Датчик плотности прозрачных жид-костей

 

ОП ИСАИИ

ИЗОБРЕТЕНИ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 160479 (21) 2 у 52209/1 с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетОпубликовано 23.01.81 Бюллетень Й

Дата опубликования описания 23018

G 01 N 9/12

Государственный комитет

СССР ио девам изобретений и открытий

УД 532. 14 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Г.Шашков, В,И.Тюкаев, А.Д.Иалярчиков и Л.В.Булгакова

Ордена Трудового Красного Знамени Институт, теплои массообмена им. A.Â.Ëûêîâà АН Белорусской CCP (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ ПРОЗРАЧЧЫХ ЖИДКОСТЕЯ

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в тех областях промышленности и науки, где необходимо производить непрерывное или дистанционное измерение плотности прозрачных жидких сред, в частности в химической промышленности.

Известно устройство для непрерывного измерения плотности жидкости, содержащее проточную часть, выполненную в виде двух соединенных трубой цилиндров, s один из которых помещен сосуд с жидкостью эталонной плотности и компенсирующим поплавком,, а s дру1ой — измерительный поплавок, омывае-, мый контролируемой жидкостью.Оба поплавка подвешены с помощью гибких связей к горизонтальному равноплечному рычагу, который связан с вертикальным суммирующим рычагом, соединенным с преобразователем типа сопло-заслонка, а подвижный элемент настройки на диапазон-с сильфоном обратной связи (1). 2е

Однако. сложность рычажной тФеобразующей схемы, наличие технологических зазоров в опорах, воэможность появления сухого трения и т.п. вызывает дополнительные погрешности, отрицательна сказывакяциеся на стабильности 0 шкалы, усложняют настройку и эксплуатацию прибора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является арео метр, широко применяемый для визуального наблюдения и измерения плотности жидкостей, в том числе и прозрачных. Он выполнен в виде стеклянных колб с дробью и пробкой, к которым сверху соосно припаяна мерная трубка со шкалой отсчета. Чем меньше относительная плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр. Поэтому на его шкале вверху нанесено наименьшее значение относительной плотности, которое можно определить данным ареометром, внизу-наибольшее (2).

Недостатком является то, что прибо не позволяет производить замеры плотности одновременно визуально и дистан ционно с записью показаний.

Цель изобретения — обеспечение воз можности дистанционного измерения плотности прозрачных жидкостей и повышения точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве, состоящем иэ колбы, частично заполненной балластом, трубки со шкалой отсчета, соосно прикрепленную к верхней части колбы, колба выполнена

798543 в виде полого тороида из прозрачного материала, в полости которого параллельно его оси размещены фотоэлемент, электрически связанный с блоком-анализатором (на чертеже не показан), и баллон с термочувствительной жидкостью,. своей полостью соединенный с полостЬф, образованной внутренней прозрачной стенкой тороида и светочувствительной поверхностью фотоэлемента; полостью трубки отсчета, в полость прозрачной трубки со шкалой отсчета снабжена ис- 10 точником излучения, расположенным по оси тороида выше верхнего края светочувствительной поверхности фотоэлемента,и светочувствительной панелью, размещенной коаксиально по высоте 15 трубки. выше верхней кромки светочувствительной панели закреплен на трубке второй источник излучения, ориентированный под углом к светочувствительной поверхности этой панели. 20

Кроме того, светочувствительные поверхности фотоэлемента и панели выполнены ттилиндрическими и размещены в ™озтостях колбы и трубки коаксиальгРи 3T0M H BTQPQA HcTo LHHK HBJI57- р5 чення, размещенный на верхней части трубки, выполнен в виде тора и также размещен коаксиально, а светочувствительные поверхности имеют высоту по крайней мере 2/3 соответственно высоты колбы и трубки, что позволяет при- менять датчик в широком диапазоне температур.

На чертеже представлена конструкция датчика плотности прозрачных жидких сред.

