RU2247964C2 - Method of measuring density - Google Patents

Method of measuring density Download PDF

Info

Publication number
RU2247964C2
RU2247964C2 RU2002104152/28A RU2002104152A RU2247964C2 RU 2247964 C2 RU2247964 C2 RU 2247964C2 RU 2002104152/28 A RU2002104152/28 A RU 2002104152/28A RU 2002104152 A RU2002104152 A RU 2002104152A RU 2247964 C2 RU2247964 C2 RU 2247964C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substance
measuring
density
mass
gas
Prior art date
Application number
RU2002104152/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002104152A (en
Inventor
Д.М. Мордасов (RU)
Д.М. Мордасов
М.М. Мордасов (RU)
М.М. Мордасов
Original Assignee
Тамбовский государственный технический университет ТГТУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тамбовский государственный технический университет ТГТУ filed Critical Тамбовский государственный технический университет ТГТУ
Priority to RU2002104152/28A priority Critical patent/RU2247964C2/en
Publication of RU2002104152A publication Critical patent/RU2002104152A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247964C2 publication Critical patent/RU2247964C2/en

Links

Abstract

FIELD: measuring engineering.
SUBSTANCE: method comprises setting the substance to be tested in the measuring tank and filling it up to a given pressure with a flow rate proportional to the mass of the substance to be tested. The filling is performed by batches. The amount of gas in the batch is proportional to the substance mass. The number of batches is measured, and the density is judged by the number of batches.
EFFECT: enhanced accuracy of measurements.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к пневматическим способам измерения плотности сыпучих, пористых, волокнистых веществ и твердых тел различной формы, и может найти применение в различных отраслях промышленности, таких как химическая, лакокрасочная, пищевая и др.The invention relates to the field of measuring equipment, in particular to pneumatic methods for measuring the density of granular, porous, fibrous substances and solids of various shapes, and can find application in various industries, such as chemical, paint and varnish, food, etc.

Известен способ измерения плотности по массе и объему вещества, в котором осуществляют взвешивание пробы вещества, после чего определяют его объем и по их отношению судят о насыпной плотности вещества (Пестов Н.Е. Физико-химические свойства зернистых и порошкообразных химических продуктов. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1947. - С.152).A known method of measuring density by mass and volume of a substance in which a sample of a substance is weighed, then its volume is determined and the bulk density of the substance is judged by their ratio (N. Pestov. Physical and chemical properties of granular and powdery chemical products. M. - L .: Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1947. - P.152).

Недостатком такого способа измерения плотности является невозможность определения пикнометрической плотности вещества.The disadvantage of this method of measuring density is the inability to determine the pycnometric density of the substance.

Известен способ измерения плотности путем измерения массы и объема вещества, позволяющий измерять пикнометрическую плотность вещества (Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.). В таком способе осуществляют взвешивание пробы вещества, после чего определяют его объем, путем погружения в сосуд с жидкостью и фиксации объема вытесненной веществом жидкости. После измерения массы mв и объема Vв вещества, его плотность ρв определяют из отношенияThere is a method of measuring density by measuring the mass and volume of a substance, allowing to measure the pycnometric density of a substance (Makarov Yu.I. Devices for mixing bulk materials. M: Mashinostroenie, 1973. - 216 S.). In this method, a sample of the substance is weighed, and then its volume is determined by immersion in a vessel with liquid and fixing the volume of the liquid displaced by the substance. After measuring the mass m in and the volume V in the substance, its density ρ in is determined from the ratio

Figure 00000002
Figure 00000002

Основной недостаток такого способа состоит в том, что он не может быть применим для измерения плотности сыпучих, пористых, волокнистых веществ и твердых тел различной формы, не допускающих смачивания жидкостью.The main disadvantage of this method is that it cannot be applicable for measuring the density of granular, porous, fibrous substances and solids of various shapes that do not allow wetting with a liquid.

Этот недостаток устранен в известном способе измерения плотности (Кивилис С.С. Плотномеры. М.: Энергия, 1980. - С.156), состоящем в том, что в измерительную емкость помещают контролируемое вещество с известной массой и заполняют газом. О плотности вещества судят по изменению абсолютного давления в измерительной емкости.This disadvantage is eliminated in the known method for measuring density (Kivilis S. S. Density meters. M .: Energy, 1980. - S. 156), which consists in the fact that a controlled substance with a known mass is placed in a measuring container and filled with gas. The density of a substance is judged by the change in absolute pressure in the measuring capacitance.

