SU1116358A1 - Densimeter - Google Patents

Densimeter Download PDF

Info

Publication number
SU1116358A1
SU1116358A1 SU833549002A SU3549002A SU1116358A1 SU 1116358 A1 SU1116358 A1 SU 1116358A1 SU 833549002 A SU833549002 A SU 833549002A SU 3549002 A SU3549002 A SU 3549002A SU 1116358 A1 SU1116358 A1 SU 1116358A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
float
density
coil
position sensor
holding device
Prior art date
Application number
SU833549002A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иосифович Акселевич
Валентин Федорович Егоров
Эдуард Самуилович Тентлер
Эразм Владимирович Анчевский
Original Assignee
Ленинградское Специализированное Пусконаладочное Управление Треста "Севзапмонтажавтоматика"
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 Ленинградское Специализированное Пусконаладочное Управление Треста "Севзапмонтажавтоматика" filed Critical Ленинградское Специализированное Пусконаладочное Управление Треста "Севзапмонтажавтоматика"
Priority to SU833549002A priority Critical patent/SU1116358A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1116358A1 publication Critical patent/SU1116358A1/en

Links

Abstract

ПЛОТНОМЕР, содержащий сосуд дл  исследуемой среды и опущенный в него магнитный поплавок, датчик положени  поплавка, устройство удержани  поплавка и преобразователь сигнала , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  плотномера и расширени  диапазона измер емых плотностей, датчик положени  поплавка и устройство удержани  поплавка совмещены и выполнены в виде катушки индуктивности, подключенной к источнику переменного напр жени  и преобразователю сигнала, а поплавок по крайней мере с одной стороны снабжен хвостовиком дл  его фиксации на катушке .A PLOTNOMER containing a vessel for the test medium and a magnetic float lowered into it, a float position sensor, a float holding device and a signal converter, characterized in that, in order to simplify the density meter and extend the range of measured densities, the float position sensor and the float holding device are combined and made in the form of an inductance coil connected to an alternating voltage source and a signal converter, and the float is at least on one side provided with a shank for its fixation tion on the reel.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  плотности жидкостей во всех отрасл х народного хоз йств, например дл  контрол  пло ности агрессивных жидкостей и пульп ,в горнодобьюающей, химической и пищевой промьпапенности. Известен плотномер, содержащий сосуд с размещенным в нем поплавком, полностью погр-уженным в измер емую жидкость. На поплавке закреплен посто нный магнит, наход щийс  в поле соленоида, обеспечивающем поплавку силу удержани , наиболее близ1 ую к выталкивающей силе, действующей на поплавок при данной плотности жидкости . Роль датчика положени  поплав ка играет ферритовый сердечник, закрепленный на поплавке и наход щийс  в поле катушки индукционного датчика , первична  обмотка которого запитана с выхода генератор а высокой частоты, а сигнал, снимаемьй с вторичной обмотки, преобразуетс  в вели чину, пропорциональную плотности измер емой жидкости СиНедостатком данного плотномера  в л етс  сложность конструкции, узкий диапазон измерени  плотности контролируемых сред и трудность измерени  плотности абразивных жидкостей, например пульпы, так как частички твердого, осажда сь, засор ют сосуд в котором размещен поплавок, что при водит к ошибкам в измерени х. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  плотномер, содержащий сосуд дл  исследуемо 1: среды и опущенный в нее магнитный поплавок, датчик положени  поплавка, устройство удержани  поплавка и преобразователь сигнала. Устройство удержани  выполнено в ви де упругого элемента, например плас тинчатой пружины, удерживающей отно сительно корпуса поплавок избыточно плавучести. Кроме того, имеютс  катушки силовой компенсации и магнит термокомпенсации, закрепленные отно сительно корпуса плотномера. Датчик положени  поплавка представл ет собой высокочастотную катушку в диэле рическом слое, помещенную в один ко жух с катушкой силовой компенса- . , Недостатком этого устройства  вл етс  сложность конст)укции, узкий диапазон измер емых плотностей, обу . 8 словленный выбором коэффициента упругости плоской пружины и веса поплавка , у которого должна быть избыточна  плавучесть в данной жидкой среде, а также невозможность измерени  абразивных жидкостей, например пульпы, так как частички твердого, осажда сь на плоскую пружину, мен ют ее модуль упругости, а осажда сь на кожух с высокочастотной катушкой и катушкой силовой компенсации, мен ют их добротность , что ведет к ошибкам в измерени х . Цель изобретени  - упрощение плотномера и расширение диапазона измер емых плотностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в плотномере, содержащем сосуд дл  исследуемой среды и опущенный в него магнитный поплавок, датчик положени  поплавка, устройство удержани  поплавка и преобразователь сигнала, датчик положени  поплавка и устройство удержани  поплавка совмещены и выполнены в виде катушки индуктивности, подключенной к источнику переменного напр жени  и преобразователю сигнала , а поплавок по крайней мере с одной стороны снабжей хвостовиком дл  его фиксации на катушке. На чертеже изображен предлагаемый плотномер. В емкость V с контролируемой средой 2 погружена индуктивна  катушка 3, по которой пропущен переменный ток от источника 4 питани . Б магнитном поле индуктивной катушки 3 подвешен сплошной или полый магнитный поплавок 5. Последовательно с индуктивной катутко 3 и источником 4 питани  включен преобразователь сигнала, содержащий разделительный трансформатор 6, вьшр митель 7, источник 8 опорного напр жени , усилитель 9, .