SU742762A1 - Камертонный плотномер дл жидких сред - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерени м плотности жидких сред и может использоватьс  в химической, нефтехимической , пищевой, фармацевтической и других отрасл х промышленности.

Известен вибрационный плотномер, содержащий чувствительный элемент в виде камертона и системы возбуждени  и съема -колебаний 1.

Недостаток плотномера в том, что на точность измерени  оказывает существенное вли ние наличие воздушных включений в потоке анализируемой жидкости . Кроме того, диапазон измерени  датчика ограничиваетс  заданным пределом измерени  частоты колебаний вибратора . Это объ сн етс  тем, что с увеличением плотности среды увеличиваетс  масса вибратора, а следовательHoi снижаетс  частота его колебаний, чти ведет к уменьшению добротности колебательной системы и снижению .точности измерени .

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  камертонный плотномер жидкости, который содержит датчик, выполненный в виде сдвоенного трубчатого камертона, концы которого через резиновые прокладки подключены к трубопроводу 2.

На плотность измерений такого плотномера сильно вли ют воздушные включени  в потоке, полностью исключить которые не возможно даже с применением , отборных устройств.

Недостатком указанного плотномера также  вл етс  ограниченный диапазон измерени  плотности, что объ сн етс  резким снижением частоты

10 собственных колебаний камертона при увеличений плотности среды, что значительно снижает точность измерений и добротность колебательной системы.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Это достигаетс  тем, что камертон укреп лен вертикально ножками в герметичном корпусе, выступакадие части ножек снабжены сильфоном, камертон и сильфоны заполнены двум  несмешивающимис  жидкост ми с границей раздела посередине камертонов, При этом днища сильфонов расположены в противоположные стороны.

25

На чертеже изображен камертонный плотномер жидкости.

Он содержит сдвоенный камертон 1, ;Герме ично закрепленный в корпусе 2, ножки 3 и 4 камертона имеют резиновые прокладки 5 и 6, на концах ножек, (Выступающих за корпус, герметично за креплены сильфоны 7 и 8. Полости сильфонов и ветвей камертонов заполнены несмешивакхцимис  жидкост ми 9 .и 10 с различными плотност ми и температурными коэффициентами, границей раздела жидкостей 11, наход щейс  в средней части ветвей камертона. Дл  возбуждени  колебаний предусмотрен электромагнитный возбудитель 12 и приемник 13 колебаний, а также усилитель 14, размещенный в герметич ном корпусе. Работа камертонного плотномера дл  жидких сред осуществл етс  следующим образом. Под действием разнос ти давлени  ДР - Р Р - Pg (1) Р V-.Hf (2) PS Г- «2 (3) где PY давление столба исследуемой жидкости на нижний сильфов Р„ - давление столба исследуемой жидкости на верхний сильфо Н, - высота столба жидкости до жесткого центра нижнего сильфона; Н - высота столба жидкости до жесткого центра верхнего сильфона; - удельный вес измер емой жидкости, жесткие центры сильфонов 7 и в (вза модействующие через жидкость) перемещаютс  на величину -о .VBCM-, где п - число гофр сильфона; РЭ-. - Эффективна  площадь сильфона; Е - модуль упругости материал сильфонов; h - толщина стенки гофр сильфонов; Ад - расчетный коэффициент. На эту же величину перемещаетс  граница раздела жидкостей 11 в ветв х камертона 1. В результате того, что заполн ющие камертон жидкости 10 и 9 имеют разные плотности/ и/ соответствен причемР Р измен етс  масса жидкости в ветв х камертона на величину ЛМгу 5-// -/2/ЛЯ , (5 где; S - суммарна  площадь внутренне го сечени  ветвей камертона При этом частота колебаний камер тона f, возбуждаемого с помощью воз будител  12 колебаний, усиленный сигнал, на который подаетс  через усилитель 14 от приемника 13, измен етс  согласно соотношени м ww де Е - модуль упругости материала камертона; 7 - момент инерции поперечного сечени  ветвей камертона относительно оси перпендикул рной плоскости колебаний ; М - масса единицы длинных стенок камертона; к.о масса жидкости в ветв х камертона при начальном положении границы жидкостей „ в камертоне и сильфонах; - длина ветвей камертона; к - посто нна , дл  первой частоты колебаний к1 4,73; .л - коэффициент жесткости заПЧГ делки и податливости ветвей камертона. Знак плюс в формуле (6) соответствует увеличению плотности измер емой жидкости, при этом частота колебаний f уменьшаетс , а знак минус соответствует уменьшению плотности измер емой жидкости, при этом частота колебаний f увеличиваетс . Как видно из зависимости (6), подбира  MCT- ; .p, получают частоту колебаний резонатора, соответствующую его максимальной чувствительности и при изменении плотности измер емой жидкости частота отклон етс  в ту или иную сторону от оптимальной, Нс1ход сь на плоском линейном участке экстремума функции чувствительности. Выбира  несмешивающие жидкости 9 с температурным коэффициентом : и жидкость 10 с температурным коэффициентом о , причем / , получают компенсацию температурных погрешностей следующим образом, при увеличении температуры на удельный вес измер емой жидкости У уменьшаетс  согласно соотношени  ,. , - где V - удельный вес при начальной температуре; О( - коэффициент температурного расширени  измер емой жидкости; t - температура жидкости. При этом частота колебаний резонатора уменьшаетс , однако за счет расширени  жидкостей 9 и 10, заполн ющих сильфоны 7 и 8 и камертон 11, перемещаетс  на величину N, вверх, масса резонатора растет на величину 4/ f //r4/:/ 1, () и тем самым компенсирует температурную погрешность в случае, если VL ДМ;,{, что достигаетс  соответствующим выбором величин d. В плотномере путем выбора плотностей/ заполн ющих жидкостей так, чтобы частота колебаний камертона находилась в диапазоне его максимальной чувствительности, расшир ют диапазон измерени  плотности.

Путем выбора жидкостей с различными коэффициентами температурного расширени  компенсируют температурную погрешность плотномера.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР №486247, кл. G 01 N 9/32, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР №396590, кл. G 01 N 3/32, 1970.