SU935745A1 - Плотномер - Google Patents

Description

( ПЛОТНОМЕР

I

Изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  плотности агрессивных , кристаллизующихс , вспенивающихс  и других жидкостей.

Известен плотномер дл  диффузионного сока и мисцелл растительных масел , включающий чувствительный элемент , состо щий из четырех камер, и вторичный прибор. В одну камеру поступает контролируема  жидкость, втора  заполнена буферной жидкостью большой в зкости, треть  предназначена дл  температурной котррекции при помощи манометрического термометра с пневмосиловым преобразователем и четверта  выполн ет функции пневмометрического преобразовател , уравновешивающего изменение массы контролируемой жидкости в результате изменени  ее плотноети 11 .

Недостатками такого плотномера  вл ютс  низка  чувствительность и отсутствие регулировки начального

значени  выходного сигнала, поступающего на вход вторичного прибора .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  плотномер, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостыб, снабженный патрубками.и камерой сброса7 в котором размещен сосуд с эталонной жидкостью и с погруженной

10 в нее пеьзометрической трубкой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки, преобразователь давлени , вторичный прибор и задатчик

15 давлени . В проточный корпус помещен также байпасный сосуд с чувствительным элементом, состо щим из двух трубок 2.

20

Однако известный плотйомер обладает недостаточной точностыо измерени , обсуловленной изменением уровн  эталонной жидкости.

Целью изобретени  - повышение точности измерени  плотности анализируемых растворов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в плотномере, содержащем 5 проточный корпус с исследуемой жидкостью , снабженном шатрубком и камерой , сброса, в котором размещен со-. суд с эталонной жидкостью и погруженной в нее пьезометрической труб- Ю кой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки , преобразователь давлени , вторичный прибор и задатчик давлени , преобразователь див- 15 лени  выполнен в виде двухкамерного Мембранного элемента с регулируемым, соплом, установленногов нижней части проточного корпуса, плотномер снабжен п тимембранным элементом сравнени  20 с регулируемым и посто нным дроссел ми , .выполненным по схеме вычитани  и умножени  на посто нный коэффициент , при этом пьезометрическа  трубка через регулируемый дроссель 25 подключена к выходу задатчика давлени  и через посто нный дроссель подключена к верхней камере преобразовател  давлени  и отрицательной камере п тимембранного элемента срав- з§ нени , выход задатчика соединен с входом п тимембранного элемента сравнени  и через второй посто нный дроссель подсоединен к нижней проточной камере преобразовател  дав- « лени  и положительной камере п тимембранного элемента сравнени , выход которого подключен к вторичному прибору.

На чертеже схематически изображен до предлагаемый плотномер.

rijioTHOMep содержит проточный корпус 1 с исследуемой жидкостью, снабженный патрубком 2 в нижней части и камерой 3 сброса. Внутри проточно- j го корпуса 1 размещен сосуд i с эталонной жидкостью посто нного уровн , имеющий расширенную верхнюю часть 5 со сливной трубкой, соединенную с нижней частью с помощью трубки. В сосуд k с эталонной жидкостьй опущена пьезометрическа  трубка 6 на глубину, равную высоте столба исследуемой жидкости.

В нижней части проточного ко.рпу- 55 са 1 установлен преобразователь 7 . давлени , выполненный в виде двухкамерного мембранного элемента. Преобразователь давлени  имеет мембрану 8, расположенную со стороны анализируемого раствора, малую мембрану 9 с закрепленной на ней заслонкой 10 и регулируемое сопло 11. Мем браны соединены между собой жестким штоком 12. Пьзометрическа  трубка 6 через регулируемый дроссель 13 подключена к выходу задатчика k давлени  и через посто нный дроссель 15 к верхней камере преобразовател  7 давлени , имеющего коэффициент усилени  больше единицы, и отрицательной камере п тимембранного элемента 16 сравнени , который вместе с регулируемым 17 и посто нным 18 дроссел ми, выполнен по схеме вычитани  с последующим умножением на .посто нный коэффициент больше единицы

Выход задатчика И давлени  через посто нный дроссель 19 св зан с нижней проточной камерой преобразовател  7 давлени  и по.ггажительной камерой п тимембранного элeмeнta сравнени ., выход которого подключен к вторичному прибору 20.

В техно.погической линии, к которой плотномер присоединен с помощью патрубка 2, предусмотрены перекачи .вающее устройство 21 и рабоча  ванна 22, внутри которой размещено нагревательное устройство 23.

Работа плотномера осуществл етс  следующим образом.

Исследуемый раствор из рабочей ванны 22 с помощью перекачивающего устройства 23 поступает через патрубок 2 в проточный корпус 1 и затем , омыва  сосуд k с эталонной жидкостью посто нного уровн , в качестве которой выбрана вода, через переливной порог проточного корпуса 1 попадает в камеру 3 сброса и возвращаетс  в рабочую ванну 22.

Усилие, действующее на большуюмембрану 8 преобразовател  7 давлени  со стороны исследуемого раствора определ етс  уравнением

... Q g9p-H,s :о

где g - ускорение свободного падени ; р - плотность анализируемого

раствора;

И - высота столба исследуемой жидкости, наход щейс  в проточном корпусе; Sx - эффективна  площадь мембраны 8.

