SU1354064A1 - Method of measuring density of liquid - Google Patents
Method of measuring density of liquid Download PDFInfo
- Publication number
- SU1354064A1 SU1354064A1 SU853949925A SU3949925A SU1354064A1 SU 1354064 A1 SU1354064 A1 SU 1354064A1 SU 853949925 A SU853949925 A SU 853949925A SU 3949925 A SU3949925 A SU 3949925A SU 1354064 A1 SU1354064 A1 SU 1354064A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- measuring
- tube
- density
- main
- measuring tubes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относитс -к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дл измерени плотности жидкости, и может быть использовано в различных отрасл х промышленности . Целью изобретени вл етс повьшение быстродействи путем уменьшени количества тактов измерени и повышение точности за счет ис- сличени погрешности, св занной с нелинейностью статических характеристик дифманометра. В первом такте измерени сжатый воздух барботируют через вторую основную и дополнительную измерительные трубки и измер ют разность давлений, а во втором- через основные измерительные трубки и компенсатор балластного давлени при одновременном перемещении пьезометрической трубки до величины разнос- . ти давлений, равной первоначально измеренной, а плотность определ ют из выражени р , гдер и рц - соответственно плотности исследуемой и эталонной жидкостей; Н - глубина погружени .пьезометрической трубки; h - разность глубин погружени первой основной и дополнительной измерительных трубок. Измерительные трубки погружены в исследуемую жидкость , при этом глубины погружени дополнительной измерительной трубки меньше глубины погружени первой основной измерительной трубки, но больше глубины погружени второй основной измерительной трубки. 1 ил. § (D со сл 4 О 05 The invention relates to instrumentation technology, namely, devices for measuring the density of a liquid, and can be used in various industries. The aim of the invention is to increase the speed by reducing the number of measurement cycles and improving the accuracy by comparing the error associated with the nonlinearity of the static characteristics of the differential pressure gauge. In the first measurement cycle, compressed air is bubbled through the second main and additional measuring tubes and the pressure difference is measured, and in the second, through the main measuring tubes and the ballast pressure compensator while simultaneously moving the piezometric tube to the value of the difference. these pressures are equal to the originally measured, and the density is determined from the expression p, hr, and rc, respectively, the density of the test and reference liquids; H - immersion depth tube; h is the difference between the depths of the first primary and secondary measuring tubes. The measuring tubes are immersed in the test liquid, while the depth of the additional measuring tube is less than the depth of the first main measuring tube, but greater than the depth of the second main measuring tube. 1 il. § (D since sl 4 O 05
Description
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике 5 а именно к устройствам дл измерени плотности жидкостей, и может быть использовано в различных отрасл х промышленности. Цель изобретени - повьшение быстродействи путем уменьшени количества тактов измерени и повьЕпение точности измерени за счет исключени погрешности, св занной с нелинейностью статической характеристики дифманометра.The invention relates to instrumentation 5, namely, devices for measuring the density of liquids, and can be used in various industries. The purpose of the invention is to increase the speed by reducing the number of measurement cycles and increasing the measurement accuracy by eliminating the error associated with the nonlinearity of the static characteristic of the differential pressure gauge.
На чертеже изображен компенсационный пневмометрический плотномер, реализ-ующий предлагаемый способ.The drawing shows a compensation pneumometric densitometer, realizing the proposed method.
Плотномер содержит систему 1 питани воздухом, питающую плюсовую 2 и минусовую 3 независимые пневмоли- нии, между которыми включен дифмано- метр 4. Плюсова лини 2 через пнев- моклапан 5 питает первую основную измерительную трубку 6, погруженную в контролируемзто жидкость на глубину Н ,, а через пневмоклапан 7 - дополнительную измерительную трубку 8, погруженную на глубину (H|-h), где h - разность глубин погружени первой основной и дополнительной измерительных трубок.The densitometer contains air supply system 1, supplying positive 2 and minus 3 independent pneumatic lines, between which differential meter 4 is connected. Plus line 2 through pneumatic valve 5 feeds the first main measuring tube 6 immersed in controlled liquid to a depth H, and through the pneumatic valve 7 - an additional measuring tube 8, immersed to a depth (H | -h), where h is the difference between the depths of the immersion of the first main and additional measuring tubes.
