RU2273838C1 - Density meter - Google Patents

Density meter Download PDF

Info

Publication number
RU2273838C1
RU2273838C1 RU2005115231/28A RU2005115231A RU2273838C1 RU 2273838 C1 RU2273838 C1 RU 2273838C1 RU 2005115231/28 A RU2005115231/28 A RU 2005115231/28A RU 2005115231 A RU2005115231 A RU 2005115231A RU 2273838 C1 RU2273838 C1 RU 2273838C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
float
floats
density
waveguide
input
Prior art date
Application number
RU2005115231/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Галкин (RU)
Александр Сергеевич Галкин
Андрей Иванович Лакеев (RU)
Андрей Иванович Лакеев
Наиль Явдатович Мустаев (RU)
Наиль Явдатович Мустаев
Николай Дмитриевич Пискунов (RU)
Николай Дмитриевич Пискунов
Виктор Дмитриевич Ремизов (RU)
Виктор Дмитриевич Ремизов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ"
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 Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ" filed Critical Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ"
Priority to RU2005115231/28A priority Critical patent/RU2273838C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273838C1 publication Critical patent/RU2273838C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Level Indicators Using A Float (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to arrangements for measuring density of liquids and may be used in systems of measuring density of oil products and other liquids including explosive at their outletting, getting and storing with measuring density on various levels.
SUBSTANCE: the density meter has a converter of displacement in the shape of a magnetostriction waveguide placed inside the body of nonmagnetic material on which n toroidal floats with counter-balancing chains are located on different altitude. With its one end it is fastened to a float and with the other end to locators firmly fastened on the body of the converter of displacement and with the magnets inside the floats. On the magnetostriction waveguide there is a reading bobbin connected to an amplifier-former and the magnetostriction waveguide itself is switched to a former of impulses. The output of the amplifier-former is switched to the input of a signal processing block whose output is connected with the input of the former of impulses.
EFFECT: possibility of measuring density at various levels without tying to the boundary of conditional division of mediums, high sensitiveness and wide range of working temperatures.
2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измерения плотности жидкостей, в том числе расслаивающихся по высоте, например нефтепродуктов.The invention relates to devices for measuring the density of liquids, including stratified in height, for example, petroleum products.

Известно множество устройств поплавкового типа для измерения плотности жидкостей, обзор которых хорошо представлен в книге С.С.Кивилиса "Плотномеры" изд. "Энергия", Москва, 1980 г. Все эти плотномеры классифицируются по двум функциональным принципам - с частичным погружением поплавка и с полным погружением поплавка.There are many devices of a float type for measuring the density of liquids, an overview of which is well presented in the book of S. S. Kivilis "Density" ed. Energia, Moscow, 1980. All these densitometers are classified according to two functional principles - with partial immersion of the float and with full immersion of the float.

Показания плотномеров с частичным погружением поплавка, т.е. находящегося на поверхности, зависят от поверхностного натяжения жидкости, которое, в свою очередь, определяется рядом факторов (таких как давление, температура, смачиваемость) и, как правило, является переменной величиной. Это приводит к снижению точности измерений.Readings of densitometers with partial immersion of the float, i.e. located on the surface, depend on the surface tension of the liquid, which, in turn, is determined by a number of factors (such as pressure, temperature, wettability) and, as a rule, is a variable. This leads to a decrease in measurement accuracy.

Исключить влияние поверхностного натяжения позволяют плотномеры с поплавками полного погружения (поплавково-весовые плотномеры). К числу плотномеров полного погружения относятся так называемые цепочные плотномеры, принцип работы которых изложен в книге С.С.Кивилиса "Плотномеры". Использование цепочек позволяет уравновешивать поплавок в широком диапазоне плотности.To exclude the influence of surface tension allow densitometers with floaters full immersion (float-weight densitometers). Density meters of complete immersion include the so-called chain densitometers, the principle of operation of which is described in the book by S. S. Kivilis "Density meters". Using chains allows you to balance the float in a wide range of density.

