, welchem ein Verstärker 15 nachgeschaltet ist. Der Ausgang dieses Verstärkers 15 ist mit jeder der beiden Wicklungen 10 und 11 verbunden. In der Ausgangsleitung des Verstärkers ist zwischen diesem und der Abzweigung zu den beiden Wicklungen 10 und 11 ein Zeigerinstrument 16 In Form eines Amperemeters zwischengeschaltet.

Bei dem in Figur 2 dargestellten praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ruhen die beiden Wicklungen oder Spulen 10 und 11, welche mit dem Dauermagnet zusammenwirken, auf einer Tragplatte 19* welche an Stangen 17 und 18 hängt, sodaß der gesamte Schwimmer und die ihm zugeordneten Wicklungen eine Einheit bilden,

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welche in ein Gehäuse 20 eingebaut ist, welches mit Anschlußflanschen 21 und 22 in eine Leitung 2^ eingesetzt werden kann, sodaß die Flüssigkeit, deren Dichte gemessen werden soll, das Gehäuse und damit die gesamte Vorrichtung der Länge nach, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von unten nach oben in Figur 2, durchfließt.

Wenn durch diese Vorrichtung, d.h. durch die Leitung 23 eine Flüssigkeit mit einer bestimmten Dichte, beispielsweise von annähernd 1,25> hindurchfließt, so wird dadurch der Schwimmkörper im Gleichgewicht gehalten. Sobald die Dichte der Flüssigkeit sich jedoch ändert, ergibt dies eine Änderung der Lage des Schwimmkörpers 1, wodurch das Weicheiseriteil 4 eine Spannung in der Differentialwicklung 6 induziert, sodaß ein Strom erzeugt wird, welcher im Gleichrichter 14 gleichgerichtet wird und über den Verstärker 15 den Wicklungen 10 und 11 zugeleitet wird, wobei er das Meßinstrument 16 durchfließt«, Die Wicklungen oder Spulen 10 und 11 sollten im wesentlichen die gleiche Amperewindungszahl haben, sodaß der sie durchfließende Strom den Schwimmkörper 1 erneut einstellt und in's Gleichgewicht bringt. Der dem Strom proportionale Ausschlag des Instrumentes 16 ist linear und die Instrumentenskala trägt vorzugsweise eine Einteilung in Dichtewerten.

Infolge der einander entgegenwirkenden Wicklungen 10 und 11 wird der Dauermagnet 5 niemals entmagnetisiert. Außerdem werden beträchtlich hohe Einstellwerte erreicht. Wie bereits erwähnt, liegt der Meßbereich einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung der

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vorbeschriebenen Art zwischen 0,5 und 5,0, sodaß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Dichte von sie im Hauptstrom durchfließenden Flüssigkeiten einsetzbar ist, welche stark voneinander abweichende oder sich in weiten Grenzen ändernde Dichtewer te aufweisen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorbeschriebene AusfUhrungsbeispiel beschränkt, sondern sie kann im Rahmen der jeweiligen Gegebenheiten auf die verschiedenste Art und Weise abgewandelt werden.

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Claims

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Patentansprüche :

1J Vorrichtung zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere von fließenden Flüssigkeiten, bestehend im wesentlichen aus einem in einer von der Meßflüssigkeit durchflossenen Leitung angeordneten Schwimmkörper mit einem Weicheisenteil am einen und einem Dauermagnet am anderen Ende, dadurch gekennzeichnet, daß das Weicheisenteil (4) von einer Differentialwicklung (6) und der Dauermagnet von zwei Wicklungen (10, 11) mit einander entgegenwirkenden Windungsfluß und im wesentlichen gleicher Amperewindungszahl umgeben ist und daß das Wicklungsende der Differentialviicklung über einen Verstärker (15) mit den den Dauermagneten umgebenden Wicklungen verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verstärker (15) und die den Dauermagnet (5) umgebenden Wicklungen (10, 11) ein Meßinstrument (16) geschaltet ist.

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