Устройство для определения плотности жидкостей

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к устройствам для измерения плотности жидкостей, и может быть использовано для измерения плотности электролита аккумуляторов плавучих транспорных средств. Цель изобретения - расширение области применения , повышение точности определения и повышение эксплуатационной надежности . Устройство содержит корпус , датчик перемещения, датчик наклона , нелинейный блок, два усилителя н индикатор. Датчик перемещения выполнен в виде блока гчльфонов равных эффективных площадей, расположенного вертикально, жестко соединенного с корпусом и заполненного несминаемой жидкостью. Днища сильфонов направлены в противоположные стороны, жестко связаны с подвижной частью датчика перемещения н между собой„ Датчик наклона содержит неподвижную часть, закрепленную на корпусе, и подвижную часть, котор л соединена с корпусом посредством упругого элемента . Датчик перемещения соединен с нелинейным блоком, выход которого соединен с индикатором через одни из уела литепей, а датчик наклона соединен с нелинейным блоком через другой усилитель . Неподвижные части датчиков представляют собой индукционные катушки, подвижные части - сердечники из мапш- .-, томягкого материала. В качестве пелинейного блока применен вращающийся трансформатор. 3 нл. (Л Ю 1 со

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,SUÄÄ 16279!

g!)g G 01 N 9/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HO MOTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4667344/25 (22) 27. 03, 89 (46) 15.02 ° 9!. Бюп, Ф 6 (72) Ю. А, Кравцов и В. Г. Тур (53) 621. 3..082 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11у 457008, кп. G 01 N 9/12, 1973.

Авторское свидетельство СССР

И 960577, кл. G Ol и 9/26, 1982.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ П110ТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для измерения плотности жидкостей, и может быть использовано для измерения плотности электролита аккумуляторов плавучих транспорных средств. Цель изобретения — расширение области применения, повышение точности определения и повышение э ксппу ат ацио иной надежности. Устройство содержит корпус, датчик перемещения, датчик наклона, нелинейный блок, два усилитеИзобретение относится к технике исследования физико-химических характеристик ж.едких сред и может быт ь использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, в частности дпя измерения плотности электролита аккумуляторов плавучих транспортных средств.

Цель изобретения — расширение обл асти при мене ния, повышение то чности опр еделе ния и повышение эксплуат ационной на ;ежн,. ти. ля и инл I собой, Датчик наклона содержит неподвижную часть, закрепленную на корпусе, подвижную часть, которая соединена с корпусом посредством упр; ого элемент а. Датчик перемещения с о "динан с. нелинейным блоком, выхоц которо го сосдинен с иццикатором через один па ycIIЯ лит ел ей, а дат чик наклон а с о еди не н с иелииейиим блоиом иерее другой усиди- (/) тель, 11еподвижиые части дат a!ков представляют собой индукционные катушки, С подвижные части — сердечники IIэ магнитомягкого материала ° В качестве нелинейного блока применен вращающийся трансформатор, 3 ил. ©Ф

l1a фиг, 1 изображена блс к-сх;ма устройства; . а,!пг. 2 — то же поперечный разрез; и,. ф:: г, 3 — пр и и цн пп а" I> ная электрическая схема, Устройство для определения плотности жидкости состоит пз корпуса 1, датчика 2 перемещения, датчика 3 .аклона, нелинейного блока 4, усилителей

5 и 6, индикатора 7.

Датчик 2 перемещения содержит блок из двух силь<1IOIIn!I 8 и 9 равных эффективных площадей, расположенных верти!

627914 кацьно днищами в разные стороны и заполненных несжимаемой жидкостью. Е1еподнижная часть 10 датчика 2 перемещения закреплена на корпусе 1, а подвижная часть 1! датчика 2 перемещения соединена с днищами сильфонон 8 и 9 жесткой связью 12, Корпус 1 размещен на крышке аккумуляторного бака 13.

Датчик 3 наклона состоит из непод-10 вижпой части 14, которая жестко закреплена на корпусе 1, и подвижной части !5, которая закреплена на корпусе

1 посредством упругого элемента 16, Расстояние между днищами полых сильфонон 8 и 9 выбрано равным высоте активной части 17 аккумуляторной пластины 18. Неподвижная часть 14 датчика 3 наклона представляет собой индукционную катушку, сос тоящую иэ первичной обмотки 19 и вторичной обмотки 20. Неподвижная часть 1О датчика 1 перемещения представляет собой индукционную катушку, состоящую из перничной 21 и вторичной 22 обмоток. 25

Вторичная обмотка 22 соединена с первичными обмотками 23 нелинейного блока 4, который представляет собой трансформатор. Вторичные обмотки 24 нелинейного блока 4 соединены с индукционной катушкой на входе усилителя 6, которая состоит из первичной обмотки 25 и вторичной обмотки 26. С вторичной обмоткой 26 последовательно соединена вторичная обмотка 24 нелинейного блока 4. Вторичная обмотка

20 .датчика 3 наклона соединена с индукционной катушкой на входе усилителя 5, которая содержит первичную обмотку 27 и вторичную обмотку 28. С 40 вторичной обмоткой 28 последовательно соедшена вторичная обмотка 20 датчика 3 наклона. Первичные обмотки 20, 22, 36 и 28 соединены с источником переменного тока. 45

Выход усилителя 5 соединен с реверсивным электродвигателем 29, который кинематически связан с кулачком

30 плу жера 31 и ротором 35 нелинейного блока 4. Выход усилителя 6 сое50 дингн с реверсивным электродвигателем

32, кулачком 33 плунжера 34 и стрелкой индикатора 7.

