Пневматический плотномер

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<,>748186 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено. 100578 (21) 261418б/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 1 0780.Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.0780 (51)М. Кл.2

G 01 (ч 9/28

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 532 14 (088. 8) (72) Авторы изобретения. P, A. Нейдорф, В, М, Ребик и В, Ф, Лихота (71) Заявитель

Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИИ ПЛОТНОМЕР

Изобретение относитс я к измерите льной технике, в частности к технике измерения плотности жидких сред, Известно устройство, содержащее две измерительные трубки, погруженные 5 в исследуемую среду на различную глубину, дифференциальный манометр и компенсационную схему (1), Недостатком его является низкая точность измерения. 10

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является пневматический плотномер жидкости, содержащий две измерительные трубки, погруженные в резервуар с контролиру-15 емой средой, регулятор расхода воздуха, пятимембранный элемент сравнения, воспринимающий разность давлений в измерительных трубках, которая является мерой плотности, с одновремен-20 ным умножением на постоянный коэффициент при помощи дроссельного делителя со сдвигом (2) .

Как известно, дроссельный делитель является нелинейным элементом пнев- 25 мосхем, нелинейность которого составляет до 5Ъ и в широком диапазоне умножения на постоянный коэффициент существенно снижает точность измерения, 30

Цель изобретения — повышение точности измерения плотности.

Цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит второй элемент сравнения, к отрицательной камере второго элемента, подключено сопло первого элемента сравнения и вход дросселя, выход которого соединен с атмосферой; положительная камера второго пятимембранного элемента соединена с выходом задатчика давления, при этом выход второго элемента сравнения соединен с камерой сопла элемента и схемой умножения на постоянный коэффициент, подсоединенной к регистрирующему прибору.

На чертеже приведена схема плотномера.

Плотномер состоит из регулятора 1 расхода воздуха, измерительных трубок 2, первого элемента сравнения 3, дросселя 4, второго элемента сравнения 5, задатчика б давления, элемента сравнения 7, дроссельного сумматора 8, усилителя мощности 9, регистрирующего прибора 10 °

Воздух от регулятора 1 расхода поступает в измерительные трубки 2, которые погружены на различную глубину в исследуемую жидкость, причем

748186 расстояние между торцами. измерительных трубок равно h. Трубка, опущенная, на большую глубину, соединена с положительной камерой, а трубка, опущенная на меньшую глубину, — с отрица" тельной камерой элемента 3. Сопло элемента 3 соединено со входом дросселя 4, второй вход которого соединен с атмосферой и с отрицательной камерой элемента 5, выполняющего операцию сравнения, положительная камера которого соединена с выходом задатчика 6, Выход элемента 5 соединен с камерой сопла элемента 3 и со схемой умножения на постоянный коэффициент со сдвигом (УКС), которая состоит из элемента сравнения 7, дроссельного сумматора 8 и усилителя мощности 9 °

Выходной сигнал элемента 5 поступает в положительную камеру элемента 7, в отрицательную камеру которого подается постоянное давление Ро, определяющее нуль прибора. Элемент 7 выполняет операцию сложения двух сигналов с одновременным умножением на постоянный коэффициент, за счет охвата этого элемента обратной связью через дроссельный сумматор 8. Выход элемента подключен также к усилителю мощности 9, выход последнего — к регистрирующему прибору 10.

Изменение плотности контролируемой жидкости приводит к пропорциональному изменению разности давлений в положительной и отрицательной глухих камерах элемента 3 и перемещению мембранного блока. В результате этого происходит изменение зазора между торцом сопла С и заслонкой, что приводит к изменению расхода через дроссель .4, Изменение расхода вызывает изменение давления в отрицательной камере элемента 5, которое сравнивается с давлением задатчика 6 ° Этот разбаланс вызывает перемещение мембранного блока элемента 5 и открытие питающего сопла этого элемента, Выходное давление элемента 5 поступает в проточную камеру элемента 3 и приводит мембранный блок этого элемента в равновесие.

В равновесном состоянии выходное давление - давление в проточной камере элемента 3 — определяется соотношением

PSbi»f P Б">P f+P F p f=0, откуда

Ьы» у х где Рз„„.— давление в проточной камере элемента 3

Р и P - давление в измерительных

1 трубках, опущенных соот ветственно на большую и меньшую глубину

Р и f - эффективные площади мембранного блока большой и малой мощности мембран соответственно.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Кулаков М, В, Технологические измерения и приборы химических производств. N. Машиностроение, 1974, с, 332-334, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 494659, кл. G 01Н9/04, 1974 (прото тип) .

Из соотношения видно что разность

Р, -Р умножается на коэфФициент больше единицы, который определяется отношением эффективных площадей. Таким образом, в предложенной схемке плотномера коэффициент умножения сигнала по давлению определяется двумя составляющими: коэффициентом умножения дифманометра (элемента 3) K „с подключенным к нему вторым элементом сравнения и дросселем и коэффициентом умножения схемы со сдвигом К „ где

К8„= 7-;8, K = К К „» так как основное умножение происходит за счет соотношения эффективных площадей, а этот элемент имеет более линейную характе15 ристику. Поскольку это соотнсшение постоянно для этого элемента, общий коэффициент умножения К оказывается более стабильным.

Давление Рр, ц, послупает в положиЩ тельную камеру элемента 7, выполняющего операцию суммирования, в отрицательную камеру которого поступает давление Р, определяющее начальную точку диапазона измерения ° Разность

25 этих давлений умножается на постоянный коэффициент с помощью дроссельного сумматора, включенного в положительную обратную связь элемента 7 и предназначенного для настройки диапазон а измерени я. Выходной си гн ал элемента 7 через усилитель мощности

9 поступает на регистрирующий прибор 10.

Формула из обретения

Пневматический плотномер, содержащий две измерительные трубки, погруженные на различную глубину в резервуар с контролируемой средой, регулятор расхода воздуха, дифманометру выполненный в виде пятимембранного

40 элемента сравнения, схему умножения на постоянный коэффициент, о .т л и ч аю щи и с я тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно содержит второй пятимембранный

45 элемент сравнения, к отрицательной камере которого подключены сопло первого элемента сравнения и вход дросселя, выход которого соединен с атмосферой, положительная камера втоЯ рого пятимембранного элемента соединена с выходом задатчика давления, при этом выход второго элемента сравнения соединен с камерой сопла первого элемента сравнения и схемой умножения на постоянный коэффициент, подсоединенной к регистрирующему прибоРув

74 81 86

1 1

Составитель Л. Свешникова

Редактор Т ° Орловская Техред О. Андрейко корректор В. Синицкая

3 ак аэ 4 22 3/2 8 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

ФилиаЛ ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4