Недостатком такого способа является невысокая точность, обусловленная влиянием изменения атмосферного давления на результат измерения.The disadvantage of this method is the low accuracy due to the influence of changes in atmospheric pressure on the measurement result.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ (Патент РФ №2162596. Способ измерения плотности/ Д.М.Мордасов, М.М.Мордасов, Н.А.Булгаков// Открытия. Изобретения, 2001, №3), согласно которому контролируемое вещество помещают в измерительную емкость, подают в нее газ и измеряют давление, при этом заполнение измерительной емкости осуществляют с расходом, пропорциональным массе вещества, измеряют скорость изменения давления в ней, по которой судят о величине плотности.The closest in technical essence to the proposed method is the method (RF Patent No. 2162596. Method for measuring density / D.M. Mordasov, M.M. Mordasov, N.A. Bulgakov // Discovery. Inventions, 2001, No. 3), according to to which the controlled substance is placed in the measuring tank, gas is supplied to it and the pressure is measured, while the filling of the measuring tank is carried out at a rate proportional to the mass of the substance, the rate of pressure change in it is measured, which is used to judge the density value.

Недостатком способа, принятого за прототип, является невысокая точность измерения, обусловленная влиянием изменения температуры на результат измерения.The disadvantage of the method adopted for the prototype is the low accuracy of the measurement due to the influence of temperature changes on the measurement result.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения плотности сыпучих веществ и твердых тел различной формы.An object of the invention is to improve the accuracy of measuring the density of bulk solids and solids of various shapes.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что заполнение газом измерительной емкости осуществляют дозами, количество газа в которых пропорционально массе вещества, измеряют количество поданных доз газа, по которому судят о контролируемой величине.The stated technical problem is achieved due to the fact that the filling of the measuring capacity with gas is carried out in doses, the amount of gas in which is proportional to the mass of the substance, the number of applied doses of gas is measured, by which a controlled value is judged.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ измерения плотности.The drawing shows a diagram of a device that implements a method of measuring density.

Устройство содержит измерительную емкость 1 с контролируемым веществом, которая подключена к выходу (к камере В2) пневматического пульсирующего сопротивления 2. Давление Р3, пропорциональное массе контролируемого материала, с выхода повторителя со сдвигом 3 поступает в камеру Г2 сопротивления 2. Камера Е2 соединена с камерой Б2 сопротивления 2 и подключена к генератору импульсов 4 и счетчику импульсов 5. В камеру А2 сопротивления 2 подано давление большого подпора Pп1=0,7·Рпит, где Рпит=(1,40±0,14)·105 Па, в камеру Д2 - малого подпора Рп2=0,3·Рпит. Давление Р4 на выходе генератора импульсов не менее 105 Па. К измерительной емкости 1 и к выходу повторителя со сдвигом 3 подключены манометры 6 и 7, соответственно. Камера 8 между соплами 9 и 10 пневматического пульсирующего сопротивления 2 соединена с емкостью 11 постоянного объема. Камера Б2 соединена через пневмотумблер 12 с атмосферой.The device contains a measuring tank 1 with a controlled substance, which is connected to the output (to the chamber B 2 ) of the pneumatic pulsating resistance 2. The pressure P 3 proportional to the mass of the controlled material, from the output of the follower with a shift of 3 enters the chamber G 2 of resistance 2. Chamber E 2 connected to the chamber B 2 of resistance 2 and connected to the pulse generator 4 and the pulse counter 5. In the chamber A 2 of resistance 2 the pressure of the large back pressure P p1 = 0.7 · P pit , where P pit = (1.40 ± 0.14 ) · 10 5 Pa, into the chamber D 2 - small back pressure Р п2 = 0.3 · Р pit . The pressure P 4 at the output of the pulse generator is not less than 10 5 Pa. Manometers 6 and 7 are connected to the measuring capacitance 1 and to the output of the repeater with a shift of 3, respectively. The chamber 8 between the nozzles 9 and 10 of the pneumatic pulsating resistance 2 is connected to a container 11 of constant volume. Chamber B 2 is connected through an air tumbler 12 to the atmosphere.