нормирующий преобразователь 10 и блоки 11 и 12 регулировки начала и конца измер емого диапазона. Нормированный сигнал с преобразовател  10 подаетс  на peгиQTpaтop 13. Магнитный поппавок и индуктивна  катушка покрыты стойким немагнитным диэлектриком 14. Индуктивна  катушка 3 закреплена относительно емкости 1 с помощью держател  15. Магнитный поплавок 5 снабжен по крайней мере с одной стороны хвостовиком 16, имек щм, например, Т-образную или V-образную форму. Плотномер работает следуницим образом . 3 На поплавок 5, погруженный в изме р емую среду и свободно подвешенный в магнитном поле индуктивной катушки 3, действуют одновременно различные силы. В состо нии равновеси  уравнение сил, действующих на поплавок 5 в вертикальном направлении, выгл дит следующим образом: , где Р - вес поплавка; F - выталкивающа  сила (сила Архимеда); Fj - сила, действующа  на поплавок со стороны индуктивной катушки (вт гивающа  сила) F - сила, обусловленна  неоднородностью магнитного пол  индуктивной катушки и напра ленна  в сторону сильного пол . При этом Р ЧГп где V - объем поплавка; g - ускорение свободного падени -yi- - плотность поплавка, .  вл етс  величиной посто нной. Сила , гДб Y плотность контролируемой среды, пр мо пропорциональна плотности измер емой сред Сила F , завис ща  от индуктивно :ТИ катушки и формы поплавка, посто нна . Сила р р cJH с92 где Р. - посто нный магнитный моме поплавка в вертикальном н правлении; напр женность магнитного пол  индуктивной катушки градиент магнитного пол  индуктивной катушки в вер тикальном направлении, пр мо пропоррщональный току через индуктивную катушку Следовательно V,,.F2. /или с учетом того, что О -lf 1Д2 где Т - действующее значение тока через индуктивную катушку К - коэффициент пропорциональ ности,I имеем, что плотность равна -, Т- v 58 Таким образом, ток, проход щий через индуктивную катушку и преобразователь сигнала,  вл етс  мерой плотности контролируемой среды, причем ток зависит от плотности линейно. При любом изменении плотности контролируемой среды соответственноизмен етс  ток через преобразователь сигнала и на выходе устройства по вл етс  нормированр1ый ток, соответст-вующий новой плотности. За счет совмещени  датчика положени  поплавка и устройства удержани , выполненного в виде индуктивной катушки, отсутствует необходимость градуировки относительно датчикаположени  хода поплавка , который должен выбиратьс  . исход  из условий приближени  сред- , ней плотности измер емых сред и удельного веса поплавка. Таким образом , данный плотномер имеет практически неограниченный диапазон измер емых сред, а поплаЬок может быть как тонущим, так и всш1ываю1цим, если плотность контролируемой жидкости больше удельного веса поплавка. В зависимости от плотности измер емой среды поплавок может вт гивать- с  в индуктивную катушку как снизу, сверху. При этом в начальный;; момент (до вклкрчени  источника .питани ), поплавок покоитс  в подвешенном состо нии, опира сь на катушку хвостовиком сверху или снизу в, зависимости от плотности измер емой среды. При включении источника питани  поплавок вт гиваетс  до положени , соответствующего определенной плотности, и-на выходе устройства по вл етс  нормированный сигнал, соотнесенный к этой плотности. При исчезновении тока в цепи поплавок оп ть фиксируетс  на катушке индуктивности хвостовиком. Хвостовиков может быть два, расположенных в противоположных концах поплавка, что позвол ет измер ть одним плотномером весь диапазон плотностей. Максимальный размер катушки индуктивности по высоте ограничиваетс  так, чтобы внутри ее не возникало однородного магнитного пол , тогда в св зи с тем, что оно максимально по вертикальной оси катушки, поплавок занимает устойчивое вертикальное положение. Минимальный размер катушки по выtore выбираетс  так, чтобы поплавок не болтало потоксж измер емой среды. Диаметр отверсти  в катушке выбираетс  таким, чтобы в него свободно проходил поплавок и любые частицы твердого , наход щиес  в измер емой среде но не проходил хвостовик, закрепленный на поплавке. Поскольку индуктивна  катушка и поплавок наход тс  в потоке измер емой среды и полностью погружены в нее, эта среда осуществл ет и теплоотвод от них, а омыва , она их очищает . Так как поплавок механически не св зан с индуктивной катушкой, то частицы твердого из потока не застревают между ними, а, отталкива  поплавок в сторону, проход т, после чего поплавок возвращаетс  в исходное положение . Эти колебани  демпфируютс  электронной схемой. Стойкий немагнитный диэлектрик, покрывающий поплавок и катушку индуктивности, защищает их от истирани  абразивной средой и от коротких замыканий в катушке. Наличие нормирующего преобразовател  в системе позвол ет вырабатывать на выходе плотномера стандартный сигнал , например 0-5 мА, что дает возможность использовать плотномер в любых системах регулировани  и контрол . .. Градуировка плотномера осуществл  етс  путем погружени  индуктивной ка тушки с поплавком в среде с известной плотностью и подстройкой выходного тока нормирующего преобразовател  с помощью