RU2198391C2

RU2198391C2 - Device measuring density of liquid

Info

Publication number: RU2198391C2
Application number: RU98119109/28A
Authority: RU
Inventors: В.В. Власов; Т.Н. Скоробогатова
Original assignee: Балаковский институт техники, технологии и управления
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device is intended for measurement of density of liquid media while studying their properties. Device includes tube put into measured liquid. Tube is closed on one end and is made of dielectric material. It carries electrodes of needle or ring types to create inhomogeneous electric field. Vertical capillary is attached to tube. EFFECT: possibility of measurement of density when quantity of liquid is little, reduced sluggishness of measurement process, simplified design of device. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измерения плотности диэлектрической жидкости и предназначено для измерения плотности жидких сред при исследовании их свойств. The invention relates to a device for measuring the density of a dielectric fluid and is intended to measure the density of liquid media in the study of their properties.

Известен плотномер для неньютоновских структурных жидкостей, состоящий из вертикальной колонки, разделенной продольной перегородкой на две сообщающиеся сверху и снизу полости, соединенные соответственно с входными и выходными патрубками, двух датчиков давления и регистратора (а. с. СССР N 800818). Недостатком плотномера является низкая точность измерений, обусловленная, во-первых, конструкцией самой колонки, во-вторых, отсутствием устройства, компенсирующего пульсации давления, создаваемого насосом, прокачивающим раствор через колонку. Known densitometer for non-Newtonian structural fluids, consisting of a vertical column, divided by a longitudinal partition into two communicating above and below the cavity, connected respectively to the inlet and outlet pipes, two pressure sensors and a registrar (A.S. USSR N 800818). The disadvantage of the densitometer is the low accuracy of the measurements, due, firstly, to the design of the column itself, and secondly, to the absence of a device that compensates for the pressure pulsations created by the pump pumping the solution through the column.

Прототипом предлагаемого изобретения является плотномер, содержащий вертикальную колонку, выполненную с подводящим, восходящим и отводящим участками, имеющими проходное отверстие щелевого сечения, датчик давления, установленный в окне подводящего участка и регистратора (авт. св. SU 1111069 А). The prototype of the present invention is a densitometer containing a vertical column, made with the inlet, upstream and downstream sections having a slot-through passage, a pressure sensor installed in the window of the supply section and the recorder (ed. St. SU 1111069 A).

Это устройство обладает большей надежностью по сравнению с аналогом (авт. св. СССР 800818), поскольку пульсации давления в растворе поглощаются эластичной диафрагмой, установленной в одном из окон подводящего участка. This device has greater reliability compared to the analogue (ed. St. USSR 800818), since pressure pulsations in the solution are absorbed by the elastic diaphragm installed in one of the windows of the supply section.

Недостатками такого устройства являются:
а) сложность конструкции, обусловленная наличием в колонке подводящего, восходящего и отводящего участков, а также наличием в подводящем участке двух окон с диафрагмой и датчиком давления;
б) низкая точность измерения при малом количестве измеряемой жидкости;
в) достаточно большая инерционность, обусловленная использованием в конструкции датчика давления, регистрирующего изменение давления измеряемой жидкости, и эластичной диафрагмы, установленной в одном из окон подводящего участка.The disadvantages of such a device are:
a) the complexity of the design, due to the presence in the column of the inlet, upstream and outlet sections, as well as the presence in the inlet section of two windows with a diaphragm and a pressure sensor;
b) low measurement accuracy with a small amount of measured liquid;
c) a sufficiently large inertia due to the use in the design of a pressure sensor that records the change in pressure of the measured liquid and an elastic diaphragm installed in one of the windows of the supply section.

Цель предлагаемого технического решения - возможность измерения плотности при небольших количествах жидкости, снижение инерционности процесса и упрощение конструкции. The purpose of the proposed technical solution is the ability to measure density with small amounts of liquid, reducing the inertia of the process and simplifying the design.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности диэлектрической жидкости содержится трубка, размещенная в измеряемой жидкости, закрытая с одной стороны, с имеющимися в ней парами электродов "игла" и "кольцо", с помощью которых создают неоднородное электрическое поле в измеряемой жидкости, с закрепленным и сообщающимся с ней вертикальным капилляром, с помощью которого визуально регистрируется изменение высоты подъема измеряемой жидкости в зависимости от подаваемого напряжения на пару электродов. This goal is achieved by the fact that the device for measuring the density of the dielectric fluid contains a tube placed in the measured fluid, closed on one side, with the pairs of electrodes "needle" and "ring" in it, with which they create an inhomogeneous electric field in the measured fluid , with a fixed and communicating vertical capillary, with which a change in the height of the measured liquid is visually recorded depending on the voltage applied to the pair of electrodes.

