RU2200316C2

RU2200316C2 - Device determining physical properties of liquids

Info

Publication number: RU2200316C2
Application number: RU2000117413A
Authority: RU
Inventors: Н.К. Абиралов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: measurement technology, equipment measuring density and concentration of solutions. SUBSTANCE: device determining physical properties of liquids includes generator of ultrasonic oscillations, receiver, register, piezoelectric converter, measurement chamber with reflecting screen. Chamber is positioned above float coming in the form of cylinder and two cones attached to it. Piezoelectric converter is placed on float with the aid of double siphon filled with liquid. Reflecting mirror of measurement chamber is anchored around edges of float by means of protective screen manufactured in the form of spacer rods. EFFECT: simplified design, raised measurement accuracy. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для применения в химической промышленности при измерении плотности и концентрации растворов, в частности для измерения концентрации гидроокиси лития при ее растворении. The invention relates to measuring equipment and is intended for use in the chemical industry when measuring the density and concentration of solutions, in particular for measuring the concentration of lithium hydroxide when it is dissolved.

Известны устройства для измерения плотности жидких сред по а.с. 431424, МКИ G 01 N 9/10, заявлено 15.09.72, опубликовано 05.06.74, бюллетень 21 и по а. с. 397814, МКИ G 01 N 9/24, заявлено 15.07.70, опубликовано 17.09.73, бюллетень 37, содержащие емкость с контролируемой средой, датчики и приемники измерения, недостатком которых является сложность конструкции, низкая точность измерения и малая пригодность для измерения плотности и концентрации растворов непосредственно в больших емкостях. Known devices for measuring the density of liquid media by AS 431424, MKI G 01 N 9/10, notified 15.09.72, published 05.06.74, Bulletin 21 and a. from. 397814, MKI G 01 N 9/24, claimed July 15, 1970, published September 17, 73, bulletin 37, containing a container with a controlled environment, sensors and measurement receivers, the disadvantage of which is the design complexity, low measurement accuracy and low suitability for density measurement and concentration of solutions directly in large containers.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения физических свойств жидкостей и газов по патенту РФ 2063627, МКИ G 01 N 29/00, заявлено 13.08.92, опубликовано 10.07.96, бюллетень 19, - прототип, содержащее корпус с измерительной камерой, преобразователь колебаний, блок возбуждения и приема сигнала, регистрации и обработки данных. Недостатком которого является сложность конструкции, низкая точность измерения и малая пригодность для измерения растворов непосредственно в больших емкостях. The closest in technical essence and the achieved result is a device for determining the physical properties of liquids and gases according to the patent of the Russian Federation 2063627, MKI G 01 N 29/00, announced 13.08.92, published 10.07.96, bulletin 19, - a prototype containing a housing with measuring camera, oscillation converter, block of excitation and reception of a signal, registration and data processing. The disadvantage of which is the design complexity, low measurement accuracy and low suitability for measuring solutions directly in large containers.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение точности измерения и возможности измерения плотности и концентрации растворов непосредственно в емкостях. The objective of the invention is to simplify the design, improve measurement accuracy and the ability to measure the density and concentration of solutions directly in containers.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения физических свойств жидкостей, содержащем генератор ультразвуковых колебаний, приемник, регистрирующее устройство, пьезоэлектрический преобразователь, измерительную камеру с отражающим зеркалом, согласно формуле изобретения камера расположена под поплавком, который выполнен в форме цилиндра и двух присоединенных к нему конусов, пьезоэлектрический преобразователь установлен на поплавки с помощью двойного сильфона, заполненного жидкостью, отражающее зеркало измерительной камеры по периметру присоединено к поплавку посредством защитного экрана, выполненного в виде дистанционирующих между собой стержней. The problem is solved in that in a device for determining the physical properties of liquids containing an ultrasonic oscillation generator, a receiver, a recording device, a piezoelectric transducer, a measuring chamber with a reflective mirror, according to the claims, the camera is located under the float, which is made in the form of a cylinder and two connected to cones, the piezoelectric transducer is mounted on the floats using a double bellows filled with liquid, measure the reflecting mirror The perimeter of the linen chamber is connected to the float by means of a protective shield made in the form of rods spacing between themselves.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как расположение измерительной камеры и установка пьезоэлектрического преобразователя на двойном сильфоне, заполненного жидкостью, позволяет автоматически компенсировать температурную погрешность измерения за счет изменения расстояния между пьезоэлектрическим преобразователем и отражающим зеркалом камеры, присоединение по периметру отражающего зеркала к поплавку с помощью защитного экрана, выполненного в виде дистанционирующих между собой стержней, позволяет исключить попадание парогазовых пузырьков и крупных нерастворившихся частиц в зону измерения, что также приводит к уменьшению погрешности измерения. Парогазовые пузырьки скапливаются и перемещаются вверх по поверхности стержней и далее по конусной поверхности поплавка в атмосферу. Один конус поплавка облегчает движение парогазовых пузырьков в атмосферу, другой конус поплавка обеспечивает отекание раствора, попавшего на конусную поверхность поплавка при перемешивании. Конструкция устройства относительно проста. The indicated set of features is new and has an inventive step, since the location of the measuring chamber and the installation of a piezoelectric transducer on a double bellows filled with liquid allows you to automatically compensate for the temperature error of measurement by changing the distance between the piezoelectric transducer and the reflecting mirror of the camera, connecting the perimeter of the reflecting mirror to float with a protective shield made in the form of spacing between themselves rods, allows to prevent steam bubbles and large undissolved particles in the measuring zone, which also leads to a reduction in measurement error. Gas-vapor bubbles accumulate and move upward along the surface of the rods and further along the conical surface of the float into the atmosphere. One cone of the float facilitates the movement of vapor-gas bubbles into the atmosphere, the other cone of the float ensures the outflow of the solution that got on the conical surface of the float with stirring. The design of the device is relatively simple.

