Камертонный плотномер для жидких сред

 

О П И С А Н И Е (11)7®l353

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Роспуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.10.78 (21) 2674792/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.е

G 01N 9/32

Государствеииый кемитет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 16 (53) УДК 532.14 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (72) Автор изобретения

Ю. К, Т ар анен ко

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) КАМЕРТОННЫИ ПЛОТНОМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к области измерительной техники п, в частности, к устройствам для измерения плотности жидких сред и может найти применение в нефтехимической, химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен камертонный плотномер для жидкостей и суспензий, датчик которого выполнен в виде сдвоенного трубчатого ка- 1р мертона, соединенного через основания с технологическим трубопроводом и приводимого в режим автоколебаний на резонансной частоте, с помощью электромагнитной системы возбуждения (1). 15

Недостатком известного камертонного плотномера является ограниченный диапазон измерения при возрастании плотности исследуемой жидкости.

Известен также камертонный плотномер для жидких сред (2), датчик которого выполнен в виде сдвоенного камертона, на основаниях которого герметично закреплены сильфоны, а камертон и сильфоны заполнены двумя несмешивающимися жидкостя- 25 ми с различными плотностями с границей раздела в середине ветвей.

Недостатком этого плотномера является температурная нестабильность начальной частоты датчика, а также нелинейность его гвадуировочной характеристики.

Целью изобретения является компенсация влияния температуры, повышение чувствительности и линеаризация характеристики.

Указанная цель достигается тем, что плотномер снабжен вторым трубчатым сдвоенным камертоном с системой возбуждения колебаний, установленным в корпусе последовательно с первым и сообщающимся с ним через общую ножку, образованную соединением оснований ножек обоих камертонов, причем общая ножка с отходящпми от нее ветвями камертонов до их середины заполнена одной жидкостью, а установленные на двух других, выступающих за корпус, ножках камертонов сильфоны, а также ножки с отходящими от них ветвями заполнены до середины ветвей другой жидкостью с отличной от первой плотностью.

На чертеже схематично изображен предлагаемый плотномер.

Плотном ер содержит два трубчатых сдвоенных камертона 1, 2 пз ферромагнитного материала, установленных в герметичном корпусе 3 последовательно. Камертоны сообщаются через общую ножку 4, 731353

3 образованную соединением оснований ножек обоих камертонов. Общая ножка и отходящие от нее ветви 5, 6 одного камертона и 7, 8 другого камертона до середины ветвей заполнены одной жидкостью с плотностью р .

Установленные на двух других выступающих за корпус ножках 9, 10 камертонов сильфоны 11, 12, отходящие от них ножки камертонов и ветви до их середины заполнены второй жидкостью с плотностью р», отличной от плотности pi первой жидкости.

Для возбуждения колебаний камертонов, выполненных из ферромагнитного материала, предусмотрены электромагниты 13, 14 и электромагнитные датчики 15, 16, включенные по обычной автогенераторной схеме в цепь усилителей 17, 18. Выходы усилителей через стойку 19, предназначенную для крепления и погружения датчика плотномера, подсоединены на вход смесителя частот 20, установленного в измерительном блоке плотномера. Кроме смесителя частот, в измерительном блоке установлен низкочастотный фильтр 21 и прецизионный частотомер 22, причем выход смесителя подключен на вход фильтра, а выход фильтра на вход частотомера.

Плотномер работает следующим образом.

Начальные импульсы с выхода усилителей 17, 18 поступают на электромагниты

13, 14 соответственно, которые вызывают противофазные колебания ветвей 5, 6, а также ветвей 7, 8, воспринимаемые электромагнитными датчиками 15, 16, с которых после усиления в усилителях 17, 18 вновь подаются на электромагниты 13, 14.

Таким образом, замыкается цепь положительной селективной обратной связи и ветви 5, 6 и 7, 8 камертонов 1, 2 совершают незатухающие автоколебания.

Вертикальное погружение плотномера через стойку 19 в исследуемую жидкость обуславливает перемещение днищ обоих сильфонов 11 и 12 под действием давления гидростатических столбов и плотности, в результате которого часть жидкости с плотностью р1, заполняющей камертон 2, будет вытеснена из ветвей 8, 7, а в освободившийся объем из сильфона 12 войдет жидКОСТЬ С ПЛОТНОСТЬЮ Pg. ðH рг)р масса жидкости в камертоне

2 увеличивается, а в камертоне 1 — уменьшится, что обусловит снижение частоты собственных колебаний камертона 2 и соответственное увеличение частоты в камертоне 1.

Таким образом, с изменением плотности исследуемой жидкости частоты камертонов

1 и 2 будут изменяться в противофазе, разность которых, выделяемая в смесителе 20 и фильтре 21, будет регистрироваться частотомером 22, проградуированным в единицах плотности, При этом в результате вычитания частот температурные уходы их начальных значений (при непогруженных камертонах) камертонов 1, 2 будут взаимокомпенсироваться, а выбирая определенные соотношения между ними, можно получить необходимую линейность градуировочной характеристики.

Формула изобретения

Камертонный плотномер для жидких сред, содержащий трубчатый сдвоенный камертон, сильфоны, заполненные двумя несмешивающимися жидкостями с различными плотностями с границей раздела в середине ветвей камертона, систему возбуждения колебаний и измеритель частоты, отличающийся тем, что, с целью компенсации влияния температуры, повышения чувствительности и линеаризации характеристики, плотномер снабжен вторым трубчатым сдвоенным камертоном с системой возбуждения колебаний, установленным в корпусе последовательно с первым и сообщающимся с ним через общую ножку, образованную соединением оснований ножек обоих камертонов, причем общая ножка с отходящими от нее ветвями камертонов до их середины заполнена одной жидкостью, а установленные на двух других, выступающих за корпус, ножках камертонов сильфоны, а также ножки с отходящими от них ветвями заполнены до середины ветвей другой жидкостью с отличной от первой плотностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 396590, кл. G 01N 9/32, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 2606089/28, кл. G 01N 9/32, 1978, Редактор Н. Коляда

Составитель В. Ермаков

Техред А. Камышникова Корректор О. Данишева

Заказ 752/18 Изд. № 289 Тираж 1033 Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2