Минусова лини 3 через пневмо- клапан 9 питает втор ую измерительную трубку 10, погруженную в жидкост на глубину .-Ь а через пнев- моклапан 11 - компенсатор 12 балластного давлени с подвижной пьезометрической трубкой 13 и последовательно включенной измерительной трубкой 10. Пьезометрическа трубка 13 кинематически св зана с приводом 14, перемещающим ее вдоль вертикальной оси. Выход дифманометра 4 соединен с первым входом привода 14 и через ключ 15 - с входом блока 16 пам ти, выход которого соединен с вторым входом привода 14, а управл юрщй вход ключа 15 и третий вход привода 14 соединены с первым (пр мым) выходом счетного триггера 17, также соединенного с входами управлени пневмо- клапанов 7 и 9. Второй (инверсный) выход триггера 17 соединен с входам управлени пневмоклапанов 5 и 11, а вход - с выходом генератора 18.Minus line 3 via pneumatic valve 9 feeds the second measuring tube 10 immersed in the liquid to a depth. Through pneumatic valve 11, the ballast pressure compensator 12 with a movable piezometric tube 13 and a series-connected measuring tube 10. The piezometric tube 13 is kinematically associated with the actuator 14, moving it along the vertical axis. The output of the differential pressure gauge 4 is connected to the first input of the drive 14 and through the key 15 to the input of the memory block 16, the output of which is connected to the second input of the drive 14, and the control input of the key 15 and the third input of the drive 14 are connected to the first (direct) output of the counting the trigger 17, also connected to the control inputs of the pneumatic valves 7 and 9. The second (inverse) output of the trigger 17 is connected to the control inputs of the pneumatic valves 5 and 11, and the input to the output of the generator 18.
Плотномер работает следующим образом .Densitometer works as follows.
Цикл измерени состоит из двух тактов. Генератор 18 задает длительность измерени , В первом такте тригер 17 находитс в состо нии 1.The measurement cycle consists of two cycles. The generator 18 sets the measurement duration. In the first cycle, the trigger 17 is in the state 1.
Его первый (пр мой) выход открывает пневмоклапаны 9 и 7, отпирает ключ 15 и запрещает приводу 14 отрабатывать сигнал рассогласовани . Второй (инверсный) выход триггера 17 закрывает пневмоклапаны 5 и 11. Таким образом , в первом такте измерени работают трубки 10 и В. На плюсовой камере дифманометра 4 в этом такте давление равноIts first (direct) output opens the pneumatic valves 9 and 7, unlocks the key 15 and prohibits the actuator 14 to work on the error signal. The second (inverse) output of the trigger 17 closes the pneumatic valves 5 and 11. Thus, tubes 10 and B are working in the first measurement cycle. On the positive chamber of the differential pressure gauge 4, in this cycle the pressure is
(H;-h)-fP,,+P5,-Hp,, где р(H; -h) -fP ,, + P5, -Hp ,, where p
5five
g - Р g - P
00
Р R
5five
00
5five
плотность контролируемой жидкости;controlled fluid density;
ускорение свободного падени ; потери давлени на участке пневмолинии 2 от места под- . ключени дифманометра до среза барботажной трубки, обусловленные трением воздуха о стенки пневмолинии; избыточное давление воздуха, обусловленное силами поверхностного нат жени , необходимое дл отрыва пузырька воздуха от нижнего конца трубки;acceleration of free fall; pressure loss at the pneumatic line 2 from the place under-. switch the differential pressure gauge to the cut off of the bubbling tube caused by air friction against the walls of the pneumatic line; excess air pressure due to surface tension forces necessary to lift the air bubble from the lower end of the tube;
давление, обусловленное скоростным напором жидкости, .измен ющее услови отрыва пузырька воздуха ут нижнего конца барботажной трубки. Аналогично, на минусовую камеру дифманометра 4 в первом такте действует . давлениеthe pressure due to the velocity of the fluid, which changes the conditions for the separation of the air bubble at the lower end of the bubble tube. Similarly, the negative chamber of the differential pressure gauge 4 in the first cycle is valid. pressure
PV, p; pgH2+p ,+ps/Pv2.PV, p; pgH2 + p, + ps / Pv2.
Обычно Р,,Р,Р5,Р5Usually Р ,, Р, Р5, Р5
4040
4545
как скорость воздуха и расход в пневмолини х различен.both air velocity and flow rate are different in pnevmolini.
Пусть статическа характеристика дифманометра 4 нелинейна и имеет видLet the static characteristic of the differential pressure gauge 4 be non-linear and look like
,+а,()+а.() +...+, + a, () + a. () + ... +
(,(,
где у - выходной сигнал дифманомет- ра (например, ток, напр жение , частота и пр.);where y is the output signal of the differential pressure gauge (for example, current, voltage, frequency, etc.);
ад,...,а - козффициенты модели статической характеристики дифманометра .hell, ..., and - the coefficient of the model of the static characteristic of the differential pressure gauge.