блоков регулировки начала и конца измер емого диапазона. Модель плотномера испытывают дл  непрерывного измерени  плотности пульпы апатитового концентрата, котора  колеблетс  в пределах 1,3-1,8 г/см В качестве поплавка используетс  сплошна  болванка из электротехнической стали с плотностью л/8 г/см . Градуировка производитс  с помощью растворов серной кислоты с известной плотностью. Через индуктивную катушку пропускают переменный ток от источника напр жени  220 В, 50 Гц. В качестве вторичного прибора используют стандартный самопишущий прибор с унифицированным входом 0-5 мА. ИспыТани  показали высокую точность измерений и надежность в эксплуатации. Плотномер не забиваетс  пульпой и щепой и не нарушает потока. Устанавливают плотномер на сливе классификатора шаровой мельницы. Совмещение функций датчика положе ни  поплавка и устройства удержани  позвол ет упростить конструкцию плот номера, что приводит V повьш1ению его эксплуата1щонной надежности.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the density of liquids in all sectors of the national economy, for example, to control the density of corrosive liquids and pulps, in mining, chemical and food industry. A densitometer is known that contains a vessel with a float placed in it, completely immersed in the measured liquid. A permanent magnet is mounted on the float, located in the solenoid field, providing the float with a holding force closest to the buoyant force acting on the float at a given density of liquid. The role of the position sensor of the float is played by a ferrite core, fixed on the float and located in the field of the induction sensor coil, the primary winding of which is fed from the high frequency generator output, and the signal removed from the secondary winding is converted to a value proportional to the density of the measured liquid The disadvantage of this densitometer is the complexity of the design, the narrow range of measuring the density of controlled media and the difficulty of measuring the density of abrasive liquids, such as pulp, because parts Solid, precipitating, clog the vessel in which the float is placed, which leads to errors in measurements. The closest in technical essence to the present invention is a density meter containing the vessel for test 1: the medium and the magnetic float lowered into it, the float position sensor, the float restraint device and the signal converter. The holding device is made in the form of an elastic element, for example a plate spring, holding the float excessively buoyant relative to the body. In addition, there are power compensation coils and a thermal compensation magnet fixed relative to the body of the densitometer. The float position sensor is a high frequency coil in a dielectric layer placed in one housing with a power compensation coil. A disadvantage of this device is the complexity of the design, the narrow range of measured densities, and the load. 8 given the choice of the elastic coefficient of the flat spring and the weight of the float, which must have excessive buoyancy in this fluid, and the inability to measure abrasive liquids, such as pulp, since the solid particles, settling on the flat spring, change its elastic modulus, and deposited on the housing with a high-frequency coil and a power compensation coil, change their Q-factor, which leads to measurement errors. The purpose of the invention is to simplify the densitometer and expand the range of measured densities. The goal is achieved by the fact that in a densitometer containing a vessel for the test medium and a magnetic float lowered into it, a float position sensor, a float holding device and a signal converter, a float position sensor and a float holding device are combined and made in the form of an inductance coil connected to the source alternating voltage and signal converter, and a float on at least one side of the supply with a shank for fixing it to the coil. The drawing shows the proposed densitometer. An inductive coil 3 is immersed in a capacitance V with a controlled medium 2, through which alternating current is passed from the power source 4. A magnetic field of the inductive coil 3 is suspended with a solid or hollow magnetic float 5. Consistently with inductive catutko 3 and power supply 4, a signal converter is included that contains an isolating transformer 6, an expander 7, a reference voltage source 8, an amplifier 9, a normalizing converter 10 and blocks 11 and 12 adjust the beginning and end of the measured range. The normalized signal from the converter 10 is supplied to the EQTpopop 13. The magnetic booster and the inductive coil are covered with a resistant non-magnetic dielectric 14. The inductive coil 3 is fixed relative to the capacitor 1 by means of the holder 15. The magnetic float 5 is provided with at least one side with a shank 16, ime, for example , T-shaped or V-shaped. The densitometer works in the following way. 3 Float 5, immersed in the measured medium and freely suspended in the magnetic field of the inductive coil 3, is simultaneously affected by different forces. In the equilibrium state, the equation of forces acting on the float 5 in the vertical direction is as follows:, where P is the weight of the float; F - buoyancy (Archimedes force); Fj is the force acting on the float from the side of the inductive