SU759910A1 - Устройство для определения плотности жидких сред 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования физических свойств жидкостей, в частности для определения концентрации щелока по плотности в целлюлозно-бумажной и химической промышленностях.

Известно автоматическое устройство для непрерывного определения газосодержания й плотности глинистого раствора, содержащее насос, датчики плотности, датчики давления и ' показывающие приборы, при этом один датчик плотности соединен со входным патрубком измерительной системы через элемент гидродинамического сопротивления, например, дроссель, другой — с выходным патрубком через такой же элемент, причем выхода датчиков давления совместно с выходами датчиков плотности связаны со входом решающего блока, выход которого подключен ко входу корректирующего блока, соединенного, в свою очередь с выходом одного из датчиков плотности и соответствующего ему датчика давления.

Недостатком его являются большие методические погрешности определения плотности газо2

содержащих жидкостей, обусловленные разной величиной расхода исследуемой среда через датчики плотности, что, в свою очередь, вызвано неравенством гидравлических сопротивлений дросселей в силу зависимости их величин от плотности протекаемой среды [1).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения плотности жидкостей, пульп и суспензий, содержащее камеру с переливом (емкость с постоянным уровнем слива), отборники давления, установленные на различных уровнях в проточной камере и связанные через импульсные трубки с дифманометром (дифференциальным преобразователем) и вторичный прибор, причем отборники давления выполнены в виде колец, в торцовых частях которых закреплены эластичные завяленные по сфере мембраны.

Недостатком его является низкая точность измерения истинной плотности жидких сред, содержащих газовую фазу, т.е. плотности жидкой фазы исследуемой среды, так как разность давлений, измеряемая дифманометром (дифпреобразователем), подключенным к отборникам

3 759910

давления, установленным на разных уровнях и регистрируемая вторичным прибором, пропорциональна средней плотности исследуемой среды, величина которой зависит не только от плотности жидкой фазы, но и от количества содержащегося в исследуемой среде газа [2].

'Целью изобретения является повышение точности определения плотности жидких сред, содержащих газовые включения. ' '

Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительной замкнутой проточной емкостью с объемом, равным объему проточной емкости, двумя отборниками Давления, установленными на разных уровнях замкнутой емкости, двумя преобразователями давления, стабилизатором давления в замкнутой емкости, регулируемым клапаном, установленным в линии подачи среды в замкнутую емкость и постоянным дросселем в линии подачи среды в проточную емкость, вычислительным устройством,¹ причем отборник давления проточной емкости установлен в дне емкости, при этом, отборник давления проточной емкости через преобразователь давления соединен с одним входом вычислительного устройства, второй вход которого соединен через дифманометр с отборниками давления замкнутой емкости и преобразователем давления, соединенным со стабилизатором давления, подключенным к регулируемому клапану.

На чертеже представлена схема предложен-, ного устройства. '

Устройство состоит из двух равных по объему и высоте проточных емкостей: 1.замкнутая емкость (емкость закрытая с двух торцов) и 2 - емкость с постоянным уровнем слива. Неравенство объемов и высот емкостей усложняет расчет плотности. На емкости 1 в ’ двух ее торцовых плоскостях установлены отборники давления 3 и 4, а в нижнем торце емкости 2 - отборник давления 5. Стабилизатор давления 6 через преобразователь давления 7 подключен к отборнику 4. При этом выход дифпреобразователя В соединен с отборниками давления 3 и 4, а выход его с вычислительным устройством 9, которое соединено по входу также с преобразователем давления 10, подключенным к отборнику 5.

Вторичный прибор 11 подключен к выходу вычислительного устройства 9, в качестве которого может быть и’спблъЗбв11Н, ’напрймер, авГомат-советчик. К верхним частям обеих емкостей подключена подающая труба 12, расходящаяся на две ветки н каждую емкость, причем на линии в замкнутую емкость установлен регулирующий клапан 13, к которому по выходу подключен стабилизатор 6, а на линии в емкость с постоянным уровнем слива уста4

'новлен постоянный дроссель 14. В нижних частях емкостей для стока жидкости установлены постоянные дроссели 15 и 16, которые как дроссель 14 подбираются из расчета возможности регулирования в заданном диапазоне . давления в. замкнутой емкости 1 и обеспечения постоянного перелива в емкости 2.

Устройство для определения плотности жидких сред работает следующим образом.