Техническое описание погружного плотномера представлено в патенте Великобритании GB №2013900 A, G 01 N 9/18, опубл. 15.08.1979 г. Плотномер содержит поплавок с цепочкой и систему электродов, связанную с мостовой схемой, для оценки электрической проводимости жидкости и определения положения поплавка путем измерения сопротивления зон жидкости. Однако это устройство пригодно только для измерения плотности электропроводящих жидкостей, например электролитов, и не позволяет измерять плотность непроводящих жидкостей, например нефтепродуктов.A technical description of a submersible densitometer is presented in GB Patent GB No. 20133900 A, G 01 N 9/18, publ. 08/15/1979, the Density Meter contains a float with a chain and an electrode system associated with a bridge circuit to assess the electrical conductivity of the liquid and determine the position of the float by measuring the resistance of the liquid zones. However, this device is only suitable for measuring the density of electrically conductive liquids, such as electrolytes, and does not allow measuring the density of non-conductive liquids, such as petroleum products.

Интересным техническим решением является устройство для измерения уровня и плотности по патенту RU 2188400, G 01 N 9/10, всего 14 стр., опублик. 27.08.2002 г.). Устройство содержит блок преобразователя, включающий усилитель-формирователь, генератор импульсов, счетчик, регистр памяти, регистр с параллельным вводом и последовательным сдвигом информации, два формирователя импульсов запуска, дешифратор адреса, формирователь сигнала готовности, формирователь блокировки, два ключа, шину обмена, четыре мультиплексора, дешифратор адреса датчика и k датчиков уровня и плотности. Каждый из датчиков содержит установленные в защитном кожухе звукопровод в виде струны из магнитострикционного материала, катушку считывания и два поплавка с расположенными на них магнитами. Датчики установлены в два ряда и смещены по высоте относительно друг друга для обеспечения перекрытия рабочих зон. В верхней части всех датчиков, кроме верхнего, установлены жестко прикрепленные и герметично закрытые в верхней части кожухи из немагнитного материала в форме колокола, внутрь которых с нижней стороны в процессе работы могут заходить поплавки датчиков с закрепленными на них магнитами. Устройство позволяет измерять плотность на разных уровнях в резервуаре, однако оно обладает рядом недостатков:An interesting technical solution is the device for measuring the level and density according to the patent RU 2188400, G 01 N 9/10, only 14 pages, published. August 27, 2002). The device comprises a converter unit, including an amplifier driver, a pulse generator, a counter, a memory register, a register with parallel input and sequential shift of information, two start pulse shapers, an address decoder, a ready signal shaper, a lock shaper, two keys, an exchange bus, four multiplexers , encoder address decoder and k level and density sensors. Each of the sensors contains a sound duct installed in a protective casing in the form of a string of magnetostrictive material, a read coil and two floats with magnets located on them. The sensors are installed in two rows and are offset in height relative to each other to ensure overlap of the working areas. In the upper part of all sensors, except for the upper one, there are installed rigidly attached and hermetically closed in the upper part shrouds of non-magnetic material in the form of a bell, inside of which, from the lower side, during the operation, floats of sensors with magnets fixed to them can enter. The device allows you to measure the density at different levels in the tank, but it has several disadvantages:

1. Измерение плотности осуществляется под колпаком, где искусственно создана граница раздела сред (воздух-жидкость). Поплавки плотномера работают на этой границе раздела сред, и в связи с этим имеются дополнительные погрешности, которые зависят от поверхностного натяжения жидкости, которое в свою очередь определяется рядом факторов (смачиваемость поплавков, наличие мениска, изменение давления, температуры и т.д.) и, как правило, является переменной величиной.1. Density measurement is carried out under the hood where the interface between the media (air-liquid) is artificially created. The densitometer floats operate at this interface, and in this connection there are additional errors that depend on the surface tension of the liquid, which in turn is determined by a number of factors (wettability of the floats, meniscus, pressure, temperature, etc.) and is usually a variable.

