RU2198392C2

RU2198392C2 - Device measuring density of dielectric liquid

Info

Publication number: RU2198392C2
Application number: RU99124442A
Authority: RU
Inventors: В.В. Власов; Т.Н. Скоробогатова
Original assignee: Балаковский институт техники, технологии и управления
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: measurement of density of liquid media while studying their properties. SUBSTANCE: pressure that lifts examined liquid in capillary is formed with supply of voltage to electrodes installed in tube with examined dielectric liquid. With supply of voltage to electrodes in capillary column of examined liquid is forced to zero level which is recorded by system of " needle-semi-ring " electrode. Density of liquid is established analytically with use of dependence of measured currents across electrodes in tube and capillary. EFFECT: potential to measure density of little quantities of liquid, diminished sluggishness of process and simplified design of device. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для измерения плотности диэлектрической жидкости и предназначено для измерения плотности жидких сред при исследовании их свойств. The present 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 800812). Недостатком плотномера является низкая точность измерений, обусловленная, во-первых, конструкцией вертикальной колонки, во-вторых, отсутствием устройства, компенсирующего пульсации давления, создаваемого насосом, прокачивающим жидкость через вертикальную колонку. A densitometer for non-Newtonian structural fluids is known, consisting of a vertical column divided by a longitudinal partition into two cavities communicating from above and below, connected to the inlet and outlet pipes, two pressure sensors and a recorder (AS USSR 800812). The disadvantage of the densitometer is the low accuracy of measurements, due, firstly, to the design of the vertical column, and secondly, to the absence of a device that compensates for the pressure pulsations created by the pump pumping the fluid through the vertical column.

Прототипом предлагаемого изобретения является плотномер, содержащий вертикальную колонку, выполненную с подводящим и отводящим участками, имеющими проходное сечение, датчик давления, установленный в окне подводящего участка, и регистратора (а.с. SU 1111069 А). The prototype of the invention is a densitometer containing a vertical column, made with the inlet and outlet sections having a bore, a pressure sensor installed in the window of the inlet section, and a recorder (AS SU 1111069 A).

Это устройство обладает большей надежностью по сравнению с аналогом (а. с. СССР 800818), так как пульсации давления поглощаются эластичной диафрагмой, установленной в одном из окон подводящего участка. This device has greater reliability compared to its analogue (a.s. USSR 800818), since pressure pulsations are absorbed by an elastic diaphragm installed in one of the windows of the supply section.

Недостатками этого устройства являются:
а) сложность конструкции, обусловленная наличием в вертикальной колонке подводящего, восходящего и отводящего участков, а также наличия в подводящем участке двух окон с диафрагмой и датчиком давления;
б) низкая точность при малых количествах измеряемой жидкости и невысоком их давлении;
в) достаточно большая инерционность, обусловленная использованием в конструкции датчика давления, регистрирующего давление измеряемой жидкости, и эластичность диафрагмы, установленной в одном из окон подводящего участка.The disadvantages of this device are:
a) the complexity of the design, due to the presence in the vertical 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 accuracy with small quantities of measured liquid and low pressure;
c) a sufficiently large inertia due to the use in the design of a pressure sensor that records the pressure of the measured liquid and the elasticity of the diaphragm installed in one of the windows of the supply section.

Цель предлагаемого технического решения - повышение точность измерения при небольших количествах жидкости, снижение инерционности процесса и упрощение конструкции. The purpose of the proposed technical solution is to increase the measurement accuracy with small amounts of liquid, reduce the inertia of the process and simplify the design.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности диэлектрической жидкости содержится трубка, закрытая с одной стороны, с имеющимися в ней парой электродов, с помощью которых создают неоднородное электрическое поле в измеряемой жидкости, с закрепленным и сообщающимся с ней вертикальным капилляром, имеющим две пары электродов, с помощью которых измеряют созданное избыточное давление в трубке. This goal is achieved by the fact that the device for measuring the density of the dielectric fluid contains a tube closed on one side with a pair of electrodes in it, with the help of which an inhomogeneous electric field is created in the measured fluid, with a vertical capillary fixed and connected to it, having two pairs of electrodes with which to measure the created excess pressure in the tube.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение отличается тем, что в нем пара электродов, расположенных в трубке, и две пары электродов, расположенных в капилляре, являются чувствительными элементами, сигналы которых постоянно фиксируются, что соответствует критерию "новизна". Compared with the prototype, the proposed technical solution is characterized in that it contains a pair of electrodes located in the tube and two pairs of electrodes located in the capillary, which are sensitive elements whose signals are constantly detected, which meets the criterion of "novelty."

Выявленные признаки с их функциями не выявлены в других технических решениях, что соответствует критерию "существенное отличие". Identified 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 повышение точности измерения плотности диэлектрической жидкости с небольшим количеством жидкости и снижение инерционности процесса. A positive effect in the implementation of the proposed technical solution will be to increase the accuracy of measuring the density of a dielectric liquid with a small amount of liquid and to reduce the inertia of the process.