coil (retracting force); F is the force due to the inhomogeneity of the magnetic field of the inductive coil and is directed toward the strong field. In this case, R CPP where V is the volume of the float; g - free fall acceleration -yi- - float density,. is a constant value. The force, gDb Y, the density of the medium being monitored, is directly proportional to the density of the medium being measured. The force F, depending on inductively: the TI of the coil and the shape of the float, is constant. Force p cJH s92 where P. is the constant magnetic moment of the float in the vertical direction; intensity of the magnetic field of an inductive coil: the gradient of the magnetic field of the inductive coil in the vertical direction, directly proportional to the current through the inductive coil, Therefore V ,, F2. / or taking into account the fact that O -lf 1D2 where T is the effective value of the current through the inductive coil, K is the coefficient of proportionality, I have the density equal to -, T - v 58 Thus, the current passing through the inductive coil and the converter signal, is a measure of the density of the monitored medium, and the current depends on the density linearly. With any change in the density of the controlled medium, the current through the signal converter changes accordingly and a normalized current appears at the output of the device, corresponding to the new density. By combining the position sensor of the float and the holding device made in the form of an inductive coil, there is no need for graduation with respect to the sensor for the stroke of the float, which must be selected. on the basis of the approximation conditions of the average density of the measured media and the specific weight of the float. Thus, this density meter has a practically unlimited range of measured media, and the float can be either sinking or all the way, if the density of the controlled fluid is greater than the specific gravity of the float. Depending on the density of the measured medium, the float can be drawn into the inductive coil as from below, from above. In this case, the initial ;; the moment (before the source was turned on), the float is suspended in a suspended state, supported by a shank from the top or bottom of the coil, depending on the density of the medium being measured. When the power source is turned on, the float is retracted to a position corresponding to a certain density, and a normalized signal appears at the output of the device, correlated to this density. When the current in the circuit disappears, the float is again fixed on the inductance coil. There can be two tails located at opposite ends of the float, which makes it possible to measure the entire density range with one densitometer. The maximum size of the coil inductance is limited in height so that inside it there is no uniform magnetic field, then due to the fact that it is maximum along the vertical axis of the coil, the float occupies a stable vertical position. The minimum size of the coil should be chosen so that the float does not shake through the medium. The diameter of the hole in the coil is chosen so that the float and any solid particles that are in the measured medium freely pass through it, but the shank attached to the float does not pass through. Since the inductive coil and the float are in the flow of the measured medium and are completely immersed in it, this medium also provides heat removal from them, while washing it, it cleans them. Since the float is not mechanically coupled to the inductive coil, the solid particles from the flow do not get stuck between them, but push the float aside and pass, after which the float returns to its original position. These vibrations are damped by an electronic circuit. A resistant non-magnetic dielectric covering the float and the inductor protects them from abrasion by abrasive media and short circuits in the coil. The presence of a normalizing converter in the system allows a standard signal, for example, 0-5 mA, to be generated at the output of the densitometer, which makes it possible to use a density meter in any control and monitoring systems. .. Calibration of the densitometer is carried out by immersing an inductive coil with a float in an environment with a known density and adjusting the output current of the normalizing converter with the help of adjusting the beginning and end of the measured range. A densitometer model is tested for continuous measurement of pulp density of apatite concentrate, which ranges from 1.3-1.8 g / cm. A solid block of electrical steel with a density of l / 8 g / cm is used as a float. Calibration is carried out using sulfuric acid solutions with a known density. An alternating current from the source of voltage of 220 V, 50 Hz is passed through the inductive coil. As a secondary device using a standard recording device with a unified input of 0-5 mA. The tests showed high accuracy of measurements and reliability in operation. The density meter does not clog with pulp and chips and does not disrupt flow. Install the densitometer on the discharge classifier ball mill. The combination of the functions of the sensor position of the float and the holding device allows to simplify the design of the raft number, which leads to V increasing its operational reliability.

