Пьезометрический плотномер
ОП ИСАНИЕ
ИЗЬ6РЕТЕ Н ИР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсимп
Социалистических
Республик
Опубликовано 15.05.82. Бюллетень М 18 Дата опубликования описания 17.05.82 (53)M. Кл. g 01M 9/28 ГопударстпенныЯ квинтет СССР по делам изобретения н открмтпя (53) УДК 5З2.14Э (088.8) (54) ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам дпя измерения ппотности жидкости, и может быть использовано в химической промышпе ни ости. Известен пъеэометрический ппотномер, 5 содержащий датчик с измерительной и компенсационной пъезотрубками, опущен ными в измеряемую и этапонную жидкости 11). Недостатками такого устройства явпяются небольшая точность измерения, так как необходимо стабипизировать уровень этапонной жидкости. Известен пъезометрический ппотномер, 15 содержащий датчик с измерительной и компенсационной:пъезотрубками, воздухоподготавпивающее устройство, герметичные сообщающиеся сосуды с одинаковыми ппощадями поперечных сечений и частично заполненными жидкостью, и дифманометр, вкпюченный между двумя допопнитеньными пъезотрубками, опушенными в сосуды, которые соединяются с.пъеэотрубками, помещенными в компенсационный сосуд с эталонной жидкостью и попарно сообщающимися с сосудами, к которым присоединены измерительная и компенсационная пъезотрубки 2). Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерения, ограниченнь|м диапазоном измерения, так как дпя этого необходима замена жидкости в компенсационном сосуде ипи изменение конструкции этого сосуда и точное определение ппотности жидкости. Пель изобретения — создание пъезометрического ппотномера с повышенной точностью измерения и расширенным диапазоном измерения. Дпя достижения поставленной цепи в пьезометрическом ппотномере сообщающиеся герметичные сосуды распопожены на разной высоте, причем сосуды, в которые помещены дополнительные пъеэотрубки, соединены с воздушной средой над измеряемой жидкостью, а один иэ.928195 сообщающихся сосудов выполнен переме- щаемым по вертикапи.t Расположение герметичных сосудов н на резном расстоянии по вертикали по отношению друг K другу поэвопяет ком 5 ,пенсировать балластное давление в стопбе жидкости, создаваемом между ними, в что упрощает пневмогидравлическую схе му ппотномера. Соединение герметичньи и сосудов с воздушной средой над измеря- „D емой жидкостью автоматически компен сирует показания прибора йри изменении н давления (разряжения) в воздушной сре- д де,за счет прииожения давпения к каждому из сообщающихся сосудов, что по- !, вышает точность измерения. Перемещениц одного из герметичнйх еообщающихся сосудов по вертикали изменяет вепичину компенсируемого балластного давления, расширяя диапазон измерения ппотномера. щ На чертеже изображено предпагаемое устройство, общий вид. Устройство состоит из иэмеритепьной 1 и компенсационной 2 пьеэотрубок, опушенных в сосуд с измеряемой жидкостью 25 3, пневмогидравлического преобразоватепя 4, состоящего иэ двух пар одинаковых герметичных сообщающихся сосудов 5 и 6 с одинаковыми площадями попе:речнъцс сечений и напопоьину своих обь- 5а емов заполненными жидкостью. Верхние, части сосудов 5 и 6 соединены между собой и с воздушной средой над исснедуемой жидкостью. Компенсационная 2 и измерительная 1 трубки соединяются с сосудами 7 и 8. В сосуды 5 и 6, расположенные на расстояниях Н и Нп от сосудов 7 и 8 соответственйо, опущены допопнитепьные пьезометрические трубки 9 и 10, которые подключены к дифмано- юр . метру 11 и воэдухоподготавливающему устройству 12 ° Пьеэометрический пнотномер работает спедующим образом. Через воэдухоподготавпивающее. уст3 ройство 12 воздух поступает в измерительную,1 и компенсационную 2 пъезотрубки, которые помещаются в измеряемую жидкость 3. В пьезотрубках 1 и 2 создается гидростатическое давление, которое ск адывается (вычитается) с давлением (раэрежением) воздуха над измеряемой жидкостью и по импупьсным пиниям передается к верхней части сосудов 7 и 8 пневмогидравпического преобразоватепя 4. 5 Жидкость, заполняющая герметичные аообщающиеся сосуды 5 - 8 под действием этого давления перемещается из сосуда 7 в сосуд 5 и из сосуда 8 в сосуд 6. Дпя компенсации необходимого бапластого давления сосуды 5 - 8 располагаютя друг от друга на расстояниях Н> и Н. В результате перемещения жидкости сосудах 5 и 6 гидростатическое давление в допопнитепьных пъеэотрубках 9 10, подключенных к воздухоподготавпивающему устройству 12, изменяется. Перепад давлений воздуха в допопнитепь- ых пьезотрубках 9 и 10 измеряется ифманометром 11 и равен Р Р -Р (н1м ). () Давление воздуха в каждой пьезотрубке равняется разности гидростатического r. давпения жидкости в месте выхода воздуха иэ них в сосудах 5 и 6 и половине давления (разряжения) воздуха над измеряемой жидкостью. Рс — — Р - Рр, (2) Я. Р =Р -ХР, (Э) где Р „- гидростати4 ское давпение жидкости в месте выхода воздуха из дополнительной пьезотрубки 9 в сосуде 5; Р гидростатическое давпение жидкости в.