При сравнении с прототипом предлагаемое техническое решение отличается тем, что в нем капилляр и пара электродов являются чувствительными элементами, сигналы которых постоянно фиксируются, что соответствует критерию "новизна". When comparing with the prototype, the proposed technical solution is characterized in that in it the capillary and a pair of electrodes are sensitive elements, the signals of which are constantly fixed, which meets the criterion of "novelty."

Выделенные признаки с их функциями не выявлены в других технических решениях, что соответствует критерию "существенное отличие". The distinguished features with their functions are not identified in other technical solutions, which meets the criterion of "significant difference".

Положительным эффектом при осуществлении заявляемого технического решения будет возможность измерения плотности диэлектрической жидкости, снижение инерционности процесса. A positive effect in the implementation of the proposed technical solution will be the ability to measure the density of the dielectric fluid, reducing the inertia of the process.

Использование предложенного технического решения, т.е. устройства для измерения плотности жидкости позволит снизить инерционность процесса, что связано с тем, что роль задатчика давления выполняет напряжение, подаваемое на электрод "игла", расположенный в трубке, а роль регистратора возникающего при этом давления выполняет изменение высоты подъема столба жидкости в вертикальном капилляре, регистрируемое визуально. Using the proposed technical solution, i.e. devices for measuring the density of the liquid will reduce the inertia of the process, due to the fact that the role of the pressure regulator is the voltage supplied to the needle electrode located in the tube, and the change in the height of the liquid column in the vertical capillary acts as a recorder for the pressure that arises from this, registered visually.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство для измерения плотности жидкости содержит емкость 1 для измеряемой жидкости, крышку емкости 2, капилляр с миллиметровой шкалой 3, высоковольтные провода 4, трубку 5, выполненную из диэлектрического материала, электрод "кольцо" 6, электрод "игла" 7, гайку 8 для регулировки межэлектродного расстояния, источник питания 9. A device for measuring liquid density contains a container 1 for the measured liquid, a container cover 2, a capillary with a millimeter scale 3, high-voltage wires 4, a tube 5 made of dielectric material, an electrode “ring” 6, an electrode “needle” 7, a nut 8 for adjustment interelectrode distance, power supply 9.

Работа устройства для измерения плотности жидкости осуществляется следующим образом: трубка 5 с расположенными в ней электродами 6, 7 устанавливается в емкости 1 с исследуемой жидкостью. Гайкой 8 устанавливается необходимое расстояние между электродами 6, 7. При подаче напряжения на электроды 6, 7 исследуемая жидкость поднимается по капилляру с миллиметровой шкалой 3 до тех пор, пока избыточное давление не станет равным гидростатическому давлению столба жидкости в капилляре 3. Используя зависимость изменения высоты h измеряемой жидкости в капилляре 3 от подаваемого напряжения, аналитически определяется плотность жидкости. The operation of the device for measuring the density of a liquid is carried out as follows: a tube 5 with electrodes 6, 7 located in it is installed in a container 1 with the studied liquid. The nut 8 sets the required distance between the electrodes 6, 7. When voltage is applied to the electrodes 6, 7, the test liquid rises along the capillary with a millimeter scale 3 until the overpressure becomes equal to the hydrostatic pressure of the liquid column in the capillary 3. Using the dependence of the change in height h of the measured liquid in the capillary 3 of the applied voltage, the density of the liquid is analytically determined.

Как показали многочисленные эксперименты, величина изменения высоты жидкости в капилляре находится в прямой зависимости от подаваемого напряжения на электроды. As shown by numerous experiments, the magnitude of the change in the height of the liquid in the capillary is directly dependent on the applied voltage to the electrodes.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогичными состоят в следующем:
1. Устраняется погрешность измерения плотности жидкости за счет использования чувствительных элементов капилляра и электродов трубки.Thus, the technical and economic advantages of the present invention over similar ones are as follows:
1. The error in measuring the density of the liquid through the use of sensitive elements of the capillary and tube electrodes is eliminated.

2. Улучшение динамических характеристик за счет применения в устройстве малоинерционных элементов. 2. Improving the dynamic characteristics due to the use of low-inertia elements in the device.

3. Простота конструкции устройства, поскольку устройство имеет единую схему, рассчитанную на работу с широким диапазоном диэлектрических жидкостей. 3. The simplicity of the design of the device, since the device has a single circuit designed to work with a wide range of dielectric fluids.

Claims

A device for measuring the density of a liquid, comprising a tube placed in a measured liquid, characterized in that the tube is closed on one side and is made of dielectric material with electrodes of the “needle” and “ring” type located therein to create an inhomogeneous electric field, wherein a vertical capillary is attached to the tube.