SU1300332A1 - Плотномер жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению плотности жидкостей в химической промышленности. Цель изобретени  - повьшение точности измерени . Плотномер содержит проточную емкость посто нного уровн  и поплавок, соединенный в верхней и нижней части с сильфонами. При изменении плотности жидкости поплавок перемещаетс  вверх или вниз, измен   объем полостей сильфонов. Полость верхнего сильфо- на соединена с входом блока сравнени , через перекидные пневмоконтак- ты - с атмосферой и пневмоемкостью, а через повторитель - с полостью нижнего сильфона. Пневмоемкость через управл емый пневмоконтакт зар жаетс  до определенного давлени  воздухом , а затем полость верхнего сильфона заполн етс  воздухом, поступающим из пневмоемкости. При достижении в полости верхнего сильфона заданного давлени  срабатьшает блок сравнени , а импульсатор вьщает импульс давлени . При этом на элементе пам ти запоминаетс  и поступает на выход плотномера величина давлени , которое осталось к этому момен- ту в пневмоемкости. Эта величина пропорциональна величине измер емой плотности и измен етс  в стандартном диапазоне пневматических сигналов. ил. S (Л 00 о о со 00 ю

Description

1

Изобретение относитс  к приборостроению и может найти применение в химической и других отрасл х промьпи ленности дл  измерени  плотности жиких сред.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

На чертеже изображен плотномер жидкости.

Плотномер жидкости содержит проточную емкость 1 посто нного уровн  с подвод п;им 2 и отвод щим 3 патрубками . В емкости 1 размещен поплавок 4, соединенный в верхней и нижней части с сильфонами 5 и 6, торцы которых жестко закреплены. Ограниченна  дном полость сильфона 5 соединена с положительным входом элемента 7 сравнени , входом повторител  8, через нормально разомкнутый пневмоконтакт 9 с атмосферой и че рез нормально з.амкнутый пневмоконтакт 10 и дроссель 11 с пневмоем- костью 12. Пневмоемкость 12 соединена с входом элемента 13 пам ти, выполненного например, в виде линии задержки на такт, и через нормально разомкнутый пневмоконтакт 14 с линией начального давлени  Р„ . Отрицательный вход элемента 7 сравнени  соединен с линией задающего давлени

Р,д , а его выход - с первым входом элемента ИЛИ; 15. Второй вход элемента ИЛИ 15 через пневмокнопку 16 подключен к линии питани , а его выход соединен с входом импульсато- ра, выполненного в виде пневмореле 17 и дроссел  18. Выход импульсатора соединен с управл ющими входами пнев моконтактов 9,10 и 14 и элемента 13 пам ти. Выход повторител  8 соединен с полостью сильфона 6. Управл емые пневмоконтакты 9,10 и 14 могут быть выполнены в виде пневмореле.

Плотномер жидкости работает следующим образом.

Измер ема  жидкость через патрубок 2 поступает в емкость 1 посто нного уровн  и вытекает через патрубок 3. Выталкивающа  , определ ема  плотностью измер емой жидкости и воздействующа  на поплавок 4, пе- ремеп;ает поплавок и уравновешиваетс  весом поплавка и силой раст жени  и сжати  скльфонов 5 и 6. При увеличении плотности измер емой жидкоети выталкивающа  сила увеличиваетс , поплавок 4 перемещаетс  на опреде

5

5

ленную величину вверх, сжима  силь- фон 5 и раст гива  сильфон 6. При этом, соответственно, уменьшаетс  объем полости сильфона 5, ограниченный его дном, При уменьшении плотности измер емой жидкости поплавок 4 перемещаетс  вниз, а объем полости сильфона 5 увеличиваетс . При кратковременном нажатии пневмокнопки 16 срабатьшает импульсатор и вьщает импульс давлени  Р 1, длительность которого определ етс  настройкой д россел  18. При этом замыкаютс  пневмоконтакты 9 и 14, размыкаетс  пневмоконтакт 10, вследствие чего Пневмоемкость 12 заполн етс  до начального давлени  Рц , а полость

сильфона 5 соедин етс  с атмосферой. После изменени  сигнала импульсатора на противоположный (Р размыкаютс  пневмоконтакты 9 и 14, замыкаетс  пневмоконтакт 10 и полость сильфона 5 начинает заполн тьс  воздухом из пневмоемкости 12 через дроссель П и пневмоконтакт 10. При этом в каждый момент времени повторитель 8 поддерживает в полости сильфона 6 давление, величина которого равна давлению в полости сильфона 5, вследствие чего воздействие на поплавок 4 со стороны сильфона 5 компенсируетс . При достижении в полости сильфо0

на 5 давлени , равного заданному Р, срабатывает элемент 7 сравнени .