Использование предложенного технического решения, т.е. устройства для измерения плотности диэлектрической 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 напряжение, подаваемое на электрод "игла", расположенный в вертикальном капилляре. Using the proposed technical solution, i.e. devices for measuring the density of the dielectric fluid will reduce the inertia of the process, due to the fact that the role of the pressure regulator performs the voltage supplied to the needle electrode located in the tube, and the voltage applied to the needle electrode plays the role of a recorder of the pressure that arises from this located in a vertical capillary.

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

Устройство для измерения плотности диэлектрической жидкости содержит трубку 1, закрытую с одной стороны для измеряемой жидкости, выполненную из диэлектрического материала, электроды "кольцо" 2 и "игла" 3, расположенные в трубке 1, вертикальный капилляр 4, выполненный из диэлектрического материала, электроды "кольцо" 5 и "игла" 6, расположенные в верхней части капилляра 4, электроды "полукольцо" 7 и "игла" 8, расположенные в месте соединения трубки 1 и капилляра 4, высоковольтные провода 9, регистрационный датчик 10. A device for measuring the density of a dielectric fluid contains a tube 1, closed on one side for the measured fluid, made of dielectric material, electrodes "ring" 2 and "needle" 3 located in the tube 1, a vertical capillary 4 made of dielectric material, electrodes " ring "5 and" needle "6, located in the upper part of capillary 4, electrodes" half-ring "7 and" needle "8, located at the junction of tube 1 and capillary 4, high-voltage wires 9, registration sensor 10.

Работа устройства для измерения плотности диэлектрической жидкости осуществляется следующим образом: трубка 1 с расположенными в ней электродами "кольцо" 2 и "игла" 3 устанавливается в емкости с исследуемой жидкостью, электроды "полукольцо" 7 и "игла" 8, расположенные в месте соединения трубки и капилляра, находятся под постоянным высоковольтным напряжением. При подаче напряжения на электроды 2, 3 в исследуемой жидкости создается давление, которое поднимает исследуемую жидкость по капилляру на высоту h. При проходе жидкости через электроды 7,8 фиксируется резкое изменение тока. После этого подача напряжения на электрод "игла" 3 прекращается и фиксируется ток на электроде "кольцо" 2. При подаче напряжения на электроды 5, 6 происходит задавливание столба h исследуемой жидкости до нулевого уровня, который отмечают электроды 7, 8, и вновь фиксируется резкое изменение тока на электроде 7. После этого прекращается подача напряжения на электрод 6 и фиксируется ток на электроде 8. Используя зависимость измеренных токов от плотности измеряемой жидкости, аналитически определяется плотность жидкости. The operation of the device for measuring the density of a dielectric fluid is carried out as follows: tube 1 with the electrodes “ring” 2 and “needle” 3 located in it are installed in containers with the liquid under study, electrodes “half-ring” 7 and “needle” 8 located at the junction of the tube and capillary are under constant high voltage. When voltage is applied to the electrodes 2, 3, a pressure is created in the test fluid, which raises the test fluid along the capillary to a height h. When liquid passes through electrodes 7.8, a sharp change in current is recorded. After that, the voltage supply to the electrode “needle” 3 is stopped and the current is fixed to the electrode “ring” 2. When voltage is applied to the electrodes 5, 6, the column h of the test liquid is crushed to a zero level, which is marked by electrodes 7, 8, and the sharp change in current at electrode 7. After that, the voltage supply to electrode 6 is stopped and the current at electrode 8 is fixed. Using the dependence of the measured currents on the density of the measured liquid, the density of the liquid is analytically determined.

Как показали многочисленные эксперименты, величина изменения токов находится в зависимости от плотности измеряемой жидкости. As shown by numerous experiments, the magnitude of the change in currents depends on the density of the measured fluid.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогичными состоят в следующем. Thus, the technical and economic advantages of the present invention over similar ones are as follows.

1. Устраняется погрешность измерения плотности жидкости за счет использования чувствительных элементов электродов трубки и электродов капилляра. 1. The error in measuring the density of the liquid is eliminated through the use of sensitive elements of the tube electrodes and capillary electrodes.

2. Улучшение динамических характеристик за счет применения малоинерционных элементов. 2. Improving the dynamic characteristics through the use of low-inertia elements.

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 dielectric fluid, including a tube placed in the measured fluid, characterized in that the tube, closed on one side, is made of dielectric material, with electrodes of the ring and needle type located therein, a vertical capillary fixed and communicating with the tube, made of dielectric material, with electrodes of the ring and needle type located in its upper part, and the electrodes of the half ring and needle type are located at the junction of the tube and the capillary.