SU857785A2 - Устройство дл определени в зкости жидкости - Google Patents

Description

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ.

I

Изобретение относитс  к приборостроению, в частности к устройствам дл  непрерывного измерени  в зкости жидкостей или других параметров , св занных с в зкостью, непосредственно внутри реакционных аппаратов, например, в химической, нефтеперерабатьшающей и лакокрасочной промышленност х.

По основному авт. св. М 600419 известно устройство дл  определени  в зкости жидкости , содержащее измерительный сосуд с капилл ром , измеритель времени истечени , дозирующее устройство, вторичный прибор, причем измеритель времени истечени  вьшолнен в виде преобразовател  снлы, вход которого соединен посредством газоподвод щей трубки с измерительньп сосудом, а выход подключен к соответствующем камерам элементов сравнени , в другие камеры которых подключены задатчики давлени , при этом выходы элементов сравнени  соединены с входами пневматического триггера, присоединенного своим выходом к входу вторичного П{жбора и к камере управлени  пневмореле, в сопла которого поданы давлени  различного уровн , а выход

реле соеданен с гаэоподвод щей трубкой измерительного сосуда {1J.

Однако точность измерени  в зкости известным устрсшством в значительной мере зависит от посто нства глубины погружени  измерительного сосуда с капилл ром и давлени  над поверхностью контролируемой жидкости.

Цель изобретени  - повышение точности иэ- . мерений.

Эта цель достигаетс  тем, что устройство

10 снабжено гидростатическим уровнемером, двум  п тимембранными элементами сравнени , задатчмкамн начального давлени , избыточного давлени  и давлени  соответствующего заданному уровню жидкости, при этом гидрюстати 1еский