Масса контролируемого вещества mв, помещенного в измерительную емкость 1, определяется предварительно с помощью весоизмерительного устройства.The mass of the controlled substance m in placed in the measuring tank 1 is determined previously using a weighing device.

Пуск устройства осуществляется отключением камеры Б2 от атмосферы. В начальный момент времени t0 на выходе генератора импульсов 4 давление P4=0 (здесь нулю соответствует давление, равное атмосферному Ратм) Под действием подпора в камере А2, мембранный блок нижней части сопротивления 2 занимает положение, при котором сопло 10 закрывается. Под действием подпора в камере Д2 сопло 9 открыто и емкость 11 оказывается присоединенной через камеру Г2 к выходу повторителя со сдвигом 3. В это время в измерительную емкость 1 газ с выхода пульсирующего сопротивления 2 не поступает. Происходит заполнение емкости 11 газом, масса М которогоThe device is started by disconnecting the camera B 2 from the atmosphere. At the initial time t 0, at the output of the pulse generator 4, the pressure is P 4 = 0 (here, zero corresponds to a pressure equal to atmospheric P atm ) Under pressure in chamber A 2 , the membrane block of the lower part of resistance 2 occupies the position at which the nozzle 10 closes. Under the pressure in the chamber D 2, the nozzle 9 is open and the container 11 is connected through the chamber G 2 to the output of the follower with a shift 3. At this time, no gas from the output of the pulsating resistance 2 enters the measuring tank 1. There is a filling of the tank 11 with gas, the mass M of which

Figure 00000003
Figure 00000003

где V11 - объем емкости 11; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура; Р3 - давление на выходе повторителя 3.where V 11 is the volume of the tank 11; R is the gas constant; T is the absolute temperature; P 3 - pressure at the outlet of the repeater 3.

При поступлении с выхода источника импульсов давления Р4=1 (единице соответствует давление в пределах 0,08 МПа до 0,14 МПа), сопло 10 открывается, а сопло 9 закрывается. В измерительную емкость 1 из емкости 11 поступит газ с массойUpon receipt from the output of the source of pressure pulses P 4 = 1 (one corresponds to a pressure in the range of 0.08 MPa to 0.14 MPa), the nozzle 10 opens, and the nozzle 9 closes. In the measuring tank 1 from the tank 11 will receive gas with mass

Figure 00000004
Figure 00000004

Если каждый из используемых в пульсирующем сопротивлении 2 пневмоконтактов типа “сопло-заслонка” замкнется n раз, то из входной в выходную линию, а следовательно и в измерительную емкость 1, поступит масса газаIf each of the 2 nozzle-damper pneumatic contacts used in the pulsating resistance is closed n times, then a mass of gas will flow from the input to the output line, and therefore to the measuring capacitance 1

Figure 00000005
Figure 00000005

где Р1 - давление в измерительной емкости 1.where P 1 is the pressure in the measuring tank 1.

Уравнение (3) с учетом того, что Р3-Р1=с·mв, где с - постоянная величина, примет видEquation (3), taking into account the fact that P 3 -P 1 = c · m in , where c is a constant value, will take the form

Figure 00000006
Figure 00000006

Скорость изменения массы газа, подаваемого в измерительную емкость 1, определим путем дифференцирования равенства (4) по времени в видеThe rate of change of the mass of gas supplied to the measuring tank 1, we determine by differentiating equality (4) in time in the form

Figure 00000007
Figure 00000007

где f - частота следования импульсов от генератора 4; G - массовый расход газа в измерительную емкость 1.where f is the pulse repetition rate from the generator 4; G is the mass flow rate of gas into the measuring tank 1.

Измерительная емкость 1 и пневматическое пульсирующее сопротивление 2 представляют собой апериодическое звено.The measuring capacitance 1 and the pneumatic pulsating resistance 2 are an aperiodic unit.

Изменение давления в емкости 1 во времени происходит в результате заполнения ее газом с расходомThe change in pressure in the tank 1 over time occurs as a result of filling it with gas at a rate

Figure 00000008
Figure 00000008

где ΔV=V1-Vв=const.where ΔV = V 1 -V in = const.