2. Наличие колпака с воздушной подушкой ограничивает давление, в котором можно измерять плотность (например, совершенно непригодно для сжиженного газа);2. The presence of a cap with an air cushion limits the pressure at which density can be measured (for example, it is completely unsuitable for liquefied gas);

3. Преобразователь перемещения измеряет относительное расстояние между поплавками (уровня и плотности), а не положение одного поплавка, что приводит к дополнительным погрешностям.3. The displacement transducer measures the relative distance between the floats (level and density), and not the position of one float, which leads to additional errors.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому плотномеру является плотномер, описанный в авторском свидетельстве СССР №397813, G 01 N 9/10, всего 2 стр., опубл. 17.09.1972 г. Указанный плотномер содержит погруженный в жидкость уравновешенный вертикально перемещающийся поплавок с установленным на нем магнитом, средство для уравновешивания поплавка, например цепочки, преобразователь перемещения поплавка в электрический сигнал, причем поплавок выполнен в виде тороида, охватывающего размещенный в трубчатом корпусе из немагнитного материала преобразователь перемещения поплавка, выполненный в виде феррито-полупроводникового распределителя, подключенного к выходу генератора тактовых импульсов.The closest in technical essence to the proposed densitometer is the densitometer described in the USSR author's certificate No. 397813, G 01 N 9/10, only 2 pages, publ. 09/17/1972 The specified densitometer contains a balanced immersed vertically moving float with a magnet installed on it, means for balancing the float, for example a chain, a transducer for moving the float into an electric signal, the float being made in the form of a toroid enclosing a nonmagnetic enclosed in a tubular body material, a float displacement transducer made in the form of a ferrite-semiconductor distributor connected to the output of a clock pulse generator.

Указанный выше плотномер обладает высокой помехоустойчивостью. Однако его разрешающая способность определяется размерами одного элемента феррито-полупроводникового распределителя и расстоянием между соседними элементами, т.е. его показания носят дискретный характер, и увеличение его точности и чувствительности требует увеличения количества феррито-полупроводниковых элементов и уменьшения их геометрических размеров (например, для относительной погрешности 0,1% и перемещения поплавка 10 см необходимо 1000 шт. феррито-полупроводниковых элементов, а размер их должен быть 0,1 мм, на практике сейчас такие феррито-полупроводниковые распределители не реализуемы). Кроме этого с помощью одного плотномера нельзя производить одновременные измерения на разных уровнях, что бывает необходимым требованием при измерении плотности расслаивающихся жидкостей, например нефтепродуктов. Поэтому решение задачи по измерению плотности на разных уровнях требует установки нескольких плотномеров, а это при использовании феррито-полупроводникового распределителя прямопропорционально удорожает измерительную систему, которая будет состоять из нескольких плотномеров. Обращает на себя внимание также конструктивная особенность крепления цепей в известном плотномере: одним концом они прикрепляются к поплавку снизу, а вторым концом укреплены в основании трубы, т.е. на условной границе раздела сред (воздух - жидкость), при этом измерение на большой глубине не реализуемо из-за слишком большой длины цепей. Кроме этого следует отметить, что недостатком данного плотномера, так же как и других известных цепочковых плотномеров, является ограниченная рабочая зона, определяемая протяженностью измерительного элемента (в данном случае феррито-полупроводникового). Это, в свою очередь, накладывает определенные требования на цепочки и поплавки, которые приходится изготавливать либо крупногабаритными с большим количеством цепочек или цепочки должны изготавливаться из тяжелых металлов, например из платиноиридиевых сплавов, что делает их весьма дорогостоящими. Но наиболее серьезным недостатком феррито-полупроводникового преобразователя является узкий температурный диапазон, связанный с потерей магнитных свойств используемых материалов как при низких (ниже -60°), так и при высоких температурах (выше 100°С). Это существенно ограничивает область использования указанных плотномеров, например для измерения плотности сжиженных газов и высокотемпературных расплавов (в химической промышленности).The above densitometer has a high noise immunity. However, its resolution is determined by the size of one element of the ferrite-semiconductor distributor and the distance between adjacent elements, i.e. its readings are discrete in nature, and an increase in its accuracy and sensitivity requires an increase in the number of ferrite-semiconductor elements and a decrease in their geometric dimensions (for example, for a relative error of 0.1% and movement of a float of 10 cm, 1000 pieces of ferrite-semiconductor elements are needed, and the size they should be 0.1 mm, in practice now such ferrite-semiconductor distributors are not feasible). In addition, with the help of one densitometer it is impossible to make simultaneous measurements at different levels, which is a necessary requirement when measuring the density of stratified liquids, for example, petroleum products. Therefore, the solution of the problem of measuring density at different levels requires the installation of several densitometers, and this, when using a ferrite-semiconductor distributor, directly increases the cost of the measuring system, which will consist of several densitometers. Attention is also drawn to the design feature of fastening chains in a known densitometer: with one end they are attached to the float from below, and with the other end they are fixed at the base of the pipe, i.e. at the conditional boundary of the interface of the media (air - liquid), while the measurement at great depth is not feasible due to the too long chains. In addition, it should be noted that the disadvantage of this densitometer, as well as other known chain densitometers, is the limited working area determined by the length of the measuring element (in this case, ferrite-semiconductor). This, in turn, imposes certain requirements on chains and floats, which have to be made either large-sized with a large number of chains or chains must be made of heavy metals, for example platinum-iridium alloys, which makes them very expensive. But the most serious drawback of a ferrite-semiconductor converter is the narrow temperature range associated with the loss of magnetic properties of the materials used both at low (below -60 °) and at high temperatures (above 100 ° C). This significantly limits the scope of use of these densitometers, for example for measuring the density of liquefied gases and high-temperature melts (in the chemical industry).