. Эти козффициенты могут медленно измен тьс во времени, так как при старении дифманометра происход т сдвиг и деформаци его статической характеристики, особенно дл простых приборов низкого класса точности. Следовательно, на выходе дифманометpa в первом такте измерени имеетс сигнал, который записываетс в блок 16 пам ти.. These coefficients may slowly vary with time, since the aging of the differential pressure gauge will shift and deform its static characteristic, especially for simple instruments of low accuracy class. Consequently, at the output of the differential pressure gauge in the first measurement cycle, there is a signal that is recorded in memory block 16.
у,а„+а,(реН+лР)+а(реН+бР)+...+ 4-a„(pgH+йP)(1)y, a „+ a, (peH + lR) + a (peH + bR) + ... + 4-a„ (pgH + hP) (1)
где ,-h-H7,where, -h-H7,
,,-P,,-HPg-,+,,-,,.,, - P ,, - HPg -, + ,, - ,,.
Во вторам такте триггер 17 находитс в состо нии логического О. Его первый выход закрывает пенвмо- клапаны 9 и 7, запирает ключ 15 и . разрешает приводу 14 отрабатывать сигнал рассогласовани . Второй выход триггера 17 открывает пневмоклапаны 5 и 11. Следовательно, в зтом такте измерени работают трубки 6 и 10 и компенсатор 12 балластного давлени .In the second cycle, the trigger 17 is in the state of logical O. Its first output closes the foam valves 9 and 7, locks the key 15 and. permits the actuator 14 to process the error signal. The second output of the trigger 17 opens the pneumatic valves 5 and 11. Therefore, tubes 6 and 10 and the ballast pressure compensator 12 operate in this measurement step.
В процессе компенсации привод 14 -перемещает подвижную пьезометрическую трубку 13 до тех пор, пока сигналы на его первом и второй входах не уравн ютс .During the compensation process, the actuator 14 displaces the moving piezometric tube 13 until the signals at its first and second inputs are equalized.
Значение К, пропорциональное измер емой плотности р, снимаетс сThe value of K, proportional to the measured density p, is removed from
Пусть положение равновеси соответ-2 выхода привода 14, например как уголLet the equilibrium position correspond-2 of the output of the drive 14, for example, as the angle
ствует глубине погружени пьезометрической трубки 13, равной Н, тогда в положении равновеси на плюсовой камере дифманометра 4 давление равноthe depth of the piezometric tube 13 is equal to H, then in the equilibrium position on the positive chamber of the differential pressure gauge 4 the pressure is
,+n,+Ps.+Pv, а на минусовой, + n, + Ps. + Pv, and on minus
,+P,H.,,, + P, H. ,,
где р. - плотность эталонной жидкости в компенсаторе 12. На выходе дифманометра 4 во втором такте имеютwhere r. - the density of the reference fluid in the compensator 12. At the output of the differential pressure gauge 4 in the second cycle have
,rpg{H,-Hj)+uP-p gH,l+...+ )g{H,-H,,)+bP-p,gHK, (2), rpg {H, -Hj) + uP-p gH, l + ... +) g {H, -H ,,) + bP-p, gHK, (2)
так как при полной компенсации у у , приравнива выражени (О и (2), получают условиеsince with full compensation y, equalizing the expression (O and (2), the condition
ii
pg(H,-H,j-h)(H,-H)+uP-p,gHK. Отсюдаpg (H, -H, j-h) (H, -H) + uP-p, gHK. From here
30thirty
3535
4040
4545
поворота вала исполнительного двигател или число импульсов при использовании в приводе шагового двигател .rotation of the shaft of the executive engine or the number of pulses when used in the drive stepper motor.
Динамический диапазон измерени плотностей определ етс пределом, изменени глубины Н, погружени пьезометрической трубки 13, а предел измерени - величинами Нц, рц и h.The dynamic range of the density measurements is determined by the limit, the change in the depth H, the immersion of the piezometric tube 13, and the limit of measurement — by the values of Hz, pc, and h.