15 уровне юр установлен на одном уровне о выходом капилл ра, а выход уровнемера подключен к одному из входов первого п тимембранного элемента сравнени , включенного по схеме повторител , в другие входы которого вклю20 чены, соответственно, задатчики начального давлени  и давлени , соответствующего заданному уровню жидкости, П1Я€чем выход первого шггимембранного элемента сравнени  соединен с OjDtним из входов второго п тимембранного элемента сравнени , включенного по схеме повторител , к другим входам которого присоединены задат шки начального давлени  и избыточного давлени , а выход второго п тнмембранного элемента сравнени  подключен в одно из сопел пневмореле, выход -которого соединен с газоподвод щей трубкой измерительного сосуда На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого устройства. Ус1фойство состоит из измерительного элемента , содержащего измерительный сосуд 1 и капилл р 2, соединенного газоподаод щей трубкой 3 с преобразователем 4 силы в давление , выход которого подключен в камеру А элемента 5 сравнени  и в камеру Б элемента 6 сравнени . В камеру Б элемента 5 и в камеру А элемента 6 подключены соответственно задйт чики 7 и 8 давлений. Выходы элементов сравнени  подключены к входам триггера 9 с разделительнь1ми входами, выход которого поступает на вход вторич1 ого прибора (на чертеже не показан) и в камеру Б реле 10, в камеру А которого подан подпор. В сопло 11 реле Ю подключен выход п тимембранного элемента 12 сравнени , соединенного по схеме повторител . Камеры Д. Г и В элемента 12 сравнени  соединены соответственно с выходом п тимембранного элемента 13 сравнени , включенного по схеме повторител , с задатчиками 14 и 15. Камеры Д, Г и В элемента 13 сравнени  соединены Соответственно с выходом гидростатического уровнемера 16, задатчиком 17 давле ш задатчиком 14 давлени . В сопло 18 реле 10 подключена лини  вакуума. Выход реле 10 соединен с газоподвод щей трубкой 3. Измерительный элемент и чувствительный элемент уро немера заключены в защитный кожух 19 и погружены в контролируемую жидкость, наход щуюс  в реакщ онном аппарате. На измерительный элемент, полностью погру жённый в контролируемую жидкость, действует выталкивающа  сила Fg, равна  (VJr) где объем измерительного элемен та; liK V удельные веса соответственно жидкости и газа. Сила F, действующа  на чувствительный элемент преобразовател  4 силы и передаваема  при помощи газоподвод щей трубки 3, равна F Gr-Fe, где G - вес измерительного элеме11та с газоподвод щей трубкой. Устройство дл  определени  в зкости жидкоетей работает следующим образом. В начальный момент жидкость в полости измерительного сосуда 1 отсутствует. На вход преобразовател  4 воздействует минимальна  ила, ц следовательно, на его выходе имеетс  минимальное давление РА. Это давле1ше постуnafet в камеру А элемента 5 и в камеру Б элемента 6 сравнени . Давление РЛ, устанавливаемое задатчиком 7, соответствует миннмальному весу измерительного элемента, а давление PS, устанавливаемое задатчиком 8 - максимальному весу. Поступающие в соответствующие камеры элементов сравнени  давлени  с выхода преобразовател  в начальный момент меньше давлений, устанавливаемых задатчиками 7 и 8, поэтому на выходе элемента 5 сравнени  присутствует Сигнал единичного уровн , а на выходе элемента 6 - нулевого. При таких входных сигналах триггер имеет на своем выходе нулевой сигнал. Реле Ю под действием подпора занимает такое положение, при котором сопло 11 закрыто, а сопло 18 открыто. Через открытое сопло 18 и газоподвод щую трубку 3 в полость измерительного элемента подаетс  вакуум, величина которого посто нна. Контролируема  жидкость под действием созданного перепада давлени  начинает натекать в измерительный сосуд 1 через капилл р 2. По мере натекани  жидкости в сосуд 1 увели;чиваетс  сила, действующа  на преобразователь 4, а следовательно, и давление на его выходе. Как только давление на выходе преобразовател  4 становитс  больше давле ш  в камере А элемента 6, на выходе этого элемента сравнени  по вл етс  единичный сигнал, перевод щий триггер в положение, при котором на его выход поступает сигнал единичного уровн . Этот сигнал, пос-гупа  на вход реле Ю, перемещает мембранный блок, закрыва  сопло 18 и открыва  сопло 11. В сосуд 1 поступает избыточное давление, и под его действием контролируема  жидкость начинает истекать из этого сосуда через капилл р 2. Давле1ше над поверхностью контролируемой жидкости и уровень жидкости внутри.реакционного аппарата h, как правило, подвержены изменени м. Дл  исключени  этих изменений на результат измерений в зкости необходимо , чтобы истечение жидкости происходило под действием посто нного перепада давлений на капилл ре 2. Посто нство перепада давлени  на капилл ре поддерживаетс  следующим образом. При поступлении на входы п тимембранного элемента 13 сравнени  давлений на его выходе имеетс  давление . PIS Pl6 + РМ - Pl7 где PII - давление, соответствующее заданному уровню жидкости; Pi4 - начальное давление; Pi6 - давление, поступающее с выхода уровнемера 16. При соответствии уровн  в аппарате заданному , т.