Исследуемая среда поступает по , трубе 12 в емкости 1 и 2, которые имеют одинаковые объемы, заполненные жидкостью, и -равные высоты гидростатических столбов. При этом в емкости 1 при помощи стабилизатора 6 поддерживается постоянное давление жидкости в верхней части сосуда путем изменения клапаном 13 расхода поступающей среды. Величина давления, необходимая для исключения влияния колеблющегося в пределах 0-10 об.% газоердержания на значение плотности жидкости поддерживается на уровне (5-10)4

* Ю⁵ н/м² и определяется требуемой чувствительностью измерения. При этом в емкости

2 жидкость находится под атмосферным давлением. Разность давлений в замкнутой емкости 1 измеряется дифпреобразователем 8, а давление в ёмкости с постоянным уровнем слива 2 — преобразователем 10. Выходные сигналы с обоих преобразователей подаются на вычислительное устройство 9.

Вследствие того, что исследуемая среда содержит газовую фазу, плотности жидкой среды, находящейся под разными давлениями в емкостях 1 и 2, будут различны. А поскольку как дифпреобразователь 8 так и преобразователь давления 10 измеряют давления равных по высоте гидростатических столбов, то при разных плотностях жидкой среды сигналы, поступающие с их выходов на вычислительное устройство 9, будут не равны. При этом абсолютные значения .этих сигналов не только не равны, но и находятся в разных функциональных зависимостях от

• плотности жидкой фазы среды и ее газосодержания, причем функциональные зависимости линейно не связаны между собой, т.е. одна из них не вытекает из другой (см. формулы 1

и 2). Подача двух таких информативных сигналов, а именно - с дифпреобразователя

_Δ р. ΆΜΑζΏΐΑδΚ ₍,)

и с преобразователя

(2) _;

5 759910 6

на вычислительное устройство 9 позволяет расчитывать истинную плотность жидкости по формуле

^где Р*

(а>Р-Р~)д-ьР г₃)

ж~ §Ή '

— плотность жидкой фазы (истинная плотность);

V — г азосодержание;

- перепад давления, измеряемый дифпреобразователем 8;

Р — давление, измеряемое преобразователем 10;

Й,М - высота столба жидкости в емкостях, их объем;

С| - коэффициент, характеризующий чувствительность устройства;

ξί - ускорение силы тяжести.

Регистрируется истинное значение плотности жидкой среды вторичным прибором И, проградуированном в единицах измерения плотности.

Это значение не зависит от газосодержания среда, поскольку дополнительное снабжение устройства замкнутой емкостью, в верхней части которой поддерживается стабилизатором 6, соединенным через преобразователь 7 с установленным в верхней часта емкости отборником 4, постоянное давление и подключение дифяреобразователя 8 к точкам разного уровня замкнутой емкости совместно с подключением преобразователя 10 к нижней части емкости с постоянным уровнем слива обеспечивают получение на выходе дифпреобразователя 8 и преобразователя 10 таких сигналов, неодинаковая и зависящая от газосодержания пропорциональность каждого из которых значению плотности создает необходимые и достаточные условия (условия / линейной независимости функциональных^- свдзей сигналов с плотностью и газосодержанием) инвариантного расчета плотности жидкой фазы среды по текущим значениям этих сигналов.

Так, например, точность определения плот’ ности щелока, содержащего 10 об.% газа в силу обеспечения предложенным устройством , абсолютной инвариантности измерения плот₅ ности, повысилась на 10%.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для определения плотности жид10 ких сред, содержащее проточную емкость с

   постоянным уровнем слива, отборники давления, установленные на разных уровнях емкости и подключенные к дифференциальному манометру и вторичный прибор, отличаю15 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения плотности жидких сред, содержащих газовые включения, устройство снабжено дополнительной замкнутой проточной емкостью с объемом, равным объему проточной емкости,

   30 двумя отборниками давления, установленными на разных уровнях замкнутой емкости, двумя преобразователями давления, стабилизатором давления замкнутой емкости, регулируемым клапаном, установленным в линии подачи

   25 среда в замкнутую емкость и постоянным дросселем в линии подачи среды в проточную емкость, вычислительным устройством, причем отборник давления проточной емкости установлен в дне емкости, при этом отборник

   30 давления проточной емкости через преобразователь давления соединен с одним входом вычислительного устройства, второй вход которого соединен через дифманометр с отборниками давления замкнутой емкости и преоб₃₅ разователем давления, соединенным со стабилизатором давления, подключенным к регулируемому клапану.