Эталонную жидкость с помощью нагревательного устройства 23 подогревают до температуры контролируемого раствора и подают в расширитель 5 сосуда k. Расход ЖИДКОСТИ регулируетс  игольчатым вентилем (на чертеже показан, но не обозначен ). Предварительный подогрев сводит к минимуму разность температур между эталонной жидкостью и контролируемым раствором,

- В пьезометрическую трубку 6 с выхода мощного задатчика 1 через дроссель 13 подаетс  сжатый воздух, выходное давление которого

. РО

где р - плотность эталонной жидкос ти;

11„ - глубина погружени  пьезометрической трубки.

Величина выходного давлени  в пьезометрической трубке одновременно выполн ет роль балластного давлени . Сигнал о величине давлени , через посто нный дроссель 15 уменьшающий пульсацию выходного сигнала от вли ни  барботирующих пузырьков воздуха, поступает в верхнюю камеру преобразовател  7 давлени  и отрицательную камеру п тимембранного элемента 16 сравнени .

.Одновременно сжатый воздух с выхода мощного задатчика через посто нный дроссель «19 подаетс  в положительную камеру элемента 16 сравнени  и нижнюю проточную камеру преобразовател  7 давлени . Изменением положени  сопла 11 регулируют расход воздуха, а следовательно, vi чувствительность преобразовател  давлени ;

При прохождении воздуха через эталонную жидкость возникает дополнительна  циркул ци  и некоторый слив последней из расширенной части 5, что дополнительно уменьша(вт посто нную времени перемешивани  эталонной жидкости и разницу температур мевду эталонной жидкостью и анализируемым раствором. При работе плотномера шток 12 преобразовател  .7 давлени  находитс  в равновесии. Усили  действующие на него, наход тс  в следующей зависимости:

Q Po(S6 -s) , Сз

где 5.д- эффективна  площадь малой мембраны 9;

Р- - давление на выходе преобразовател  7 давлени . После подстановки в уравнение ( 3 } значений уравнений(1)и(2)и проведени  соответствующих преобразований давление на выходе преобразовател  7 давлени  определитс  выражением

Рг 8(,Чр- ,)нгде при изменении плотности анализируемого раствора и неизменных знйчени х g, Sg, Sj и Рр выходной сигнал на выходе преобразовател  7 давлени  пр мо пропорционален разности плотностей между анализируемым раст- вором и эталонной жидкостью.

Так как п тимембранный элемент 1б сравнени  с дроссел ми 17 и 18 выполнен по схеме вычитани  с последующим умножением на посто нный коэффициент больше единицы, то выходной сигнал Р- на входе вторичного прибора 20 определ етс  уравнением

Ра(.

Р

- коэффициент умножени  п тимем-1 бранного элемент та 16 сравнени  ,oL - проводимости

дросселей 17 и 18.

Регулировка коэффициента умножени п тимембранного элемента 16 сравнени  производитс  регулируемым дросселем 17. После соответствующих преобразований значение выходного сигнала i плотномера принимает вид

Р;, gHK,-Vpp.-p),

. - коэффициент усилегде К, М ни  преобразовател  давлени .

Так как величины И, К и K/j. ° сто нные, то давление на входе вти- ричного прибора пр мо пропорционально изменению плотности анализируемого раствора относительно эталонной жидкости.

Claims (2)

1. Поскольку температура анализируемого раствора и эталонной жидкости в процессе анализа мало отличаютс  друг от друга, то погрешность измерени  плотности раствора сводитс  к минимуму. Однакова  высота столбов измер емой и эталонной жидкостей 7 также позвол ет свести к минимуму погрешности как при изменении температуры , так и при изменении плотности и значительно упростить расче Формула изобретени  fc Плотномер, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженный патрубком и камерой сброса, в котором размещен сосуд с эталонной жидкостью и погруженной S нее пьезометрической трубкой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частыЬ с помощью трубки, преобразователь давлени , вторичный прибор и задатчик давлени , о т Л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью повышени  точнос ти измерени  плотности исследуемых растворов, преобразователь давлени  выполнен в виде двухкамерного мембранного элемента с регулируемым соплом, установленного в нижней части проточного корпуса, плотноме снабжен П тимембранным.элементом 5 сравнени  с регулируемым и посто н ным дроссел ми, выполненными по схеме вычитани  и умножени  на посто нный коэффициент, при этом пьезометрическа  трубка через регулируемый дроссель подключена к выходу задатчика давлени  и через посто нный дроссель подключена к верхней камере преобразовател  .давлени  и отрицательной камере п тимембранного элемента сравнени , выход эадатчика соединен с входом п тимембранного элемента сравнени  и через второй посто нный дроссель подсоединен к нижней проточной камере преобразовател  давлени  и положительной камере п тимембранного элемента сравнени , выход которого подключен к вторичному прибору. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Глыбин И.П. Автоматические плотномеры и концентратомеры в Ъищевой промышленности. М., Пищева  промышленность, 1975, с. 950.
2. 2.Там же, с. 83-89 (прототип).