Поплавковый плотномер

 

О П И С А Н И Е („,968701

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистиииеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06.04.81 (2}) 3270257/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5l)NL. Кл.

G 01 М 9/16

1Ьаудеротееииый комитет

СССР яо аелеи изобретений и открытий (53) УД3 548. 137 (088.8) Опубликовано 23.10. 82. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 25.10.82 (72) Автор. изобретения

С. Д. Блонский

Днепропетровский ордена Трудового Краси химико-технологический институт им. Ф,Э (71) Заявитель (5") ПОПЛАВКОВЫЙ OJlOTHOMEP

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для автоматического измерения плотно сти жид ко стей .

Известен плотномер жидкостей, со". держащий измерительный сосуд, подвижную систему в виде поплавка с постоянным магнитом, расположенным в поле двойного соленоида, и сердечником из ферромагнитного материала, расположенным в поле индукционной катушки, из- о мерительный мост переменного тока, блок управления токой .соленоида и вторичный прибор (1).

Однако этот плотномер имеет.сложную конструкцию и недостаточно высокую точность измерения из-за наличия трения подвижной системы об ее направляющие и взаимодействия с ней магнитных полей соленоидов.

Известен плотномер для измерения плотности жидкости, включающий изме" рительный сосуд, поплавок, высота по2 гружения которого зависит от плотности испытуемой жидкости, детектор, преобразующий вертикальное смещение йоплавка в электрические сигналы, электромагнитный генератор для возвращения поплавка в исходное состояние по сигналам из детектора, схему для формирования сигналов управления генератором, магнитный генератор для регулирования веса погруженной в жидкость части поплавка123, Однако в данном плотномере при небольших изменениях плотности жидкости высота погружения поплавка иэ-за третия его об направляющие и магнит" ного взаимодействия с детектором ос" тается неизменной и, ° таким образом, . возникает погрешность при измерении: плотности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для определения плотности жидкостей, содержащее первую и вторую камеры, в

9687 которые последовательно поступает испытуемая жидкость. Вторая камера снабжена лопастным ареометром, который может свободно вращаться в жидкости. Камеры имеют каналы для слива жидкости, что обеспечивает в них постоянство уровней, причем уровень в первой камере выше, чем во второй.

Для перетока жидкости из первой камеры во вторую в перегородке предусмотре- 10 но несколько отверстий, через которые струи жидкости попадают на лопасти ареометра и приводят его во вращение. Прибор снабжен устройством для измерения относительной высоты подь 1 ема ареометра (3 j.

Однако в известном плотномере силь струй перетекающей жидкости дейст,вуют в одном направлении на лопасти и смещают ареометр в этом же направлении. В результате это вызывает трение хвостовика ареометра в верхней и нижней точках направляющей, что вносит погрешность при измерении плотности. Кроме того, дополнительная по" gg грешность возникает также от взаимодействия магнитных полей в устройстве измерения высоты подъема ареометра, в данном плотномере не обеспечивается также надежность непрерывного враще- 30 ния поплавка.

Целью изобретения является. повышение точности измерения плотности и уменьшение расхода испытуемой жидкости °

Поставленная цель достигается тем, что в поплавковом плотномере, содержащем проточный измерительный сосуд с постоянным уровнем слива жидкости, вращающийся в испытуемой жидкости поплавок из диамагнитного материала с хвостовиком, расположенным в дифференциально-трансформаторном датчике, и вторичный измерительный прибор, внутри поплавка к его днищу прикреплены диаметрально противоположно четыре одинаковых магнитопровода, а снаружи измерительного сосуда в зоне вертикального перемещения магнитопроводов расположены электромагниты, причем обмотки противоположно установленных электромагнитов соединены между co"" бой последовательно и подключены к неподвижным контактам временного релейного устройства, осуществляющего поочередное подключение питания к электромагнитам, создающим вращвющее магнитное поле, а первичная обмотка .дифференциально-трансформаторного

01 4 датчика соединена с блоком питания через реле времени.

На фиг. 1 представлен поплавковый плотномер, общий вид; на фиг. 2 " расположение электромагнитов и схема соединения их с временным релейнымустройством, разрез А-Я на фиг. 1.

