Устройство для измерения плотности жидкости

 

п1 554482

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СС ОЗ 008&7Ыих

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08,12.74 (21) 2083710/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 24.С6.77 (51) М. Кл.2 С 01N 9/12

Га::,,д ретееииый кеиите

Саеета Млииетрое СССР еа делам изебретеиий

M аткрипий (53) УДК 532.14(088.8) (72) Авторы изобретения

H. Н. Голубев, H. Н, Жихорева и В. М. Конин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИДОТНОСТИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области технической физики и может быть применено для измерения плотности жидкости.

Известно устройство для измерения плотности жидкости, состоящее из вибратора, представляющего собой подвижный участок трубопровода, соединенного с остальным трубопроводом с помощью неупругих связей. Через центр тяжести вибратора проходит ось, на которой с помощью упругих элементов подвешен вибратор. B устройстве создаются автоколебания с помощью возбудителя, преобразователя перемещений и усилителя, причем частота колебаний вибратора пропорциональна плотности жидкости, протекающей через трубопровод.

Недостатком устройства для измерения плотности жидкости является зависимость результатов измерения от температуры окружающей среды, изменяющей упругие свойства и геомстрические размеры вибратора fI).

Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству является устройство для измерения плотности жидкости, в котором устранена температурная погрешность.

Этот плотномер содержит полый трубчатый вибратор, по которому протекает контролируемая жидкость, возбудитель и приемник колебаний вибратора, цилиндр со сжатым воздуходм, соединенный с воздухопроводом через воздушный вентиль с электроприводом, и груз, перемещающийся внутри цилиндра под давлением воздуха. Измерение плотности контролируемой жидкости производится путем перио5 дического прибавления и вычитания массы груза к массе вибратора с жидкостью и измерения отношения собственных частот вибратора до и после добавления груза так, что измерение независимо от окружающих условий.

10 Недостатками известного плотномера является малая чувствительность, обусловленная большой собственной массой вибратора, большие вес и габариты прибора (2).

15 Цель изобретения — увеличение чувствительности прибора и обеспечение его компактности.

Это достигается тем, что вибратор окружен эллипсообразной рамой, закрепленной в пло20 ских пружинах, соосных большой оси рамы, с грузами, причем большая ось рамы болыпе двойной амплитуды колебаний вибратора, а малая ось рамы больше внешнего диаметра вибратора на величину допуска скользящей

25 посадки, и грузы размещены на боковых наружных поверхностях эллипсообразной рамы, параллельных ее большой оси.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения плотности жидкости; на

30 фиг. 2 — его принципиальная схема.

554482

Устройство содержит корпус 1 с закрепленным в его крышках 2 трубчатым полым вибратором 3, охваченным рамой 4 с расположенными на ней грузами 5, закрепленной в плоских пружинах 6.

Вблизи вибратора 3 в корпусе 1 установлены электромагнитные преобразователи 7 и 8 колебаний, соединенные проводами 9 с разъемом 10. С помощью временного переключающего устройства 11 преобразователи 7 и 8 соединены с измерителем 12 отношения частот.

Работа устройства для измерения плотности жидкости происходит следующим образом.

Временное переключающее устройство 11 подает напряжение питания поочередно на электромагнитные преобразователи 7 и 8. При подаче питания на преобразователь 8, последний, работая как возбудитель колебаний, заставляет вибратор 3 совершать колебания в направлении У вЂ” У (см. фиг. 2). Преобразователь 7, работая в этом случае как приемник, преобразует эти колебания в электрический периодический сигнал, частота которого зависит от плотности контролируемой жидкости и собственной массы вибратора.

В следующий цикл при подаче напряжения питания на преобразователь 7 последний заставляет вибратор 3 совершать колебания в направлении Х вЂ” Х (см. фиг. 2). Преобразователь 8 преобразует эти колебания в электрический периодический сигнал, частота которого зависит от плотности контролируемой жидкости и от суммарной массы вибратора и грузов.

При колебаниях вибратора в направлении малой оси Х вЂ” Х рамы масса грузов добавляется к массе вибратора с контролируемой жидкостью, а при колебаниях в направлении большой оси У вЂ” У рамы масса грузов не добавляется.

Собственная резонансная частота вибратора без добавки груза, т. е. при колебаниях вдоль оси У вЂ” У, определяется выражением:

В2 «Е1

/1 ——

t то + тх< где К вЂ” коэффициент пропорциональности, Š— модуль упругости, 1 — полярный момент инерции.

Собственная резонансная частота вибратора при добавленной массе грузов, т, е. при колебаниях вдоль оси Х вЂ” Х, определяется выражением:

/2 АЕ1

mp+ m < + тдоб

Величины E и 1 являются температурнозависимыми.

10 Отношение квадратов частот колебаний в этих двух взаимно перпендикулярных направлениях, определяемое выражением:

f1

mäîá

ЛХВЫХ вЂ” — 2 — 1 +

15 т„<+ mo является мерой плотности контролируемой жидкости, не зависимой от температуры окружающей среды.

Чувствительность датчика

S= 1/ =0,064

ЬЯ СМВ в диапазоне изменения плотности от 0,702 г/см2 до 0,999 г/см2.

25 Формула изобретения

Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее полый трубчатый вибратор, заполненный контролируемой жидкостью, возбудитель и приемник колебаний вибратора, 30 временное переключающее устройство и измеритель отношения частот, отличающеес я тем, что, с целью увеличения чувствительности прибора и обеспечения его компактности, вибратор окружен эллипсообразной ра35 мой, закрепленной в плоских пружинах, соосных большой оси рамы с грузами, причем большая ось рамы больше двойной амплитуды колебаний вибратора, а малая ось рамы больше внешнего диаметра вибратора на ве40 личину допуска скользящей посадки, и грузы размещены на боковых наружных поверхностях эллипсообразной рамы, параллельных ее большой оси.

Источники информации, принятые во внима45 ние при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 249238, М. Кл. 42l 1/03, 1970 г.

2. Патент США № 3.449.941, Кл. 73 — 32, 1969 r.

554482

Составитель Л. Свешникова

Корректор А, Степанова

Редактор H. Коган

Техред М. Семенов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1624(2 Изд. Мз 355 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5