Пьезометрический плотномер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК001 И 91 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юл. 9 9ов и А.В. Трофимовинститут химического 8.8)е свидетельство СС01 И 9/18, 1975.свидетельство СССР01 Б 9/18, 1979(54 ) (57,) 1. ПЬЕЗ МЕР, содержащий п постоянного уровн кую трубку, преоб чакций в себя рел отрицательной обр пневмоемкость, пе МЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТН оточный сосудпьеэометричесазователь, вклюйный элемент с тной связью, еменный и постоян(прототип). ный дроссели, усилитель мощности, соединенный с вторичным прибором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, преобразователь дополнительно снабжен пневматическим пульсирующим сопротивлением, при этом выход релейного элемента подключен к камере управления пульсирующего пневматического сопротивления, через усилитель мощности - к вторичному прибору и через постоянный дроссель - к входу пульсирующего пневматического сопротивления, выход которого соединен через переменный дроссель с пьезометрической трубкой, а пневмоемкость подключена к камере пневма- Е тического пульсирующего сопротивления,соединенной с входом релейного элемента.1078279 2, Плотномер по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что релейный элемент выполнен в виде двухпозиционрегулятора с настраи аеэоной нечувствительносногомойти. номере, содержащем проточный сосудпостоянного уровня, пьезометрическую трубку, преобразователь, включающий в себя релейный элемент сотрицательной обратной связью,пневмоемкость, переменный и постоянныйдроссели, усилитель мощности, соедиИзобретение относится к приборостроению, в частности к пневматическим измерителям плотности жидкихсред, и может найти применение дляизмерения плотности в различныхотраслях промышленности.Известно устройство для измеренияплотности жидкости, содержащее пневматический преобразователь, выполненный в виде релейного элемента,включенного по схеме отрицания сотрицательной обратной связью, сосудс постоянным уровнем, колокол и регистратор 13,Недостатком данного устройстваявляется то, что при измерении плотности загрязненных жидкостей, атакже жидкостей, склонных к кристаллизации, на внутренней поверхностиколокола, в частности сиропов и суспензий, происходит изменение внутреннего объема колокола, а поэтомуточность и воспроиэводимость показаний уменьшается.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяпневмометрический плотномер, содержащий проточный сосуд постоянного уровня, релейный элемент сотрицательной обратной связью,пьезометрическую трубку, пневмоемкость, переменный и постоянныйдроссели, усилитель мощности, соединенный с вторичным прибором ) 2 .Недостатком известного устройства для измерения плотности является то, что в процессе работы устройства .газ будет проходить через обадросселя (постоянный и переменный)при заполнении и разгрузке пневмоемкости, установленной в цепиотрицательной обратной связи. Приразгрузке давление из пневмоемкости стравливается тем быстрее, чемменьше давление в пьезометрической трубке, которое является функцией плотности, и чем больше проводимость постоянного дросселя.Расход газа через постоянный дроссельне несет информации о контролируемом параметре и отрицательно влияет на точность измерений. ненный с вторичным прибором, преобразователь дополнительно снабжен 10 пневматическим пульсирующим сопротивлением, при этом выход релейногоэлемента подключен к камере управления пульсирующего пневматического сопротивления, через усилитель мощности - к вторичному прибору и через постоянный дроссель - к входу пульсирующего пневматического сопротив 15 ления, выход которого соединен через переменный дроссель с пьеэометрической трубкой, а пневмоемкость 20 подключена к камере пневматическогопульсирующего сопротивления, соединенной с входом релейного элемента,причем релейный элемент выполнен ввиде двухпозиционного регулятора с 25 настраиваемой зоной нечувствительности.На чертеже изображена схема пьезометрического плотномера.