Автоматический поплавковый плотномер включает измерительный сосуд 1, в котором расположен поплавок 2 из диамагнитного материала с хвостовиком 3 в виде тонкостенной трубки, в которой закреплена трубка 4 из ферромагнитного материала с продольным разрезом. Измерительный сосуд имеет входной 5 и выходной 6 патрубки. Для поддержания постоянного уровня жидкости в измерительном сосуде предусмотрен переливной порог 7. Хвостовик поплавка свободно расположен в катушке 8 дифференциально-трансформаторного датчика, состоящего из пер .вичной обмотки 9, соединенной через реле 10 времени с блоком 11 питания, и двух вторичных обмоток 12, выход которых подключен к вторичному измерительному прибору 13. Внутри поплавка к его днищу прикреплены диаметрально противоположно четыре одинаковых магнитопровода 14. Снаружи измерительного сосуда в зоне вертикального перемещения магнитопроводов расположено двенадцать электромагнитов 15, высота которых соответствует полному ходу магнитопроводов по вертикали. Обмотки каждых противоположно расположенных электромагнитов соединены между собой последовательно и подключены к соответствующим неподвижным контактам 16 временного релейного устройства, осуществляющего с помощью подвижного контакта 17 поочередное подключение питания к электромагнитам, создающим, таким образом, вращающее магнитное поле. Для вращения подвижного контакта использован. электродвигатель 18 постоянного тока с редуктором, питание к которому подключено через резистор 19 для регулирования числа оборотов. Неподвижные контакты выполнены съемными для подбора требуемой длительности электрического сигнала с целью обеспечения надежности вращения поплавка в жидкостях различной вязкости.. Для стабилизации температуры испытуемой жидкости в измерительном сосуде предусмотрен штуцер 20 для датчика температуры и нагреватель 21 с термоизолФЦией.

968

Плотномер работает следующим образом.

Испытуемая жидкость поступает через входной патрубок 5 в измерительный сосуд 1 и, переливаясь через по- S рог 7, выходит через патрубок 6. Попла" вок 2 полностью погружен в жидкость и положение его определяется плотнос-. тью этой жидкости. При изменении плот-, ности испытуемой жидкости изменяется to положение ферромагнитной трубки 4, закрепленной в хвостовике 3, в результате чего изменяется электричес" кий сигнал на выходе вторичных обмоток 12 дифференциально-трансформатор- 1 ного датчика. Первичная обмотка 9 питается переменным напряжением от стабилизированного источника 11 питания через реле IO времени, что обеспечивает уравновешивание поплавка при 26 отсутствии взаимодействия магнитного поля обмоток дифференциально-трансформаторного датчика и ферромагнитной трубки 4. Выходное напряжение вторичных обмоток 12, пропорциональное плотМ ности испытуемой жидкости, измеряется цифровым милливольтметром 13 с инди" . кацией последнего измеренного значе ния в интервале времени, когда питание на датчик не подается. 30

Поплавок приводится во вращение благодаря наличию укрепленных к дни щу поплавка четырех магнитопроводов 14 и двенадцати электромагнитов 15, при этом подвижный контакт 17 электромеханического релейного устройства совершает 8-16 об/мин, что соответствует поочередной подаче на электрОмагниты 15 импульсов постоянного тока длительностью 0,3-0,4 с через интервалы 2-0,8 с. В момент прохождения тока через обмотки электромагнитов магнитопроводы вместе с поплавком стремятся провернуться в поле с наибольшей магнитной напряженностью. При ,отключении тока вращение поплавка про, должается по инерции до подачи следующего импульса тока. Наличие четырех одинаковых магнитопроводов 14 и магнитных полей с параллельными линиями напряженности обеспечивает действие на поплавок только вращающих сил, одинаковых по величине, что одновременно производит и центрирование поплавка. Температуру испытуемой жид- кости воспринимает датчик, установленный*в штуцере 20, и при снижении

701 В ее от заданного значения регулирующее устройство включает нагреватель 21.

Автоматический поплавковый плотномер обладает высокой точностью изме". рения, потому что вращающее устройство поплавка одновременно осуществля» вт его центрирование. Кроме того, в предлагаемом плотномере исключено влияние магнитного взаимодействия поля с ферромагнитной трубкой при измерении высоты подъема поплавка. По срав" нению с известным плотномером требует» ся значительно меньший расход испытуемой жидкости. Прибор не требует затрат ручного труда при измерении, конструктивно прост и надежен в экс" плуатации. Он может быть использован для автоматического измерения плот" ности любых жидкостей, в том числе и агрессивных. Плотномер может быть тайже использован в автоматических системах управления технологическими процессаыи.

Формула изобретения

Поплавковый плотномер, содержащий проточный сосуд с постоянным уровнем слива жидкости, вращающийся в испытуемой жидкости-:пойлавок из диамагнитного материала с хвостовиком, расположенным в дифференциально"трансфор маторном датчике, и вторичный прибор, отличающийся тем, ;что, с.целью повышения точности измен .,ренин, внутри поллавка к его днищу прикреплены диаметрально противоположно магнитопроводы, а снаружи проточного сосуда в зоне вертикального перемещения магнитопроводов располо" жены электромагниты, обмотки., проти" воположно установленных электромагнитов соединены между собой последовательно и подключены к неподвижным контактам временного релейного устройства, а первичная обмотка дифференциаль" но-трансформаторного датчика соединена с блоком питания через реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР. 665248, кл. G 01 N 9/18, !979.

2. Заявка Японии У 54-18149, кл. С 01 и 9/12, 1979 °

3. Патент США 11 3952761, кл. G 01 М 9/15, опублик. 1976 (прототип)., 968701

Составитель В. Крутин

Редактор П, Коссей Техреду Ж. Кастелевич Корректор C- Шекмар

Заказ 5155/71 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)035 Москва Ж-Я Ра шская наб. @. 4/$

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4