месте выхода воздуха из допопнительной пьезотрубки 10 в сосуде 6; P() - давпение (разряжение) воздуха над измеряемой жидкостью. Гидростатическое давление жидкости в месте выхода воздуха из каждоя допопнитеаьной пъезотрубки равняется разности ,гидростатического давпения, которое равно поповине давпеция воздуха в верхних частях соответствующих сообщающихся cocystoa 7 и 8, и давления:столба жидкости в сосудах высотой Н -.и Но. Р„=- Р„-Ф-H„.ó„, (Ф) ., Р, - « 9 -Ф.Hg.ð„, (й 1 1 где Р и Ро - давпение воздуха в верх1 них частях сосудов 7 и 8 соответственно; Н,, и Н вЂ” расстояние между сосудами 5, 7 и 6, 8 соответственно; р.„ — плотность жидкости, заполняющая сообщающиеся сосуды; о - статический напор. Давпение воздуха в верхних частях каждого иэ, сооудов 7 и 8 равняется сумме 9281 Выражение (1О) показывает, что показания плотномера не зависят от глубины погружения пьезотрубок и от величины давления воздуха над измеряемой жидкостью. Это объясняется тем, что 35 сосуды соединяются с воздушной средой над измеряемой жидкостью. Давление воздуха над измеряемой жидкостью прикладывается к каждому из соответствую- щих сосудов и оно автоматически компен40 сируется, в результате чего точность измерения повышается. Диапазон измерения устанавливается в любых пределах путем изменения высоты установки сосудов (Н -Н ) при перемещении сосуда 5 по вертикали, изменяя значения высоты Н и величины, компенсируемого балластного давления. Точность измерения зависит только, от точности применяемого дифманометра, так как значение величины ЬР может быть сделано как угодно малыми за счет изменения разности (Н <-Н ). Проведены испытания опытного образца пъезометрического плотнвмера. 5 гидростатических давлений жидкости в местах выхода воздуха иэ пъезометрических трубок 1 и 2 и давления (разряжения .воздуха над измеряемой жидкостью;* И 1 Р=Ф Р +Р8 Ж ,Р -"с 99 PS, (1) %, где и., и Q - глубина погружения пьезотрубок 1 и 2; 0 р, - плотность измеряемой среды. Из сосудов 7 и 6 жидкость продавливается в. сосуде 5 и 8 соответственно на высоты Н 1 и Нл. Выражения 4-7 подставляются в,формулы 2 и 3 и получаются сле5 дующие выражения давления воздуха в каждой пьезотрубке: База плотномера (1 0 ) выражается как разность значений h и И, тогда перепад давлений воздуха в дополнительных пьезотрубках 9 и 10 выражается так: Производится контроль плотности растворов в акстракционном процессе. В .плотномере применялся дифманометр типа ДМ-Э1. Результаты испытания показали, что пьезометрический плотномер при диапазоне измерения 0-16 кгlм 5 имеет погрешность измерения + 0,5 кг/м% Конструкция пьезометрического плот» номера позволяет производить измерения плотности в сосудах, работающих под давлением (разряжением) . Расположение герметичных сосудов на разном расстоянии по вертикали по.отношению друг к другу, перемещение одного из них по а вертикали и соединение сосудов, в которые помещены дополнительные пъезотрубки, с воздушной средой над измеряе емой жидкостью позволяют повышать точность измерения, расширить диапазон измерения, укрепить пневмогидравлическую схему, увеличить надежность работы плот- номера и снизить затраты на его изготовление. формула изобретения Пъезометрический плотномер, содержащий датчик с измерительной и йомпенсационной пъезотрубками, воздухоподготавливающее устройство, герметичные сообщающиеся между собой сосуды с равными площадями поперечных сечений,",частично заполненные жидкостью, дифманометр, включенный между двумя 1 дополнительными пьезотрубками, опущенными в сосуды, попарно сообщающимися с сосудами, к которым подсоединены из" мерительная и компенсационная пьезо-. трубки, отличающийся тем,. что, с цепью расширения диапазона измеряемых плотностей, сообщающиеся между собой герметичные сосуды установлены на разной высоте, причем сосуда, в которые помещены дополнительные пьезотрубки, соединены с воздушной средой над исследуемой жидкостью, а один из сообщающихся сосудов выполнен перемещаемым по вертикали. Источники информации, ° принятые во внимание при экспертизе 1. Глыбин И. П. Автоматические плотномеры..Киев, Техника, 1966, с. 7071.. 2. Авторское свиде те льство СССР Кр 665246, кл. Я 01 И 9/28, 1978 (прототип). l" Составитель В. Вощанкин Редактор Н. Ромжа Техреду. НадЬ Корректор И. Муска Заказ 3225/53: Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изюбретений и открытий 113035, Москва, >У- 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектнан, 4 