Ь качестве усилителей 5 и G применены усилители типа УПД-432, а н

55 качестве ренерсивиых электродвига гелей 29 и 32 применены реверсинные электродвигатели типа ДКМР-1.

Устройство работает следукицим образом, При вертикальном положении устройства на блок сильфонон действует сила

P--(/,-,„) S h,ll> где 2I з - плотность sr ектролита;

J плотность жидкости внутри

>к блока полых сильфонон 8 и 9;

S - площадь сильфона;

Q и - расстояние между днищами сильфонон.

При этом происходит деформация сильфонов, что вызывает перемещение подвижной части 11 датчика 2 перемещения, Величина перемещения равна !. =Р/Z

С> где Ес — жестко ть сильфонов 8 и 9, Перемещение подвижной части 1! датчика 12 перемещения вызывает изменение ЭДС во вторичной обмотке 22, При

1=0 положение подвижной части ) 1

0 ж датчика 2 перемещения ныбрано таким образом, чтобы ЭДС во вторичнои обмотке отсутствовала, Под действием силы веса G подвижной части 15 датчика 3 наклона упругий элемент 16 деформируется, что приводит к перемещению подвижной части 15 на величину

I G/Z и где Z — жесткость упругого элемента

Il

16.

При отклонении датчика 3 наклона от вертикального положения на угол О величина перемещения подвижной части

l5 ранна

l, =! созх, Это вызывает изменение ЭДС но вторичной обмотке 20. Очевидно, что изменение

ЭДС во вторичных обмотках 20 и 22 при наклоне датчика зависит только от величины угла наклона 9 и не зависит от стороны, н которую происходит наклон, Величина и фаза ЭДС вторичной обмотки 20 зависит от положения подвижной части 15 и пропорциональна cosg.

ЭДС поступает на вход усилителя 5, на выход которого подключен ренерсин ый электродвигатель 29, Электродвигатель 29 при своем вращении с помощью кулачка 30 перемещает плунжер 31 до момента на вторичных катушках 28 ЭДС, равной по величине и

162 791 противоположной по направлению ЭДС вторичной обмотки 20, Одновременно с кулачком 30 разворачивается ротор 35 нелинейного блока 4, изменяя коэффициент трансформации. Пр»» ф, =0 положение ротора таким, чтобы коэффициент трансформации был отличен от максимального.

При изменении плотности эл ктролита и отсутствии наклона ЭДС вторичной обмотки 22 поступает на перннчную обмотку 23 нелинейного блока 4. Со вторичной обмотки 24 ЭДС, пропорциональная плотности электролита з, поступает на вход усилителя 6, на выход которого подключен ренерсивный электродвигатель 32, Электродвигатель 32 при своем вращении с помощью кулачка 33 перемещает плунжер 34 до момен- 20 та получения на вторичных обмотках

26 ЭДС, равной по величине и противоположной по направлению ЭДС нторичпой обмотки 24 нелинейного блока 4. Одновременно с кулачком 33, пропорц»»ояа»»» -25 но поворачивается стрелка и»»д»»катора 7. изменение угла наклона Ь при неизменной изменяет ЭДС на выходе вторичных обмоток 23, одновременно раз- 30 ворот ротора 35 нелинейного блока 4, вызванный той же причиной, изменяет коэффициент трансформации и ЭДС вторичных обмоток 24 останется неизменной и пропорциональной »э.

3S

При одновременном изменении плотности электролита и угла наклона (в условиях качки) ЭДС второй обмотки 22, зависящая от 1к и », поступает на первичную обмотку 23 трансформатора 40 нелинейного блока 4, Под действием

6

ЭДС датчика 3 наклона однонременно вращается ротор 35 не.»»»»»ей»1п го блока

4, который изменением коэффициента трансформации компенсирует искажение

Э11С вторичной обмотки 24, вызванное наклоном датчика 2 перемещения 2 и оставляет ее зависящей только от изменения $ . Таким образом, показания индикатора 7 I»po»»opI»I»a»»a: ьпь. g и не занисият от угла наклона

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Устройство для определения плотности жидкостей, содержащее корпус с размещенным н нем датчиком перемещения, неподвижная часть которого закреплена па корпусе, датчик перемещегн»я выполнен н ниде блока пэ двух сильфонон равных эффективных площадей, р»с»»опоже»»ных нертика.»ь»»о д»»ищамп н разные стороны и заполненных несжимаемой ы»дкостью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, повышения точности определения н понышения эксплуатационпой надсж»»ос ти, QHo с»габжено, »» » ч»»ком наклона, нелинейным блоком, двумя усилителями, неподнижная час ть датчика наклона жестко закреплена на корпусе, подвижная часть датчика наклона соединена с корпуосм посредством упру гого элеме и i а, днища сильфонов жестко связаны с подвижной частью датчика перемеще»н»я, при этом датчик перемешения соединен с нелинеш»ым блоком, выход которо го соединен с иццикатором через один иэ усилителей, а датчик наклона соединен с нелинейным блоком через другой усилитель, Фиг.

)6279)4

162 7914

22

1f

12

19

Ю

1

Составитель С,Клешня

Редактор А.Долинич Техред М.Дндык Корректор C.×åðíè

Заказ 334 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101