Пьезометрический плотномер содроссель 5 с выходом релейного элемента 1. Камера 6 пульсирующегосопротивления 4 соединена с пнев моемкостью 7 и с входом релейногоэлемента 1. Выход (камера 8)пульсирующего сопротивления 4 черезпеременный дроссель 9 соединен спьезометрической трубкой 10, погру женной в жидкость находящуюся впроточном сосуде с постоянным уровнем (не показан),Принцип работы пьезометрического плотномера заключается в том,что50 процессы заполнения и разгрузки пневмоемкости 7 осуществляются раздельно. При этомК .40 К 2= 0 если Ро =1 иК =ОКФО,еслиРО=О,1 Целью изобретения являетсяповышение точности измерений. Поставленная цель достигаетсятем, что в пьезометрическом плот 55 30 держи :,елейный элемент 1, выход которого соединен через усилитель 2 мощности с вторичным прибором (не показан) и с камерой 3 пневматического пульсирующего сопРотивления З 5 4. Вход пульсирующего сопротивления 4 соединен через постоянныйВНИИПИ Заказ 935/35 Тираж 823 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 где К и К - проводимости постоянного 5 и переменного9 дросселей соответственно;Р - давление на выходерелейного элемента 1.При соединении емкости 7 черездроссель 5 с выходом релейного элемента 1 происходит ее заполнениеот давления Р 1 до Р , устанавливаемых соответствующимги настроечными 10элементами (задатчиками) в конструкции релейного элемента. Время заполнения пневмоемкости 7 от давления Р 1 до Рг является постояннойвеличйной, т.е. независящей от15плотности контролируемой жидкости,После достижения давлением в пневмоемкости 7 значения Рг начинаетсяпроцесс разгрузки посредством соединения пневмоемкости 7 через 20переменный дроссель с пьезометрической трубкой 10, Время разгрузкипневмоемкости 7 от давления Р 2до Р зависит от гидростатическогодавления, т.е. при постоянном уровне - от плотности жидкости р,Пьезометрический плотномер работает следующим образом.Пусть в начальный момент времени на выходе релейного элемента 1будет давление Р = 1. Это давление поступает через усилитель 2мощности на вход вторичного прибора,в камеру 3 управления пневматическим пульсирующим сопротивлением 4и через постоянный дроссель 535на вход пульсирующего сопротивления4. Под действием давления Ро = 1мембранный блок пульсирующего сопротивления 4 перемещается вниз, соединяя при этом вход с камерой б, 40пневмоемкостью 7 и с входом релейного элемента 1. В общем объеме,состоящем из камеры б, пневмоемкости 7 и соединительного объема (объемсоединительных трубок), начинает 45расти давление Рч. Время, в течениекоторого давление РЧ в общем объемеЧ увеличивается от значения Р 1 доР 2 (Рг - веРхний пРеДел сРабатываниЯ,а Р 1 - нижний предел срабатывания 50релейного элемента) при входномдавлении Рз = 1, определяется уравнением где с = Ч/ЙТК 1- постоянная инерционного звена (дроссель 5, общий объем Ч), где Ч - общий объем, В - газовая. постоянная, Т - температура. Время Ф.,: соли иопределяется как видно из полученной формулы, значениями постоянной времени г уровнями давлений срабатывания релейного элемента.Как только давление в общем объеме Ч достигнет значения Рг, произойдет переключение релейного элемента 1 и на его выходе будет сигнал нулевого уровня, т.е, РО = 0; Под действием подпора пульсирующее сопротивление 4 переключателя соединяет общий объем Ч через дроссель 9 с проводимостью Кг с пьеэометрической трубкой 10.После переключения пульсирующего сопротивления начинается разгрузка емкости Ч от давления Рг до Р при сообщении с измерительной трубкой, давление в которой Рг = рЬ, где Ру - гидростатическое давление, р - ускорение свободного падения, Ь - уровень жидкости, Время разгрузки общего объема Ч определяется формулой где Ф., = Ч 1/ВТК- постоянная времени, Ч = Ч + Ч - объем глухойГ пневматической камеры; Ч - объем камеры 8.После достижения давлечием в общем объеме значения Рпроизойдет обратное переключ ние релейного элемента 1, при котором на его выходе вновь появится сигнал единичного уровня, т.е. Ро = 1. Вновь начинается процесс заполнения общего объема сжатым воздухом, который происходит аналогично рассмотренному.На выходе предложенного пьезометрического пло номера будет последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых . является функцией плотности контролируемой жидкости.Применение в схеме предлагаемого плотномера пульсирующего пневматического сопротивления позволяет исключить влияние соотношения проводимостей постоянного и переменного сопротивлений на результат измерений, что повышает точность и надежность измерений. Введение в конструкцию релейного элемента в виде двухпозиционного регулятора с настраиваемой зоной нечувствительности дает воэможность независимой настройки давлений срабатывания, что позволяет воздействовать на частоту выходного сигнала.