Предметом изобретения является плотномер для жидкости, содержащий погруженный в жидкость уравновешенный вертикально перемещающийся поплавок в виде тороида с размещенными в нем магнитами, средство для уравновешивания поплавка, например цепочки, преобразователь перемещения поплавка в электрический сигнал, помещенный в трубчатый корпус из немагнитного материала, охватываемый тороидальным поплавком, при этом преобразователь перемещения поплавка выполнен в виде магнитострикционного волновода с расположенной на нем катушкой считывания и подключенным к нему формирователем импульсов, катушка считывания подключена к входу усилителя-формирователя, выход которого подключен к входу блока обработки сигналов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, уравновешивающие цепочки поплавков прикреплены одним концом к поплавку, а другим концом к фиксатору, жестко закрепленному на корпусе преобразователя перемещения, а количество поплавков и элементов их крепления составляет n штук с расположением их на разной высоте в зависимости от необходимого числа точек измерения плотности жидкости.The subject of the invention is a liquid densitometer, comprising a balanced vertically moving float immersed in a liquid in the form of a toroid with magnets placed in it, means for balancing the float, for example a chain, a transducer for moving the float into an electrical signal, placed in a tubular body made of non-magnetic material, covered by a toroidal float wherein the float displacement transducer is made in the form of a magnetostrictive waveguide with a read coil located on it I and the pulse shaper connected to it, the read coil is connected to the input of the driver-amplifier, the output of which is connected to the input of the signal processing unit, the output of which is connected to the input of the pulse shaper, the balancing chains of the floats are attached at one end to the float, and at the other end to the latch, rigidly mounted on the housing of the displacement transducer, and the number of floats and their fastening elements is n pieces with their location at different heights depending on the required number of measurement points Grain density fluid.

Техническим результатом является создание нового плотномера для жидкости, обладающего непрерывным измерением с высоким порогом чувствительности, широким диапазоном рабочих температур и хорошей температурной стабильностью, возможностью измерения плотности на разных уровнях без привязки к границе условного раздела сред, без увеличения сложности измерителя перемещения поплавка при достаточно большой длине плотномера (несколько метров), возможностью использовать разнообразные материалы для уравновешивающих цепочек, что дает возможность получить дешевые многоканальные плотномеры.The technical result is the creation of a new liquid densitometer with continuous measurement with a high threshold of sensitivity, a wide range of operating temperatures and good temperature stability, the ability to measure density at different levels without reference to the boundary of the medium, without increasing the complexity of the meter for displacing the float at a sufficiently long length densitometer (several meters), the ability to use a variety of materials for balancing chains, which makes it possible You can get cheap multi-channel densitometers.

