SU966559A1 - Плотномер - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборостроению и может найти применение в тех отрасл х, где необходимо производить автоматическое измерение плотности жидких сред, например в химической промышленности.

Известен плотномер, содержащий две пьезометрические трубки опущенные в измер емую жидкость на различную глубину и соединенные с блоком питани  воздухом и дифманометром. При работе плотномера через трубки продувают воэдух, в них устанавливаетс  перепад давлени , пропорциональный плотности, который измер етс  дифманометром М.

Недостаток устройства - наличие погрешности, обусловленной тем, что при изменении плотности или уровн  измер емой жидкости измен етс  расход воздуха через них и соответственно перепад давлени  по их длине, а также вли нием на формирование .и отрыв пузырьков воздуха от трубки плотности и в зкости измер емой жидкости. Кроме того, использование дл  продувки трубок воздуха не всегда возможно , а использование с этой целью инертного газа не всегда экономически целесообразно вследствие его. непрерывного расхода. ,

Известен плотномер жидкости, содержащий колоколы, заполненные воздухом

10 ( или другим газом), опущенные в измер емую жидкость И соединенные импульсными трубками с дифманйметром. При. изменении плотности газа воздух в колоколах сжимаетс , а разность давле15 ний в них измер етс  дифманометром { .

Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  тем, что дл  сжати  воздуха в колоколах до требуемого давлени 

