SU379855A1 - КОНЦЕНТРАТОМЕРвсЕооюгндр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области испытани  физико-химических характеристик жидкостей и может быть использовано дл  измерени  концентраций жидкостей, например кислот, имеющих нелинейную зависимость между концентрацией, плотностью и температурой .

Известны приборы, измер ющие плотность жидкости с компенсацией по температуре, щкалы которых градируют в процентах концентрации .

Известный пьезометрический плотномер содержит цилиндрический сосуд, через который протекает контролируема  жидкость, пьезометрическую трубку, узел термокомпенсации, св занный с рычажной системой, измен ющей глубину погружени  сопла пьезометрической трубки на величину, пропорциональную изменению температуры, вторичный прибор и систему подготовки воздуха.

В известном плотномере не учитываетс  поправка на температурную компенсацию, обусловленную изменением концентрации кислоты, что приводит к увеличению приборной погрешности в средних зонах измер емого диапазона плотности, необходимости сужени  диапазона измерени , а также к невозможности его применени  дл  измерени  в широком диапазоне концентраций жидкостей , например кислот, имеющих нелинейную зависимость между концентрацией, плотностью и температурой.

Предлагаемый концентратомер позвол ет повысить точность измерений благодар  введению в его рычажную систему подвижной опоры, перемещающейс  пропорционально выходному сигналу концентрации контролируемого раствора, и осуществить нелинейную коррекцию глубины погружени  пьезометрической трубки в соответствии с формулой

(1)

DP

Л

где L - исходное посто нное плечо

рычажной системы, жж;

15ДА - коррекци погружени 

пьезометрической трубки , мм,; Д/ - температурный градиент,

°С;

20Р - выходное давление манометра (0,2-1,0 /сгс/сж); N, М, F, D и Е-коэффициенты рассчитываемые дл  каждой испытуемой жидкости и прин тых

25пределов изменени  температуры и концентрации.

Значени  коэффициентов дл  различных растворов кислот в часто встречающихс  на 30 практике пределах изменени  концентрации и температуры кислоты приведены в таблице 1.

Таблица 1

Уравнение (1) получено путем исследовани  зависимостей плотности от концентрации и температуры дл  многих растворов кислот.

Установлено, что при изменении концентрации кислоты на 15-20% с относительной погрешностью до 1,0% эти зависимости описываютс  уравнением вида

р а + 6-Ср-(/ + /пСрХр,(2) Исход  из услови  равенства нулю прира-Ю щени  произведени  высоты погружени  пьезометрической трубки на плотность, что cojOTBeTCTByeT посто нству сигнала концентрации независимо от температуры, после р да

где р - плотность раствора, tp - температура раствора, С; Ср-концентраци  раствора, вес. %.

Значени  коэффициентов а, Ь, I vi т дл  серной, сол ной, фосфорной и азотной кислот дл  различных интервалов варьировани  концентрации и температуры сведены в таблицу 2.

Таблица 2 k + p(c, .макс - мин М .O,6LV , о//- макс MnnN , мин „ Y 5 jJ L 8 J преобразований уравнение (2) можно привести к виду, удобному дл  определени  глубины погружени  пьезометрической трубки в зависимости от концентрации, плотности и температуры: jj +

где k h-l; p h-m;

r-a-/(); S ft-m();

A .1 макс - мин .

,

С - концентраци  кислоты.

Плотность растворов кислот в уравнение (3) входит косвенно через коэффициенты и переменные.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема концентратомера; на фиг. 2 - кинематическа  схема рычажной системы с обозначением плеч в соответствии с уравнени ми (1) и (3).

Концентратомер состоит из цилиндрического сосуда 1, через который протекает контролируема  жидкость; погружной пьезометрической трубки 2; узла 3 термокомпенсации , св занного с рычажной системой, содержащей двухплечий рычаг 4, шарнирно соединенный с пьезометрической трубкой 2, и рычаг 5 с подвижной опорой 6; вторичного прибора 7; манометра 8 и системы 9 подготовки воздуха (типа БПВШ-1).

Рычаги 4 и 5 соединены между собой посредством звена 10. Подвижна  опора 6 штоком 11 св зана с сильфонным пневмоприводом 12, воспринимающим выходное давление , контролируемое манометром 8, и отрабатывающим положение подвижной опоры 6, пропорциональное выходному давлению в диапазоне 0,2-1,0 кг/см. Подача воздуха в пьезометрическую трубку 2 осуществл етс  по гибкому резиновому шлангу 13.

Цилиндрический сосуд / в верхней части снабжен сливной коробкой 14, крышка 15 которой служит платой дл  размещени  опор рычагов, пневмопривода и направл ющих.

Концентратомер работает следующим образом .

При посто нстве концентрации контролируемой жидкости и ее температуры положение подвижной опоры 6 и рычагов 4, 5 остаетс  неизменным; при этом выходное давление , регистрируемое манометром 8 и вторичным прибором 7, пропорционально концентрации жидкости. С изменением только концентрации (при Const) мен етс  плотность жидкости, что сказываетс  на величине выходного давлени . Поскольку выходное давление одновременно действует и на сильфон 12, шток // которого св зан с подвижной опорой 6, то при этом последн   перемещаетс  на величину, пропорциональную величине изменившегос  давлени . Это перемещение измен ет значение составл ющей D в уравнении (3), т. е. плеча D кинематической схемы (фиг. 2), а следовательно, и соотношение плеч рычажной системы. Изменение погружени  пьезометрической трубки 2 при этом соответствует

необходимой поправке, обусловленной изменением концентрации кислоты.

При изменении температуры жидкости, протекающей через прибор, происходит расширение (или сжатие) баллона термокомпенсатора , св занного с рычагом 5. При этом поворот рычага 5 вокруг опоры 6 приводит к подъему (или опусканию) пьезометрической трубки 2 на величину, пропорциональную изменению температуры жидкости, т. е. в показани  концентратомера вноситс  температурна  компенсаци . Одновременно перемещаетс  подвижна  опора 6, что, в свою очередь, компенсирует нелинейность св зи концентраци  - плотность. В том случае, когда происходит одновременное изменение концентрации и температуры жидкости, прибор отрабатывает сигнал, пропорциональный измер емой концентрации с поправкой на плотность и температуру.

П;редмет изобретеии 

Концентратомер, содержащий сосуд с анализируемой жидкостью, .пьезометрическую

трубку, соединенную с помощью гибкой трубки с системой подачи воздуха, манометр и узел термокомпенсации, св занный посредством рычажной системы с пьезометрической трубкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , рычажна  система снабжена подвижной опорой, соединенной через шток с сильфонеым пневмоприводом , воспринимающим выходное давление пьезометрической трубки.

6С f

-V

Воздук

N

-A-

/7//w7

tт

/