Плотномер, реализующий предлагаемый способ, позвол ет повысить точность измерени плотности жидкости на потоке при длительной эксплуатации в реальных производственных услови х без настройки и коррекции. В то же врем требовани по точности к первичному преобразователю (дифманометру) значительно снижаютс и возможно применение грубых и дешевых приборов.A densitometer that implements the proposed method makes it possible to increase the accuracy of measuring the density of a fluid on a stream during long-term operation in actual production conditions without adjustment and correction. At the same time, the accuracy requirements for the primary transducer (differential pressure gauge) are significantly reduced and coarse and cheap devices are possible.
В предлагаемом способе результат измерени не зависит от состо ни объекта измерени (температуры, избыточного давлени , уровн контролируемой жидкости, состо ни .пневмолинии , расхода и скорости воздуха в лини х), а также состо ни дифмано-In the proposed method, the measurement result does not depend on the state of the measurement object (temperature, overpressure, level of the controlled fluid, condition of the pneumatic line, flow rate and air velocity in the lines), as well as differential
HKHK
(3)(3)
Таким образом, глубина погружени компенсационной трубки 13 в эталонную жидкость пр мо пропорциональна плотности измер емой жидкости.Thus, the depth of the compensation tube 13 into the reference liquid is directly proportional to the density of the liquid to be measured.
Из вьфажени (З) видно, что значение плотности жидкости, полученной в результате двух тактов измерени и компенсации, не зависит от условий работы плотномера, параметровIt is seen from the discharge (3) that the density value of the liquid obtained as a result of two measurement and compensation cycles does not depend on the working conditions of the density meter, the parameters
5five
пневмолинии и режимов ее работы, а также параметров дифманометра и определ етс только посто нными величинами h, р и измеренным значением К|. В этом .случае погрешность измерени плотности определ етс только погрешностью измерени величины Kj, точностью задани и поддержани величин h, и точностью компенсации. Все это справедливо только в том случае, если за врем измерени и компенсации условие работы плотномера и параметры дифманометра не измен ютс , т.е. величины Р, РГ., РМ. , , а. , аа„ неизмене0pneumatic lines and its modes of operation, as well as the parameters of the differential pressure gauge and is determined only by constant values of h, p and the measured value of K |. In this case, the error in measuring the density is determined only by the error in measuring the value of Kj, the accuracy of setting and maintaining the values of h, and the accuracy of compensation. All this is true only if during the time of measurement and compensation the working condition of the density meter and the parameters of the differential pressure gauge do not change, i.e. values of P, RG., RM. , , but. , aa „unchanged0
А1 «A1 "
Si 1 vi -о т п ны на интервале измерени . Так как Si 1 vi is an opt in the measurement interval. Because
длительность тактов всегда можно подобрать много меньше,чем период времени , в течение которого эти параметры существенно измен ютс , это условие.в.большинстве практических случаев автоматически соблюдаетс .The duration of a clock can always be chosen much less than the period of time during which these parameters change substantially, this condition. In most practical cases, it is automatically met.
Значение К, пропорциональное измер емой плотности р, снимаетс сThe value of K, proportional to the measured density p, is removed from
выхода привода 14, например как угол drive output 14, such as angle
00
5five
00
5five
00
5five
поворота вала исполнительного двигател или число импульсов при использовании в приводе шагового двигател .rotation of the shaft of the executive engine or the number of pulses when used in the drive stepper motor.
Динамический диапазон измерени плотностей определ етс пределом, изменени глубины Н, погружени пьезометрической трубки 13, а предел измерени - величинами Нц, рц и h.The dynamic range of the density measurements is determined by the limit, the change in the depth H, the immersion of the piezometric tube 13, and the limit of measurement — by the values of Hz, pc, and h.
Плотномер, реализующий предлагаемый способ, позвол ет повысить точность измерени плотности жидкости на потоке при длительной эксплуатации в реальных производственных услови х без настройки и коррекции. В то же врем требовани по точности к первичному преобразователю (дифманометру) значительно снижаютс и возможно применение грубых и дешевых приборов.A densitometer that implements the proposed method makes it possible to increase the accuracy of measuring the density of a fluid on a stream during long-term operation in actual production conditions without adjustment and correction. At the same time, the accuracy requirements for the primary transducer (differential pressure gauge) are significantly reduced and coarse and cheap devices are possible.