Указанные свойства получены благодаря использованию в качестве преобразователя перемещения магнитострикционного волновода, размещенного внутри корпуса из немагнитного материала, на котором на различной высоте расположено n тороидальных поплавков с находящимися внутри них магнитами и с прикрепленными к ним уравновешивающими цепочками, вторые концы которых прикреплены к фиксаторам, жестко закрепленным на корпусе преобразователя перемещения на различной высоте. На магнитострикционном волноводе расположена катушка считывания, подключенная к усилителю-формирователю, а сам магнитострикционный волновод подключен к формирователю импульсов. Выход усилителя-формирователя подключен к входу блока обработки сигнала, выход которого соединен с входом формирователя импульсов.These properties are obtained due to the use of a magnetostrictive waveguide as a displacement transducer located inside a body made of non-magnetic material, on which n toroidal floats with magnets located inside them and with balancing chains attached to them, the second ends of which are attached to latches, are fixed at different heights on the housing of the displacement transducer at various heights. On the magnetostrictive waveguide is a read coil connected to the driver amplifier, and the magnetostrictive waveguide is connected to the pulse former. The output of the amplifier-driver is connected to the input of the signal processing unit, the output of which is connected to the input of the pulse shaper.

Конструктивно фиксаторы поплавков могут располагаться как ниже поплавков, так и выше поплавков. Такие конструктивные варианты необходимы для обеспечения более широкого диапазона измерения плотности жидкости без изменения конструкции поплавков.Structurally, the holders of the floats can be located both below the floats and above the floats. Such design options are necessary to provide a wider range of measurement of fluid density without changing the design of the floats.

На фиг.1 схематично представлено устройство плотномера с расположением фиксаторов ниже поплавков.Figure 1 schematically shows the device of the densitometer with the location of the latches below the floats.

Цифрами на чертеже обозначены:The numbers in the drawing indicate:

1 - первый поплавок;1 - the first float;

2 - второй поплавок;2 - the second float;

3 - n-й поплавок;3 - n-th float;

4 - постоянный магнит внутри поплавка;4 - a permanent magnet inside the float;

5 - магнитострикционный волновод;5 - magnetostrictive waveguide;

6 - катушка считывания;6 - read coil;

7 - корпус из немагнитного материала;7 - case of non-magnetic material;

8 - формирователь импульсов;8 - pulse shaper;

9 - усилитель-формирователь;9 - amplifier-driver;

10 - блок обработки сигнала;10 - signal processing unit;

11 - уравновешивающие цепочки;11 - balancing chains;

12 - фиксаторы для поплавков.12 - clamps for floats.

Первый, второй и n-й поплавки 1, 2 и 3 тороидальной формы с находящимися внутри них магнитами 4 и прикрепленными к ним уравновешивающими цепочками 11, вторые концы уравновешивающих цепочек прикрепляются к фиксаторам 12, жестко закрепленным на корпусе из немагнитного материала 7 преобразователя перемещения, поплавки располагаются снаружи корпуса из немагнитного материала 7, внутри которого находятся магнитострикционный волновод 5 и катушка считывания 6. Вся конструкция помещена в резервуар с исследуемой жидкостью. Формирователь импульсов 8 выполнен с возможностью формирования ультразвуковых импульсов прямоугольной формы с длительностью не более 10 мкс, амплитудой 12 В и частотой 10 Гц, необходимых для создания ультразвуковой волны вокруг волновода 5. Усилитель-формирователь 8 выполнен с возможностью усиления сигнала, снимаемого с катушки считывания 6 и формирования одиночных прямоугольных импульсов длительностью не более 10 мкс и амплитудой 5 В, необходимых для последующей обработки сигнала в блоке обработки сигнала 10, выполненного с возможностью анализа временных интервалов между импульсами, поступающими в формирователь импульсов 8, и импульсами, приходящими из усилителя-формирователя 9, с последующим преобразованием полученной информации в цифровую величину плотности исследуемой жидкости.The first, second, and nth floats 1, 2, and 3 are toroidal in shape with magnets 4 located inside them and counterbalancing chains 11 attached to them; the second ends of the balancing chains are attached to the latches 12, which are rigidly fixed to the housing of non-magnetic material 7 of the displacement transducer, the floats They are located outside the casing of non-magnetic material 7, inside of which there is a magnetostrictive waveguide 5 and a read coil 6. The entire structure is placed in the reservoir with the test liquid. The pulse shaper 8 is configured to generate rectangular ultrasonic pulses with a duration of not more than 10 μs, an amplitude of 12 V and a frequency of 10 Hz, necessary to create an ultrasonic wave around the waveguide 5. The amplifier-shaper 8 is configured to amplify a signal taken from the read coil 6 and the formation of single rectangular pulses with a duration of not more than 10 μs and an amplitude of 5 V, necessary for subsequent processing of the signal in the signal processing unit 10, configured to lease time intervals between the pulses in the incoming pulse shaper 8 and the pulses arriving from the amplifier-shaper 9, followed by conversion of information received in the digital value sample liquid density.