е. РК, Р,,, на выходе элемента срав нени  15 присутствует давление РП Р,4(1) Давление Р|з с выхода элемента 13 п тимембранного элемента сравнени  поступает в камеру Д элемента 12 сравнени . В камеру В элемента 12 подаетс  давление PIS с выхода задатчика 15, соответствующее величине избытовдого давлени , при котором должно проходить измерение, в камеру Г этого же элемента подаетс  давление РИ с выхода задатчика 1  вл ющеес  начальным давлением или давлени ем смещени . Введение этого давлени  позвол ет в зависимости от знака разности (Pie - РП) оказывать различное вли ние на Р. На выходе элемента 12 сравнени  при поступлении на его входы перечисленных давлений будет выходной сигнал PIS РП - Р С учетом формулы (2) приуравнение кимает вид PU Р,5 Таким образом, в измерительный элемент п газоподвод щей трубке не поступает избыточн давление, величина которого соответствует заданному значению. Пусть давление Р, в аппарате над поверхностью жидкости и уровень h жидкости измен лись. Тогда с выхода уровнемера на вход {в меру Д) элеме1гга 13 сравнени  поступает давление Р1б-Рж9()-()1 (3) где плотность жидкости; g- ускорение свободного падени ; h- уровень жидкости в аппарате (заданна  глубина по гружени  чувствительного элемента уровнемера и из мерительного вискозиметра ); ЛЬ, ДРф} - изменение уровн  и давлени  над поверхностью жидкости соответственно. В уравнении (3) величина р1к4, Р, поэтому -Р,т ± ( ьРо„). При поступлении такого давлени  на вход элемента 13 на его выходе имеетс  давление р..с.пУ; Это давление поступает на вход в камеру Д элемента 12 сравнени , выходное давление которого , подаваемое в измерительный элемент, равно Р,,5-СРжЧЬ.Ь ). При подаче избьгточного давлени  в полость измерительного элемента по мере вытеснени  жидкости растет выталкивающа  сила, под дей ствием которой уменьшаетс  сила, действующа ( 2) на преобразователь 4, вследствие чего давление на выходе преобразовател  4 уменьщаетс . Уменьшение давлени  происходит до тех пор, пока его значение не становитс  меньше давлени , устанавливаемого задатчиком 7. При этом на выходе элемента 5 сравнени  по вл етс  сигнал единичного уровн . Под действием этого сигнала триггер 9 занимает такое положение, при котором на его выходе присутствует нулевой сигнал. Мембранный блок реле Ю. под действием подпора перемещаетс  вверх, сообща  при этом полость измерительного сосуда 1 с линией вакуума. Начинаетс  процесс натекани  жидкости в измерительный элемент. С выхода триггера 9 в процессе измерени  поступают на вторичный прибор импульсы пр -. моугольной формы, длительность которых зависит от в зкости и определ етс  из уравнени  Пуазейл  в виде . 116 г м Ь .. ж-Зг) где d, I диаметр и длина капилл ра соответственно; изменение выталкивающей ДРь силы, действующей на полностью погруженный измерительный элемент при вытеснении из него избыточным давлением PU контролируемой жидкости черюз капилл р; в зкость жидкости; перепад давлени  на капилл ре . Величины ДР, I, d, |ДР, j, jp  вл ютс  посто нными, поэтому где С - посто нна  величина. В предлагаемом устройстве производитс  одновременно преобразование времени истечени  жидасости из измерительного элемента и автоматическое дознрсюанме ющкости, потому тто объем жидкостн, поступающей в измерительный сосуд и вытекающей из него, определ етс  давлени ми, устанавшгааемыми при помощи задатчиков 7 н 8. В случае, если контролируема  жидкость взаимодействует с воздухом, в изме жтельный элемент через сопло питани  элемента 12 сравнеш1  необходимо подавать нйертный газ, вапр ыкр аэат. Испопьзсжанве предлагаемого устройства в ромышленности позвол ет упростить процесс э1ъ(еренн  в зкости жидких продуктов, облаающих повышенной пожаро- и взрьтоопасостью . Помимо этого,, все устройство, кроме

иэме1Н{тельного элемента, может быть вьтрпнено на пневмати%ских элементах.

Получение выходного сигнала в частотноимпульсной форме позвол ет передавать результаты измерени  без потери информации на рассто нии , значительно превышающие допустимые дл  пневматических сигналов, представленных в аналоговой форме.

Кроме того, в случае необходамости получени  информации о скорости истечений дозы контролируемой жадосости предлагаемое устройство может быть снабжено регистратором, подключенным к выходу преобразовател  силы в Давление сжатого воздуха. При этом показани  устройства не завис т ot количества жидкости, остающейс  на стенках измерительного сосуда по той причине, что измерени  ведут только по количеству вытекающей жидкости путем фиксации изменени  веса измерительного сосуда , которое происходит под действием выталкивающей силы.

Точность устройства вследствие того, что истечение жидасости происходит под действием посто нного перепада давлени  независимо от изменени  уровн  жидкости в аппарате и избыточного давлени  над поверхностью жидкости , при работе его в производственном аппарате выше, по сравнению с известными устройствами .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 600419, кл. G 01 N 11/08, 1978 (прототип).