Плотномер непрерывно движущейся жидкости

 

ПЛОТНОМЕР НЕПРЕРЫВНО ДВИЖУЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус, первичный измеритель, через переда .точный механизм подвешенный к струне , охваченной с двух сторон магнитными катушками, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений , друго й конец струны закреплен на неподвижной опоре, передаточный механизм вьшолнен в виде термобиметаллического коромысла, а первичный измеритель - в виде поплавка, имеющего форму аэродинамического крыла. (Л t S с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11)

3(59 С 01 N 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ AS O C OaaV Ce amrm Cxev

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3614742/18-25 (22) 30.06.83 (46) 30.06.84. Бюл. 24 (72) Н.P.Þñóïáåêîâ, Б.А.Иавлянкариев и З.A.Àêáàðõoäæàåâ (7 1) Ташкентский ордена Дружбы Народов политехнический институт им. A.P.SHðóíè (53) 539.137 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 431424, кл. С 01 N 9/04, 1972.

2.. Патент США ¹ 3765224, кл. 73-32 Р, опублик. 1968.

3. Авторское свидетельство СССР № 179501, кл. С 01 N 9/04, 1963 (прототип)..(54)(57) ПЛОТНОИЕР НЕПРЕРЫВНО ДВИЖУЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус, первичный измеритель, через переда.точный механизм подвешенный к струне, охваченной с двух сторон магнитными .катушками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, другой конец струны закреплен .на неподвижной опоре, передаточный механизм выполнен в виде термобиметаллического коромысла, а первичный измеритель — в виде поплавка, имеющего форму аэродинамического крыла.

1100535

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано при экспериментах, где требуется определение точных значений плотности, расхода технологических жидкостей, например, в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен прибор для непрерывного измерения плотности жидкости, .состоя- 10 щий из измерительного сосуда, поплав ка, дифференциального трансформатора и узла термокомпенсации. Узел термокомпенсации в приборе выполнен в виде сильфона, устройство для измере. — 15 ния перемещения поплавка представляет. собой дифференциальный трансформач ор. С целью повышения точности измерений поплавок снабжен герметич-, ной камерой, заполненной легкорасширяющейся жидкостью, в которую помещен сильфон. Одно из днищ сильфона закреплено на поплавке, а к другому присоединен шток с сердечником дифференциального трансформатора. Вес 2s поплавка расчитан так, что в зависимости от плотности измеряемой жидкости опускается или поднимается, что вызывает перемещение связанного с ним сердечника дифференциального трансформатора, изменение индуктивности вторичных обмоток последнего

Ч регистрируется вторичным прибором, прибор снабжен термокомпенсатором (1), К недостаткам конструкции относят 5 ся сложность, а также невысокие точность и чувствительность измерений.

Известно также устройство для измерения плотности жидкости, имеющее две отдельные камеры, в которые 40 поступают контролируемая жидкость и жидкость с известной плотностью, причем жидкости смещаются с образованием вихря. Совокупность камер образует плоскую цилиндрическую полость, 45 имеющую канавку, расположенную параллельно главной оси плотности, и в ее основании датчик.в форме крыла для определения угла линии обтекания.

Угол обтекания потока возникает как функция разности сил, возникающих по под действием движения жидкости с различной плотностью. Соответственно, показания датчика (крыла) являются функцией плотности испытуемой жидкости. Зная угол обтекания и плот ность жидкости подаваемой в одну из камер, по известному аналитичес а кому выражению определяют плотность контролируемой жидкости (2) .

Недостатки устройства — сложность измерения (необходимость дополнительной жидкости и пересчета по аналитическому выражению) влияние различных факторов на результат измерения (скорости потока и механических взвесей, так как забиваются пористые элементы камеры), смешение контролируемой и дополнительной жидкостей, что требует повторного разделения жидкостей в технологическом цикле производства.

Наиболее близок к предлагаемому плотномер непрерывно движущейся жидкости, содержащий корпус, первичный измеритель, через передаточный механизм подвешенный к струне, охваченной с двух сторон магнитными катушками )3) .

Однако данное устройство не обеспечивает достаточной чувствительности и точности измерений.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений..