Claims (1)

ПЛОТНОМЕР, содержащий сосуд для исследуемой среды и опущенный в него магнитный поплавок, датчик положения поплавка, устройство удержания поплавка и преобразователь сигнала, отличающийс я тем, что, с целью упрощения плотномера и расширения диапазона измеряемых плотностей, датчик положения поплавка и устройство удержания поплавка совмещены и выполнены в виде катушки индуктивности, подключенной к источнику переменного напряжения и преобразователю сигнала, а поплавок по крайней мере с одной стороны снабжен хвостовиком для его фиксации на катушке.A DENSITY METER containing a vessel for the test medium and a magnetic float lowered into it, a float position sensor, a float holding device and a signal transducer, characterized in that, in order to simplify the densitometer and expand the range of measured densities, the float position sensor and the float holding device are combined and made in the form of an inductor connected to an AC voltage source and a signal converter, and the float is equipped with a shank on at least one side for fixing it to reel. в >in> .1116358.1116358
SU833549002A 1983-02-04 1983-02-04 Densimeter SU1116358A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833549002A SU1116358A1 (en) 1983-02-04 1983-02-04 Densimeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833549002A SU1116358A1 (en) 1983-02-04 1983-02-04 Densimeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1116358A1 true SU1116358A1 (en) 1984-09-30

Family

ID=21048464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833549002A SU1116358A1 (en) 1983-02-04 1983-02-04 Densimeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1116358A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503946C2 (en) * 2010-09-06 2014-01-10 Андрей Владимирович Солдатов Method to measure density and sensor of density measurement (versions) with sensitive element (versions) and control unit (versions)
RU2652647C2 (en) * 2016-08-17 2018-04-28 Татьяна Владимировна Свиридова Device for measuring density of liquid medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство № 630557, кл. G 01 N 9/12, 1977. 2. Авторское свидетельство СС № 748185, кл. С 01 N 9/22, 1977 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503946C2 (en) * 2010-09-06 2014-01-10 Андрей Владимирович Солдатов Method to measure density and sensor of density measurement (versions) with sensitive element (versions) and control unit (versions)
RU2652647C2 (en) * 2016-08-17 2018-04-28 Татьяна Владимировна Свиридова Device for measuring density of liquid medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0063405B1 (en) Fluid flow rate measuring apparatus
SU1116358A1 (en) Densimeter
US3948100A (en) Probe for measuring the level of a liquid
US2992561A (en) Force measuring instrument
RU2493551C2 (en) Device to identify density of fluid media
RU2778032C1 (en) Paramagnetic sensor
US3385114A (en) Device for continuous liquid specific gravity measuring
SU1656332A1 (en) Method of metering levels of several fluids and device thereof
SU1193567A1 (en) Superposed electromagnetic converter
SU389439A1 (en) LIQUID MEDIUM DENSITY
RU2050527C1 (en) Level gage
SU818957A1 (en) Device for remote controle of setting ship onto dock keel-blocks
SU555822A1 (en) Probe for magnetic iron ore sampling
CN111812566A (en) System and method for measuring magnetic properties of liquid material
SU558234A1 (en) Magnetic induction sensor
SU711451A2 (en) Device for determining dipole moments
RU5648U1 (en) DENSITY SENSOR FOR LIQUID MEDIA
SU1624266A1 (en) Level indicator
SU1038912A1 (en) Probe for measuring magnetic susceptibility
PL146472B1 (en) Circuit for determining quality factor of resonant circuits associated with automatic train retarding systems
RU2008691C1 (en) Device for instantaneous magnitude determining of wide-spaced magnetic field
SU1194493A1 (en) Apparatus for measuring the slime content in magnetite suspension
SU1154532A1 (en) Rotameter with float suspended in magnetic field
SU174827A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION OF THE CONTENT OF A FERROMAGNETIC MATERIAL IN SUSPENSIONS
SU1755033A1 (en) Device for movement measuring