На чертеже представлено устройство для определения физических свойств жидкостей. The drawing shows a device for determining the physical properties of liquids.

Устройство для определения физических свойств жидкостей состоит из генератора 1 ультразвуковых колебаний, приемника 2, регистрирующего устройства 3, пьезоэлектрического преобразователя 4, поплавка 5, измерительной камеры 6. Поплавок 5 выполнен в форме цилиндра 7 и двух присоединенных к нему конусов 8 и 9. Пьезоэлектрический преобразователь 4 установлен на поплавке 5 с помощью двойного сильфона 10, заполненного жидкостью 11 (например дистиллированной водой). Измерительная камера 6 по периметру присоединена к поплавку 5 и состоит из отражающего зеркала 12 и защитного экрана 13, выполненного в виде дистанционирующих между собой стержней 14. A device for determining the physical properties of liquids consists of a generator 1 of ultrasonic vibrations, a receiver 2, a recording device 3, a piezoelectric transducer 4, a float 5, a measuring chamber 6. The float 5 is made in the form of a cylinder 7 and two cones 8 and 9 connected to it. Piezoelectric transducer 4 is mounted on the float 5 using a double bellows 10 filled with liquid 11 (for example, distilled water). The measuring chamber 6 along the perimeter is connected to the float 5 and consists of a reflective mirror 12 and a protective screen 13, made in the form of spacing rods 14.

Устройство для определения физических свойств жидкостей работает следующим образом. Поплавок 5 устанавливается в емкость, где производят растворение, погружается по цилиндр 7 и плавает на поверхности. Раствор поступает внутрь измерительной камеры 6 через щели между дистанционирующими стержнями 14. Крупные частицы не попадают внутрь камеры 6, а парогазовые пузырьки скапливаются на поверхности стержней 14 и перемещаются по ней вверх и далее по конусной поверхности 8 поплавка 5 в атмосферу. При изменении температуры происходит автоматическое изменение расстояния между пьезоэлектрическим преобразователем 4 и отражающим зеркалом 12 за счет изменения объема жидкости 11, находящейся в двойном сильфоне 10. При перемешивании раствор, попавший на конус 9 поплавка 5, стекает с него. Включается устройство и генератор 1 ультразвуковых колебаний формирует зондирующий импульс, который подается на пьезоэлектрический преобразователь 4 и приемник 2. Через приемник 2 зондирующий импульс подается на вход регистрирующего устройства 3, в котором фиксируется момент его появления. Под действием зондирующего импульса пьезоэлектрический преобразователь 4 излучает в раствор импульс ультразвуковых колебаний, который, дойдя до отражающего зеркала 12 камеры 6, отражается и попадает снова на пьезоэлектрический преобразователь 4. Принятый ультразвуковой сигнал с помощью пьезоэлектрического преобразователя преобразуется в электрический импульс, который через приемник 2 передается на регистрирующее устройство 3. Регистрирующее устройство 3 фиксирует момент его прихода, определяет задержку между зондирующим и принятыми сигналами и, по ее величине, плотность и концентрацию раствора. Время приема отраженного импульса обратно пропорционально плотности и концентрации, чем выше плотность и концентрация вещества в растворе, тем меньше время прохождения ультразвукового импульса. A device for determining the physical properties of liquids is as follows. The float 5 is installed in the tank, where they are dissolved, immersed in the cylinder 7 and floats on the surface. The solution enters the measuring chamber 6 through the slots between the spacer rods 14. Large particles do not enter the chamber 6, and vapor-gas bubbles accumulate on the surface of the rods 14 and move upward and down the conical surface 8 of the float 5 into the atmosphere. When the temperature changes, the distance between the piezoelectric transducer 4 and the reflecting mirror 12 automatically changes due to a change in the volume of liquid 11 located in the double bellows 10. When mixing, the solution that has fallen on the cone 9 of the float 5 flows from it. The device is turned on and the ultrasonic oscillation generator 1 generates a probe pulse, which is supplied to the piezoelectric transducer 4 and the receiver 2. Through the receiver 2, the probe pulse is supplied to the input of the recording device 3, in which the moment of its appearance is recorded. Under the influence of the probe pulse, the piezoelectric transducer 4 emits an ultrasonic oscillation pulse into the solution, which, reaching the reflecting mirror 12 of the chamber 6, is reflected and then transferred back to the piezoelectric transducer 4. The received ultrasonic signal is converted by a piezoelectric transducer into an electric pulse, which is transmitted through the receiver 2 to the recording device 3. The recording device 3 fixes the moment of its arrival, determines the delay between the probing and received ignalami and at its largest, density and concentration of the solution. The reception time of the reflected pulse is inversely proportional to the density and concentration, the higher the density and concentration of the substance in the solution, the shorter the transit time of the ultrasonic pulse.

Таким образом, использование данного изобретения позволяет повысить точность определения физических свойств жидкостей. Thus, the use of this invention allows to increase the accuracy of determining the physical properties of liquids.

Claims

A device for determining the physical properties of liquids, containing a generator of ultrasonic vibrations, a receiver, a recording device, a piezoelectric transducer, a measuring chamber with a reflective mirror, characterized in that the chamber is located under the float, which is made in the form of a cylinder and two cones attached to it, the piezoelectric transducer is installed on the float using a double bellows filled with liquid, the reflecting mirror of the measuring chamber along the perimeter is connected to the float by means of a protective screen made in the form of rods spacing between themselves.