На фиг.2 схематично представлено устройство плотномера с расположением фиксаторов выше поплавков.Figure 2 schematically shows the device densitometer with the location of the latches above the floats.

Обозначения и назначение всех элементов данной конструкции полностью соответствуют изложенному выше описанию фиг.1 и отличаются только возможностью измерения более низких величин плотности, например плотности сжиженных газов.The designations and purpose of all the elements of this design are fully consistent with the above description of figure 1 and differ only in the ability to measure lower density values, for example the density of liquefied gases.

Работа плотномера осуществляется следующим образом.The operation of the densitometer is as follows.

Измерение плотности основано на измерениях времени распространения ультразвука в магнитострикционном волноводе. Скорость распространения ультразвука в волноводе практически не зависит от давления и влажности. Влияние температуры автоматически компенсируется с помощью специального алгоритма обработки временных интервалов распространения ультразвука.The density measurement is based on measurements of the propagation time of ultrasound in a magnetostrictive waveguide. The propagation velocity of ultrasound in the waveguide is practically independent of pressure and humidity. The influence of temperature is automatically compensated using a special algorithm for processing time intervals of ultrasound propagation.

По команде из блока обработки сигналов 10 с помощью формирователя импульсов 8 генерация ультразвуковой волны происходит по принципу магнитострикции непосредственно в волноводе 5, изготовленном из специальной стальной проволоки с магнитострикционными свойствами и расположенном внутри корпуса из немагнитного материала 7.At the command of the signal processing unit 10 using the pulse shaper 8, the ultrasonic wave is generated by the principle of magnetostriction directly in the waveguide 5, made of a special steel wire with magnetostrictive properties and located inside the body of non-magnetic material 7.

При взаимодействии переменного магнитного поля, создаваемого импульсом тока в волноводе 5, и поля постоянных магнитов 4 происходит деформация кристаллической структуры волновода, что создает механическую волну, распространяющуюся с ультразвуковой скоростью. Ультразвуковая волна, возникающая в местах расположения магнитов 4, распространяется по волноводу 5 в обоих направлениях от места возникновения. В верхней части волновода ультразвуковые волны вследствие обратного магнитострикционного эффекта преобразуются катушкой считывания 6 в электрические импульсы и затем гасятся демпфером. Указанные импульсы поступают в усилитель-формирователь 9, где преобразуются в прямоугольную форму, и затем поступают в блок обработки сигналов 10. Промежуток времени между моментом генерации ультразвуковой волны и ее преобразованием в электрические импульсы пропорционален измеряемому расстоянию, т. е. положению поплавка 1, 2 или 3, и, соответственно, плотности жидкости на данном уровне. При наличии нескольких поплавков с размещенными в них магнитами возникает несколько ультразвуковых волн, равное числу поплавков. При этом моменты преобразования ультразвуковых волн в электрические импульсы разнесены по времени, и анализ количества импульсов и соответствующих промежутков времени позволит определить положение каждого поплавка и таким образом измерить плотность жидкости на соответствующем уровне. Следует отметить, что благодаря использованию магнитострикционного волновода в качестве датчика перемещения возможно использование стальных уравновешивающих цепочек, отказавшись от более тяжелых и дорогих материалов, т.к. не накладывается жестких требований к ограничению перемещений поплавка в процессе измерения плотности. При выходе поплавка из рабочей зоны из-за понижения уровня жидкости в резервуаре поплавок при конструктивном варианте расположения фиксатора снизу поплавка ложится на фиксатор 12, что исключает запутывание уравновешивающих цепочек, а при конструктивном варианте расположения фиксатора сверху поплавка последний повисает на уравновешивающих цепочках, что также исключает запутывание уравновешивающих цепочек.When the alternating magnetic field generated by the current pulse in the waveguide 5 and the field of permanent magnets 4 interact, the crystal structure of the waveguide deforms, which creates a mechanical wave propagating with ultrasonic speed. An ultrasonic wave arising at the locations of the magnets 4 propagates along the waveguide 5 in both directions from the place of occurrence. In the upper part of the waveguide, ultrasonic waves are converted by a read coil 6 into electrical pulses due to the inverse magnetostrictive effect and then are damped by a damper. These pulses are fed to an amplifier-shaper 9, where they are converted into a rectangular shape, and then fed to a signal processing unit 10. The time interval between the moment of generation of an ultrasonic wave and its conversion into electric pulses is proportional to the measured distance, i.e., the position of the float 1, 2 or 3, and, accordingly, the density of the liquid at a given level. In the presence of several floats with magnets placed in them, several ultrasonic waves arise, equal to the number of floats. At the same time, the moments of the conversion of ultrasonic waves into electric pulses are spaced in time, and an analysis of the number of pulses and the corresponding time intervals will determine the position of each float and thus measure the density of the liquid at the appropriate level. It should be noted that due to the use of a magnetostrictive waveguide as a displacement sensor, it is possible to use steel balancing chains, abandoning heavier and more expensive materials, because There are no stringent requirements for restricting float movements during density measurement. When the float leaves the working area due to a decrease in the liquid level in the tank, the float rests on the retainer 12 in the constructive arrangement of the retainer from below the float, which eliminates tangling of the balancing chains, and in the constructive arrangement of the retainer on the top of the float, the latter hangs on the balancing chains, which also eliminates entanglement of balancing chains.