ЗЛ

.35 его выходной сигнал Р 1 поступает через элемент ИЛИ 15 на вход импульсатора , который вьщает импульс даэ

0

5

0

5

лени  Р(, 1, и величина давлени , которое осталось к этому моменту в пневмоемкости 12, запоминаетс  на элементе 13 пам ти. Величина давлени , котора  запоминаетс  на элементе 13 пам ти, пропорциональна измер емому значению плотности жидкости и равна

величине выходного сигнала Р. ,.0двых

новременно замыкаютс  пневмоконтакты 9 и 14, размыкаетс  пневмоконтакт 10, Пневмоемкость 12 заполн етс  до начального давлени  Р, полость силь фона 5 опорожн етс  через пневмоконтакт 10, выходной сигнал элемента сравнени  7 Р становитс  равным О, и после сн ти  импульса импульсатора , т.е. при Ру О, начинаетс  сле- д-утощий цикл измерени .

Объем полости сильфона 5 V, с учетом того, что при увеличении плотности измер емой жидкости поплавок

1300332

может быть оп

ч н пр

v, X- к,(р-ро).

(1)

Р° Р

где V - объем полости сильфона 5 о

при минимальном значении измер емой плотности, т.е. при крайнем нижнем положении поплавка 4; минимальное значение измер емой плотности; измер емое значение плотности;

коэффициент пропорциональности , определ емый объемом поплавка, диаметром и жесткостью сильфонов. Величина давлени  Р, в пневмоем- кости 12 в конце цикла измерени , т.е. после заполнени  полости сильфона 5 до давлени  , запоминаема  на элементе 13 пам ти и равК . на  величине выходного сигнала Р.

может быть определена по уравнению.

35

РНРЗАPJA . V+ 52А. к (п-п ) 2)

v« V v«

где Р - начальное давление. До которого заполн етс  пневмоемкость 12;

заданное давление, до которого заполн етс  полость сильфона 5;

V,2 - объем пневмоемкости 12. Устанавливаем величину начального давлени  Р, до которого заполн етс  пневмоемкость 12, в соответствии с уравнением

р 4 V + Р « V,2 °

(3)

Плотномер жидкости, содержащий проточную емкость посто нного уровн размещенный в проточной емкости nOii лавок, соединенный в верхней и нижней части с сильфонами, торцы которых жестко закреплены, отличаю щийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, он дополнительно содержит пневмоемкость, элемент сравнени , импульсатор, эле мент пам ти, повторитель, управл емые пневмоконтакты, дроссель, эле- 35 мент ИЛИ и пневмокнопку, причем пневмоемкость через нормально ра- зомкнутьй пневмоконтакт подключена к линии начального давлени  и соединена с входом элемента пам ти, а через дроссель и нормально замкнутый пневмоконтакт с положительным входом элемента сравнени  и с полостью верх него сильфона, соединенной с полость нижнего сильфона через повторитель,

где PQ 0,2 кгс/С1 - начальный уро- 45 а через нормально разомкнутый пнев- вень отсчета (минимальное значение выходного сигнала).

После подстановки (3) в (2) имеем следующее выражение статистической характеристики устройства:

моконтакт с атмосферой, при этом отрицательный вход элемента сравнени  подключен к линии задающего давлени  а его выход соединен с первым входом 50 - элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через пневмокнопку с линией питани , а выход - с входом импульсатора, выход которого соединен с управл ющими входами пневмоконтактов и элемента пам ти, выход которого подключен к выходному каналу устройства.

Р Р «

,(р-р.)-ьР,

К(р-рс) + р,

о ;

(4)

К,Р.

где К - коэффициент пропорциональности .

Как БН1дно из уравнени  4) , величина выходного сигнала пропорциональна величине измер емой плотности р , причем соответствующий выбор величин РН .. К,

позвол ет получить изме

нение выходного сигнала „ в стан/ОЫХл

дартном диапазоне (0,2-1,0 кгс/см ) при изменении плотности в заданном /диапазоне (р - рмакс)

Таким образом, применение предлагаемого устройства обусловливает более высокую точность определени  плотно.сти по сравнению с известньп, в котором изменение уровн  эталонной жидкости вследствие испарени  и уноса ее пузырьками барботирук цего воздуха приводит к нарастающей во времени погрешности.

Claims (1)

1. Формула изо

   р е т е н и  

   0

   Плотномер жидкости, содержащий проточную емкость посто нного уровн , размещенный в проточной емкости nOii- лавок, соединенный в верхней и нижней части с сильфонами, торцы которых жестко закреплены, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, он дополнительно содержит пневмоемкость, элемент сравнени , импульсатор, элемент пам ти, повторитель, управл емые пневмоконтакты, дроссель, эле- 5 мент ИЛИ и пневмокнопку, причем пневмоемкость через нормально ра- зомкнутьй пневмоконтакт подключена к линии начального давлени  и соединена с входом элемента пам ти, а через дроссель и нормально замкнутый пневмоконтакт с положительным входом элемента сравнени  и с полостью верхнего сильфона, соединенной с полостью нижнего сильфона через повторитель,

   0

   а через нормально разомкнутый пнев-

   моконтакт с атмосферой, при этом отрицательный вход элемента сравнени  подключен к линии задающего давлени , а его выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через пневмокнопку с линией питани , а выход - с входом импульсатора, выход которого соединен с управл ющими входами пневмоконтактов и элемента пам ти, выход которого подключен к выходному каналу устройства.

   IS S J8

   Рел/х