20 необходимо изменить его объем, т.е. измен етс  уровень жидкости под колоколами . Так как сжатие воздуха происходит до различных значении, уровень в колоколах также измен ет с  неодинаково , т.е. измен етс  база плотномера, что определ ет нек торую нелинейность его характеристики при посто нном уровне и noi- решность при колебани х уровн  жидкости или давлени  над ней. Кроме т го, растворение воздуха в жидкости даже в незначительных количествах также вносит дополнительную погрешность измерени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретени  вл етс  плотномер жидкости, содержащий измерительную камеру выполненную в виде опущенной, в измер в|мую жидкость трубки, соединенной с полостью снабженного приводом сильфона и через клапан с источником посто нного давлени , реле времени и регистрирующий прибор. При работе .устройства по команде реле времени привод сжимает сильфон на фиксированную величину. При этом в трубке устанавливаетс  давление, определ емое величиной плотности жидкости, и регистрирующим прибором f3j. Недостатком устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  нел нейной зависимостью давлени  в труб ке от величины -плотности и зависимо стью результатов измерени  от уровн  измер емой жидкости и давлени  над ней. Действительно, уравнение состо ни  воздуха в трубке и сильфоне мож но описать уравнением . ) где Р - давление в трубке при откры том клапане; MQ- объем газа до сжати ; У| - объем после сжати ; Р - давление после сжати . Объем газа после сжати  определ  етс  уравнением V Vg-uV+Ah -™ где UV - величина сжати  сильфона; Ah - разность уровней жидкости за трубкой и в трубке посл сжати ; d - диаметр трубки. Реша  совместно уравнени  (1) и (2), получаем ЛЬ - --ГлУ-V,. . (3 Таким образом, величина дН в процессе измерени  не  вл етс  посто нной величиной, а измен етс  в зависимости от плотности, определ ющей величину давлени  Pj, , что определ ет нелинейную зависимость выходного сигнала от плотности. Кроме того, вели-чина ДН зависит при неизменной плотности от величины Р и начального объема V, который определ етс  уровнем жидкости, что определ ет погрешность устройства при колебани х уровн  жидкости и давлени  над ней. Вели ину погрешности и нелинейности можно уменьшать увеличением эеличины дУ и диаметра трубки, но нельз  исключать полностью. Цель изобретени  - повышение точности путем получени  линейной зависймости выходного сигнала от измер емой плотности и. исключени  погрешности возникающей при колебани х уровн  жидкости и величины давлени  над ней. а Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный плотномер, содержащий измерительную камеру, выполненную в виде опущенной в контролируемую жидкость трубки, соеди- ненной с полостью снабженного приводом сильфона и через клапан с источником посто нного давлени , дополнительно введены сигнализаторы уровн  жидкости, установленные в трубке, релейный блок, дифманометр, повторитель, повторитель со сдвигом , два дроссел  и клапаны, причем полость измерительной трубки соединена через клапаны с управл ющими камерами повторител  и повторител  со сдвигом, выходы которых соединены через дроссели линией питани  и через клапаны соответственно, с плюсовой и минусовой камерами дифманометра , при этом входы релейного блока соединены с выходами сигнализаторов уровн , а его выходы - с управл ющими входами клапанов и привода сильфона. При таком .конструктивном выполнении плотномера по команде релейного блока осуществл етс  запоминание наповторител х величин давлени  в трубке соответствующих определенным значени м уровн  в ней, определ емых положением сигнализаторов уровн . При этом на выходе дифманометра формируетс  сигнал,пропорциональный разности заполненных значений давлэни . Этот сигнал линейно зависит от плотности и не зависит от уровн  жид кости и давлени  над, ней, что определ ет линейность характеристики пло номера и отсутствие погрешности при колебани х уровн  и давлени , в отли чие от известного плотномера в котором производитс  измерение давлени  в трубке при различных значени х уро н  в ней, завис щих от уровн  жидкости и давлени  и вследствие чего, име ющего нелиней-ную характеристику и по грешность при колебани х уровн  и давлени . . На чертеже представлена схема плотномера. Плотномер содержит,помещенную в измер емую жидкость трубку 1, соединенную с полостью сильфона 2, снабженного приводом 3, а также через клапан k с источником посто нного давлени , например, над жидкостным пространством, через клапан 5 с управл ющей камерой (входом) повторител  6 и через клапан 7 с управл ющей камерой повторител  со сдви .гом 8, выход повторител  6 соединен через клапан 9 с плюсовой камерой дифманометра 10 и через дроссель 11 с линией питани , а выход повторител  со сдвигом 8 соединен через клапан 12 с минусовой камерой дифманометра 10 и через дроссель 13 с линией питани . В трубке 1 установлены сигнализаторы уровн  И и 15, выходы которых соединены с входами релейного блока 16, а выходы релейного блока 1б - с управл ющими входами клапанов 4, 5, 7, 9 и 12 и привода 3. Плотномер работает следующим образом . В на чальный момент открыты клапаны 4, 5 и 7 и полость трубки и сильфона соединена с наджидкостным пространством , а уровень жидкости в тру ке равен уровню жидкости в емкости. По команде релейного блока закрываетс  клапан 4 и включаетс  привод 3 сильфона 2, При этом начинаетс  сжатие воздуха в сильфоне и вытеснение жидкости из трубки 1. При дост жении уровнем жидкости сигнализатора уровн  , последний срабатывает и через релейный блок 1б закрывает кла пан 7 и открывает клапан 12. При это в управл ющей камере повторител  6запоминаетс  давление . где уровень жидкости над сигиализотггром; р- плотность жидкости. При дальнейшем сжатии сильфона жидкость продолжает вытесн тьс  из трубки, в момент достижени  сигнализатора 15 срабатывает сигнализатор -15 и через релейный блок 16 закрывает клапан 5 и открываеТ(клапан 9- При этом в управл ющей камере повторител  со сдвигом запоминаетс  давление .2f 2 уровень жидкости над сигнализатором уровн  15. В этот момент на выходе дифманометра формируетс  сигнал, пропорциональный разности давлени  Р , заполненного на повторителе 6 и давлени  R, P/jA где Л- сдвиг повторител  со сдвигом 8. Величина А устанавливаетс  равной дЧН2-н,)ро, U) где РР - минимальное значение измер емой плотности (начало шкалы). В этом случае выходной сигнал дифманометра определ етс  уравнением --((,}for Ki; (Hi-H,)p-(Hi-n,)j oj--Ki H(p-po), (5; гдеДН Нх- Н - посто нна  величина, не завис ща  от уровн  жидкости. . Одновременно с закрытием клапана 7релейный блок выдает команду на обратный ход привода 3, открытие клапана 5 и закрытие клапана 9. При этом давление Р- запоминаетс  в минусовой камере дифманометра и начинаетс  разжатие сильфона с повышением уровн  жидкости в трубке. При достижении уровнем верхнего сигнализатора уровн , по команде релейного блока закрываетс  клапан 5, открываетс  клапан 9 л на повторителе 6 запоминаетс  очередное значение Р и оп ть начинаетс  сжатие сильфона 2. Таким образом, в плотномере выходной сигнал в соответствии с уравнением (5) линейно зависит от плотности измер емой жидкости и не зависит от ее уровн  и давлени  над ней, что определ ет линейность его характеритики и отсутствие погрешности от колебаний уровн  и давлени , т.е. повышаетс  точность прибора. Все это позвол ет поименить его в производстве

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Плотномер, содержащий измерительную камеру, выполненную в виде опущенной в исследуемую жидкость трубки, соединенной с полостью снабженного приводом сильфона и через клапан с источником постоянного давления, отличающийся тем,' что, с целью повышения точности путем получения линейной зависимости выходного сигнала от измеряемой плотности и исключения погрешности, возникающей при колебаниях уровня жидкости и величины давления над ней, в него дополнительно введены сигнализаторы уровня жидкости, установленные в трубке, релейный олок, дифмано-. метр, повторитель, повторитель со сдвигом, два дросселя и клапаны, причем полость измерительной труб5 ки соединена через клапаны с управ- . ляющими камерами повторителя и повторителя со сдвигом, выходы которых соединены через дроссель с линией питания и через клапаны соответствен10 но с плюсовой и минусовой камерами дифманометра, при этом входы релейного блока соединены с .выходами сигнализаторов уровня, а его выходы I с управляющими входами клапанов и 15 привода сильфона.