Следует также отметить, что благодаря использованию низких рабочих напряжений и малых токов описываемый плотномер легко реализуем во взрывобезопасном исполнении, что позволяет его использовать при измерении плотности во взрывоопасных средах, например при работе с нефтепродуктами или сжиженными газами.It should also be noted that due to the use of low operating voltages and low currents, the described densitometer is easily implemented in explosion-proof design, which allows it to be used when measuring density in explosive atmospheres, for example, when working with oil products or liquefied gases.

На предприятии-заявителе был изготовлен макет, а затем опытный образец описанного плотномера и проведены испытания, которые полностью подтвердили правильность предлагаемого решения.At the applicant enterprise, a prototype was made, and then a prototype of the described densitometer was described, and tests were carried out that fully confirmed the correctness of the proposed solution.

Claims (1)

Плотномер для жидкости, содержащий погруженный в жидкость уравновешенный вертикально перемещающийся поплавок в виде тороида с размещенными в нем магнитами, средство для уравновешивания поплавка, например цепочки, преобразователь перемещения поплавка в электрический сигнал, помещенный в трубчатый корпус из немагнитного материала, охватываемый тороидальным поплавком, отличающийся тем, что преобразователь перемещения поплавка выполнен в виде магнитострикционного волновода с расположенной на нем катушкой считывания и подключенным к нему формирователем импульсов, катушка считывания подключена к входу усилителя-формирователя, выход которого подключен к входу блока обработки сигналов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, уравновешивающие цепочки поплавков прикреплены одним концом к поплавку, а другим концом к фиксатору, жестко закрепленному на корпусе преобразователя перемещения, а количество поплавков и элементов их крепления составляет n штук с расположением их на разной высоте в зависимости от необходимого числа точек измерения плотности жидкости.A liquid densitometer containing a balanced vertically moving float immersed in a liquid in the form of a toroid with magnets placed in it, means for balancing the float, for example a chain, a transducer for moving the float into an electrical signal placed in a tubular body made of non-magnetic material, covered by a toroidal float, characterized in that the float displacement transducer is made in the form of a magnetostrictive waveguide with a read coil located on it and connected to to it by the pulse shaper, the read coil is connected to the input of the driver-amplifier, the output of which is connected to the input of the signal processing unit, the output of which is connected to the input of the pulse shaper, the balancing chains of the floats are attached at one end to the float, and at the other end to a latch rigidly fixed to the converter housing displacement, and the number of floats and their fastening elements is n pieces with their location at different heights depending on the required number of density measuring points dkosti.
RU2005115231/28A 2005-05-19 2005-05-19 Density meter RU2273838C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115231/28A RU2273838C1 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Density meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115231/28A RU2273838C1 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Density meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2273838C1 true RU2273838C1 (en) 2006-04-10