Поставленная цель достигается тем, что в плотномере непрерывно движущейся жидкости, содержащем корпус, первичный измеритель, через передаточный механизм подвешенный к струне, охваченной с двух сторон магнитными катушками, другой конец- струны закреплен на неподвижной опоре, передаточный механизм выполнен в виде термобиметаллического коромысла, а первичный измеритель выполнен в виде поплавка, имеющего форму аэродинамического крыла. !

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого прибора, общий вид, на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Плотномер непрерывно движущейся жидкости включает в себя корпус 1, пневмометрическую трубку 2, социо 3, подшипники 4 и 5, термобиметаллическое коромысло 6 (передаточный механизм), поплавок 7, имеющий форму аэродинамического крыла (первичный измеритель), преобразователь 8, регистрирующий прибор 9, а также входящие в преобразователь 8 опору

10, рычаг 11,. электрический изолятор 12, подвижную опору 13, струну

14, корректор 15 нуля, магнитные катушки 16, неподвижную опору 17 и усилитель 18.

3 11005

I

Плотномер работает следующим об- . разом.

При протекании по корпусу 1 контролируемой жидкости поплавок 7, имею-, щий форму аэродинамического крыла, перемещается в плоскости, перпендикулярной движению жидкости. Это движение характеризуется подъемной силой, определяемой, зависимостью

Р=ЧЦО, 10 (1) где Ч вЂ” скорость потока, Ц вЂ” циркуляция, — плотность среды.

В процессе измерения форма поплав-15 ка 7 не меняется, что дает возможность считать циркуляцию (Ц) постоянной. При стабализации скорости по-. тока (V), подъемная сила является функцией плотности жидкости . 20

F = й(Р) (2) ,Поплавок 7, имеющий форму аэродинамического крыла, по центру тяжести шарнирно закреплен с помощью 25 термобиметаллического коромысла 6 к корпусу 1. При отклонении плотности жидкости изменяется положение поплавка 7, имеющего форму аэродинамическо

ro крыла, что приводит к угловому щ перемещению конца термобиметаллического коромысла 6, связанного с преоб-: разователем 8.

В.качестве последнего использован частотный струнный электрический преобразователь. Электрически изолированная струна 14 натянута в попе-. речном магнитном поле, создаваемом магнитными катушками 16. Один конец струны крепится к неподвижной опоре

17, а второй закреплен на массивной подвижной опоре 13, которая через электрический изолятор 12 связана с рычагом 11. При угловом перемещении термобиметаллического коромысла 6 45 усилие передается через опору 10 ры-. чагу 11 и соответственно струне 14.

При- пропускании по струне тока, вследствие взаимодействия последнего с магнитным полем постоянного магнита генерируются поперечные колебания

35 4 струны. Частота этих колебаний зависит от натяжения струны, вызываемого изменением плотности жидкости.

Собственная частота поперечных колебаний струны преобразуется усили- телем 18 в частоту переменного тока, фиксируемого регистрирующим прибором 9.

Ъ

Настройка преобразователя 8 производится применением активной длины рычага 11, закрепленного в опоре 10.

Начальное значение выходного сигнала устанавливается прн помощи корректора 15 нуля (пружины). При измерении осуществляется преобразование силы в частоту колебаний струны. обуславливающее достаточную чувствительность .прибора.

Для исключения погрешности измере ния вследствие деформации струны 14, жесткость поплавка 7, имеющего форму аэродинамического крыла, с термобиметаллическим коромыслом 6 подбирается с меньшим по сравнению со струной 14 значением.

Поверхность поплавка 7 в виде аэродинамического крыла исключает оседание взвесей на поплавке 7, тем самым исключая дополнительную погреш ность измерения.

Из выражения (1) следует, что при стабилизации скорости потека при минимальном лобовом сопротивлении поплавка 7 его перемещение определяется плотностью жидкости даже при незначительных значениях последней.

Конструкция устройства предусматривает стабилизацию скорости потока.

Система стабилизации скорости потока использует зависимость динамического давления от скорости потока среды.

Система стабилизации скорости потока устанавливается до поплавка 7, I включает пневмометрическую трубку 2 и сопло 3 с изменяющимся профилем.

Предлагаемый плотномер позволяет повысить чувствительность и точность измерений, устранить расходы на раз-, работку сложных систем регистрации и термокомпенсации.

Составитель В.Вощанкин

РедактоР Л.ПчелинскаЯ ТехРед C. Легеза Корректор О.Билак

Заказ 4573/34 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Филиал ППП,"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4