В предлагаемом способе результат измерени не зависит от состо ни объекта измерени (температуры, избыточного давлени , уровн контролируемой жидкости, состо ни .пневмолинии , расхода и скорости воздуха в лини х), а также состо ни дифмано-In the proposed method, the measurement result does not depend on the state of the measurement object (temperature, overpressure, level of the controlled fluid, condition of the pneumatic line, flow rate and air velocity in the lines), as well as differential
метра (коэффициентов а,,а,а„meters (coefficients a, a, a „
его статической характеристики в текущий момент времени). Все эти параметры могут измен тьс во времени , однако за врем двух тактов измерени - компенсации они остаютс практически посто нными. Следователь 1its static characteristics at the current time). All of these parameters can vary over time, however, over the time of two measurement cycles — compensations, they remain almost constant. Investigator 1
но, дифманометр и плотномер в целом не требуют периодической настройки и коррекции, так как результат измерени не зависит от текущих па раметров дифманометра и плотномера.However, the differential pressure meter and the density meter as a whole do not require periodic adjustment and correction, since the measurement result does not depend on the current parameters of the differential pressure meter and density meter.
Применение предлагаемого способа, например, на буровой дл контрол плотности бурового раствора на входе и выходе и скважины позволит повысить эффективность процесса бурени за счет снижени затрат времени и средств на ликвидацию нефтегазово допро влений и аварийных выбросов из скважины, раннее обнаружение которых возможно только при повьппении точности измерени плотности.The application of the proposed method, for example, at the drilling site to control the density of the drilling fluid at the inlet and outlet, and the well will improve the efficiency of the drilling process by reducing the time and cost of eliminating oil and gas refineries and accidental emissions from the well, which can only be detected early density measurement.
Кроме того, повьппение точности измерени плотности бурового раствора на входе в скважину позволит использовать высокопроизводительный равно- весный режим бурени (по гидростатическому давлению на забой),In addition, increasing the accuracy of measuring the density of the drilling fluid at the inlet to the well will allow the use of a high-performance equilibrium drilling mode (for hydrostatic pressure at the bottomhole),
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853949925A SU1354064A1 (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Method of measuring density of liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853949925A SU1354064A1 (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Method of measuring density of liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1354064A1 true SU1354064A1 (en) | 1987-11-23 |
Family
ID=21196130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853949925A SU1354064A1 (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Method of measuring density of liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1354064A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2795903C1 (en) * | 2022-10-18 | 2023-05-15 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for controlling concentration of nitric acid |
| WO2024085783A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for monitoring nitric acid concentration |
-
1985
- 1985-09-04 SU SU853949925A patent/SU1354064A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Глыбин К.П. Автоматические плотномеры. - Киев: Техника, 1965, с. 81-84. Авторское свидетельство СССР № 1245942, кл. G 01 N 9/26,01.02.85. .(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2795903C1 (en) * | 2022-10-18 | 2023-05-15 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for controlling concentration of nitric acid |
| WO2024085783A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for monitoring nitric acid concentration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4152922A (en) | Apparatus and method for determining the characteristic of a flowmeter | |
| Taylor | Fluid friction between rotating cylinders II—distribution of velocity between concentric cylinders when outer one is rotating and inner one is at rest | |
| US5317895A (en) | Flowmeter proving apparatus | |
| KR850000833B1 (en) | Apparatus for cheeking the set pressure of a safety valve | |
| SU1354064A1 (en) | Method of measuring density of liquid | |
| Wangkui et al. | A gas flow standard apparatus | |
| SU1089420A2 (en) | Piezometric level indicator | |
| US3365932A (en) | Densitometer | |
| SU1434330A1 (en) | Method of measuring liquid density | |
| SU987399A1 (en) | Bell-type discrete dynnic plant for gas consumption precise production and measuring | |
| CN105890677B (en) | Small micro gas flow generator | |
| SU1276913A1 (en) | Device for checking and calibrating flow meters and liquid and gas counters | |
| SU1339398A1 (en) | Gas flow-rate meter | |
| SU1117484A1 (en) | Density meter | |
| SU1578586A1 (en) | Device for determining viscosity of yeast suspensions | |
| SU1203401A1 (en) | Pneumatic gas analyser | |
| SU1515158A1 (en) | Pneumatic device for measuring linear displacement | |
| SU1100537A2 (en) | Density meter | |
| SU1493876A1 (en) | Method of measuring level of liquid media | |
| RU1824534C (en) | Hydrodynamic densimeter for liquids | |
| SU1307258A1 (en) | Device for checking pressure | |
| SU1434263A1 (en) | Device for periodic measurement of liquid flow rate | |
| RU1795287C (en) | Method of measuring gas mass flow rate | |
| SU640157A1 (en) | Device for calibration of liquid-filled vertical speed meters | |
| SU1448242A1 (en) | Pneumatic density meter |