PL201556B1 - Sposób pomiaru gęstości cieczy - Google Patents

Abstract

Sposób pomiaru gęstości cieczy, znamienny tym, że w badanej cieczy zanurza się układ składający się z dwóch niejednakowych pływaków (P1 i P2) o różnej objętości, zespolonych sztywno płaszczyzną pokładu (B) z masą obciążającą (m) oraz czujnikiem, z którego odczytywany jest kąt pochylenia pokładu służący wraz z danymi konstrukcyjnymi urządzenia do wyznaczania gęstości cieczy.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru gęstości cieczy.

Znany jest sposób wyznaczania gęstości cieczy wykorzystujący prawo Archimedesa. Polega on na: pomiarze ciężaru pewnego ciała w powietrzu - Q, po zanurzeniu tego ciała w cieczy o znanej gęstości ρ (np. wodzie ) - pomiar ciężaru Q' oraz po zanurzeniu go w cieczy o nieznanej gęstości ρ1 pomiar ciężaru ciała Q. Gęstość cieczy wyznaczana jest z następującej zależności:

Pi = Ρ ·

Q - Q Q - Q''

Inna metoda pomiaru gęstości wykorzystuje warunek równowagi ciśnienia hydrostatycznego dwóch nie mieszających się cieczy w naczyniu w kształcie litery U. Gęstość wyznaczana jest z zależności:

^ρ2 ^{= ρ}1 gdzie:

h1 - wysokość słupa cieczy o gęstości ρ1, h2 - wysokość słupa cieczy o gęstości ρ2.

Najczęściej stosowana jest metoda pomiaru gęstości wykorzystuje pomiar głębokości zanurzenia w cieczy aerometru - wyskalowanego pływaka w postaci zamkniętej walcowej rurki obciążonej z jednej strony. Odpowiednie wyskalowanie rurki zapewnione jest przez pomiar głębokoś ci zanurzenia w cieczach o znanej gę stoś ci. Jest to metoda stosowana praktycznie, do badania gę stoś ci elektrolitu w akumulatorach, zawartoś ci wody w alkoholu, zawartoś ci tł uszczu w mleku itp.

Metody przedstawione powyżej obarczone są licznymi wadami z pośród których wymienić można takie jak: złożoność i czasochłonność wykonywania pomiarów, brak ciągłości pomiaru, znaczne błędy w trakcie pomiarów wynikające ze sposobu odczytu wyników (menisk cieczy).

Sposób pomiaru gęstości cieczy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w badanej cieczy zanurza się układ składający się z dwóch niejednakowych pływaków o różnej objętości, zespolonych sztywno płaszczyzną pokładu z masą obciążającą oraz czujnikiem pochylenia pokładu. Wskazania czujnika pochylenia pokładu, wraz z danymi konstrukcyjnymi urządzenia, służą do wyznaczania gęstości cieczy.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu pływaków, a fig. 2 - schemat ideowy pomiaru gęstości cieczy.

Układ składa się z dwóch pływaków Pi i P2 o jednakowej długości i wysokości, ale o różnej szerokości. Środki pływaków połączone są na sztywno płaszczyzną pokładu B. Pośrodku pokładu B umieszczona jest masa obciążająca m.

Sposób pomiaru gęstości cieczy wykorzystuje zjawisko zależności kąta przechyłu pokładu łączącego pływaki od gęstości cieczy, w której są zanurzone pływaki. Pomiar kąta przechyłu może być realizowany z dużą dokładnością w sposób ciągły. Pozwala to na ciągły pomiar gęstości cieczy. Pomiar kąta nachylenia może być realizowany np. za pomocą czujnika przyśpieszenia (akcelerometru) dwuosiowego. Metoda może być stosowana do dowolnej cieczy. Idea pomiaru gęstości przedstawiona jest na Fig. 2.

Zależność pomiędzy gęstością cieczy a kątem pochylenia jest następująca:

· k | k -1 cos³ α H ₂ | _{2 n}

-— +1---+ 2---cos² α | · x + cos² α = 0 '^{2 1} k +1 sin α s I (k+1)² gdzie:

ρ·s ·H ·( + s₂) H · m k = ^s2

PL 201 556 B1

H, s, s1, s2, m - parametrykonstrukcyjne ρ - gę stość cieczy

Rozwiązując powyższe równanie otrzymamy następującą zależność:

H s₂ = H 1 - k cos³ α cos² α H cos α s 8 k sin α /, ,V2 cos⁴α . /,2,} H cos³α . /, ,V2 (HY 2 ,_o (^-1 —f-+⁴(^-1)~— ⁴(+¹ Ή ^cos2α-16· ₂ sin² α sin α

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób pomiaru gęstości cieczy, znamienny tym, że w badanej cieczy zanurza się układ składający się z dwóch niejednakowych pływaków (P1 i P2) o różnej objętości, zespolonych sztywno płaszczyzną pokładu (B) z masą obciążającą (m) oraz czujnikiem, z którego odczytywany jest kąt pochylenia pokładu służący wraz z danymi konstrukcyjnymi urządzenia do wyznaczania gęstości cieczy.