Family

ID=36459143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005115231/28A RU2273838C1 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Density meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273838C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2950078A1 (en) 2014-05-30 2015-12-02 FAFNIR GmbH Device and procedure to determine the density of a liquid
CN106017617A (en) * 2016-05-31 2016-10-12 大庆市镁华仪仪表衡器有限公司 Magnetic effect liquid level meter
CN106198309A (en) * 2016-08-30 2016-12-07 长沙长泰机器人有限公司 Density of Emulsion Explosive intelligent checking system and method
CN109764929A (en) * 2019-03-14 2019-05-17 长沙学院 A kind of piezoelectric type intelligence solution deep measuring device and measuring method
RU191611U1 (en) * 2018-11-21 2019-08-14 Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры "Сургутский государственный университет" Densitometer
RU2730403C1 (en) * 2020-03-12 2020-08-21 Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ" Imitation method of checking density meters of a float type
CN114152542A (en) * 2021-10-12 2022-03-08 中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司 Automatic quick batch density measuring device for explosive products

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2950078A1 (en) 2014-05-30 2015-12-02 FAFNIR GmbH Device and procedure to determine the density of a liquid
CN106017617A (en) * 2016-05-31 2016-10-12 大庆市镁华仪仪表衡器有限公司 Magnetic effect liquid level meter
CN106198309A (en) * 2016-08-30 2016-12-07 长沙长泰机器人有限公司 Density of Emulsion Explosive intelligent checking system and method
CN106198309B (en) * 2016-08-30 2019-02-26 长沙长泰机器人有限公司 Density of Emulsion Explosive intelligent checking system and method
RU191611U1 (en) * 2018-11-21 2019-08-14 Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры "Сургутский государственный университет" Densitometer
CN109764929A (en) * 2019-03-14 2019-05-17 长沙学院 A kind of piezoelectric type intelligence solution deep measuring device and measuring method
CN109764929B (en) * 2019-03-14 2023-10-13 长沙学院 Piezoelectric intelligent solution depth measuring device and measuring method
RU2730403C1 (en) * 2020-03-12 2020-08-21 Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ" Imitation method of checking density meters of a float type
CN114152542A (en) * 2021-10-12 2022-03-08 中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司 Automatic quick batch density measuring device for explosive products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2273838C1 (en) Density meter
US5253522A (en) Apparatus for determining fluid level and fluid density
RU2402029C2 (en) Electric field sensor for operation in marine environment
US3161047A (en) Omnidirectional electromagnetic flowmeter
BRPI0700773B1 (en) APPARATUS USING PARTICLE MOTION SENSORS
RU2285908C1 (en) Device for measuring level and density of liquid (variants)
US3385104A (en) Mass presence sensing apparatus
US4015471A (en) Spherical electromagnetic water current velocity sensor with protruding electrodes
BRPI0600797B1 (en) WAVES AND TIDES MONITORING AND RECORD SYSTEM
RU2308019C1 (en) Device for measuring density of low-density liquids
RU46854U1 (en) DENSITOMETER
Tucker et al. A two-component electromagnetic ship's log
RU2710007C1 (en) Bypass level gauge
US3479580A (en) Apparatus including a conductivity probe for determining the salinity of water
RU2351903C1 (en) Level indicator
RU155410U1 (en) ADAPTIVE MAGNETOSTRICTION CONVERTER OF VEHICLE LEVEL AND DENSITY OF FUEL FUEL (ITS OPTIONS)
RU2316738C1 (en) Device for measuring level and density of low-density fluid
RU2138028C1 (en) Device measuring level and density
Draper INSTRUMENTS FOR MEASUREMENT OF WAVE HEIGHT AND DIRECTION IN AND AROUND HARBOURS.
RU2710008C1 (en) Liquid level and density measuring device
RU2188400C1 (en) Device for measurement of level and density
RU2306532C1 (en) Method of measuring liquid level in reservoir
SU1154447A1 (en) Deep-well level gauge
RU191611U1 (en) Densitometer
RU2064666C1 (en) Ultrasonic level gauge