Датчик состоит из прозрачного тороида 1, представляющего собой колбу ареометра, где размещен балласт (свинцовая дробь) 2, ограниченный пробкой

3, имеющего полость 4 в виде зазора, 40 размером от десятков микрон до миллиметра (в зависимости от вязкости прозрачной термочувствительной жидкости), сообщающуюся с полостью баллона 5 с жидкостью 6 и ограниченной фотоэле- д ментом 7, светочувствительная поверхность которого обращена к внутренней ограждающей прозрачной поверхности тороида, прозрачной трубки 8 со шкалой отсчета, трубок 9, соединяющих пОлости тороида 1 и показывающей трубки 8, а также полость 4. В полости трубки 8 размещена светочувствитель-, ная панель 10, электрически связанная как и фотоэлемент 7 с блоком-анализатором (на чертеже не показан). Выше кромки светочувствительной поверхности панели 10 к трубке 8 прикреплен источник излучения 11, выполненный, например, в виде тора, а в нижней части трубки 8 размещен источник иэлуче- 69 ния 12 с отражателем 13; Позицией 14 указаны электрические связи фотопре-образователей с блоком-анализатором.

Работа датчика плотности прозрачных жидкостей, в случае визуального 65 принципа действия, осуществляется следующим образом. {При визуальном контроле этот датчик работает также как обычный ареометр) .

Погруженный в контролируемую прозрачную жидкость датчик плотности благодаря своей плавучести находится в определенном положении, но его колба

1 всегда находИтся ниже уровня контролируемой жидкости. Электрическими связями источники излучения 11 и 12 (в случае неавтономного питания) подключены х источникам питания (на чертеже не показан), а фотоэлемент 7 и светочувствительная панель 10 связями 14 соединены с блоком-анализатором (на чертеже не показан). Температура контролируемой жидкости оказывает влияние на термрчувствительную жидкость б, которая в зависимости от температуры окружающей среды устанавливается на том или ином уровне в зазоре 4. Свет от источника излучения

12, в зависимости от величины светотени, зависящей от столба термочувствительной жидкости б в зазоре 4 и образующейся на границе раздела прозрачной внутренней ограждающей поверхности тороида 1, воздействуя на светочувствительную поверхность фотоэлемента 7, вызывает определенную величину ЭДС, которая соответствует конкретной температуре блока-анализатора (находящейся в амяти его). При этом измерительная трубка 8 занимает по высоте относительно уровня контролируемой жидкости определенное положение. Свет от источника 11 излучения благодаря светотени на границе раздела прозрачная ограждающая поверхность трубки 8 — гаэ в зазоре между трубкой и светочувствительной панелью 10 (светотень устанавливается только на отрезке трубки, который в конкретный момент времени погружен в прозрачную контролируемую жидкость, .вызывает определенную ЭДС, равную конкретному погружению датчика в жидкую среду, измеряется ее плотность ° ЭДС соответствует конкретной величине при соответствующей температуре плотности, имеющейся в памяти блока-анализатора.

Итак, сигналы можно получать непрерывно, регистрируя величину плотности или управляя технологическим процессом.

Формула изобретения

1. Датчик плотности прозрачных жидкостей, содержащий герметичную колбу, частично заполненную балластом, трубку со шкалой отсчета, соосно прикрепленную к верхней части колбы, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения, колба выполнена в виде полого тороида из прозрачного материала, в полости

Составитель Л.Свешникова

Редактор В.Жиленко Техред Е.Гаврылешко Корректор О. Ковинская

Заказ 10010/51 . Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 которого параллельно его оси размещены фотоэлемент и баллон с жидкостью, сообщенный с полостью, образованной внутренней прозрачной стенкой тороида и светочувствительной поверхностью фотоэлемента и полостью трубки отсчета, полость прозрачной трубки со шкалой снабжена источником излучения, расположенным по оси тороида выше верхнего края светочувствительной поверхности фотоэлемента, и светочувствительной панелью, размещенной коаксиаль- но по высоте трубки, при этом на верхнем конце трубки, выше верхней кромки светочувствительной панели, закреплен второй источник излучения.

2. Датчик по п. 1, отличаю- 15 шийся " тем, что, с целью обеспечения возможности контроля плотности в широком диапазоне температур, светочувствительные поверхности выполнены по высоте, равными по крайней мере

2/3 от высоты колбы и трубки отсчета соответственно.

3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, светочувствительные поверхности фотоэлемента и панели выполнены цилиндрическими, при этом второй источник излучения выполнен в виде тора, установленного коаксиально тороиду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кивилис С.С. Техника измерения плотности .

2. П.И.Воскресенский. Техника лабораторных работ изд. 6, Л., Химия, 1964, с. 467 (прототип).