Приравнивая расходы из (5) и (6), получимEquating the costs from (5) and (6), we obtain

Figure 00000009
Figure 00000009

Если изменять давление в емкости 1 до некоторого заданного значения P1к путем подачи в емкость соответствующего количества доз газа, то последнее будет определять плотность измеряемого вещества ρв в видеIf you change the pressure in the tank 1 to a certain predetermined value P 1k by supplying the tank with the appropriate number of doses of gas, the latter will determine the density of the measured substance ρ in the form

Figure 00000010
Figure 00000010

Так как

Figure 00000011
и
Figure 00000012
, то уравнение (8) можно записать в видеAs
Figure 00000011
and
Figure 00000012
, then equation (8) can be written as

Figure 00000013
Figure 00000013

В этом случае информация о плотности формируется в числоимпульсной форме.In this case, information about the density is generated in the number-pulse form.

Достоинством предложенного способа является то, что плотность контролируемого материала измеряется в едином процессе, при этом не требуется запоминания промежуточных результатов, информация о плотности представлена в виде числа импульсов. В предложенном способе исключено влияние изменения температуры и барометрического давления на выходной сигнал.The advantage of the proposed method is that the density of the controlled material is measured in a single process, while it does not require storing intermediate results, information about the density is presented as the number of pulses. In the proposed method, the influence of changes in temperature and barometric pressure on the output signal is excluded.

Claims (1)

Способ измерения плотности путем помещения контролируемого вещества в измерительную емкость и заполнения ее до заданного давления с расходом, пропорциональным массе контролируемого вещества, отличающийся тем, что заполнение измерительной емкости газом осуществляют дозами, количество газа в которых пропорционально массе вещества, измеряют количество поданных доз газа, по которому судят о плотности.A method of measuring density by placing a controlled substance in a measuring tank and filling it to a predetermined pressure with a flow proportional to the mass of the controlled substance, characterized in that the filling of the measuring tank with gas is carried out in doses, the amount of gas in which is proportional to the mass of the substance, measure the number of gas doses supplied, who are judged on density.
RU2002104152/28A 2002-02-14 2002-02-14 Method of measuring density RU2247964C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104152/28A RU2247964C2 (en) 2002-02-14 2002-02-14 Method of measuring density

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104152/28A RU2247964C2 (en) 2002-02-14 2002-02-14 Method of measuring density

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002104152A RU2002104152A (en) 2003-10-20
RU2247964C2 true RU2247964C2 (en) 2005-03-10

Family

ID=35364998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002104152/28A RU2247964C2 (en) 2002-02-14 2002-02-14 Method of measuring density

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2247964C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534379C1 (en) * 2013-07-18 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ Density control device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КИВИЛИС С.С. Плотномеры. - М.: Энергия, 1980, с.156. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534379C1 (en) * 2013-07-18 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ Density control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103512829B (en) A kind of method by muddy water density measure sediment concentration
Shaxby et al. On the properties of powders. the variation of pressure with depth in columns of powders
Ivaniš et al. An apparatus proposed for density measurements in compressed liquid regions at the pressures 0.1-60 MPa and the temperatures 288.15-413.15 K
US3133445A (en) Ultrasonic particle size measurement apparatus
WO2005030109A2 (en) Regimen for the administration of rifamycin-class antibiotics
RU2247964C2 (en) Method of measuring density
RU2399904C1 (en) Method of measuring density
RU2162596C2 (en) Method measuring density
RU2310825C1 (en) Method for preparation of steam-gas mixtures for calibration of gas analyzers
US3420094A (en) Apparatus for measuring permeability
RU2446005C1 (en) Method for preparation of multi-component gas mixes
GB2082778A (en) Volume Measuring Apparatus
RU2601615C1 (en) Method for determining volume of non-tight tank
RU2375694C1 (en) Jet method for densit measuring
RU2540247C1 (en) Method to measure density
RU2179712C2 (en) Density meter
RU2243536C1 (en) Method of determining gas concentration in liquid
RU2398213C1 (en) Method of measuring density
SU935746A1 (en) Pneumatic density meter for liquids
US4215091A (en) Method of determining the mass of liquids
Dias et al. Capacity assessment of a system for metrological traceability on liquid micro flow rate measurement
JP2863395B2 (en) Piston prober
SU870950A2 (en) Pneumatic metering device for corrosive media
JPH0543408B2 (en)
RU2156960C2 (en) Process of measurement of mass, flow rate and volume of gas while it is released from closed vessel and gear for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees