Камертонный плотномер для жидких сред

СООЗ СОВЕТСНИХХЯМФМПЮМЯФЯРЕСПУБЛИК ГОСХЭЧфСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СЩРЛОВ Иаай Н ОНЪай ИЗОБРЕТ ИСА иМ," АВТОРСКОМ У ельство 2, 980. льство СС2, 1980 ОТНОИЕР ДЛЯ корпус, даттрубчатого ильфонов, ус" . щнх за корпус(54)(57) КАМЕРТОННЫЙ ПЛЖИДКИХ СРЕД, содержащийчнк, выполненный в видесдвоенного камертона, становленных на выступаю ЯО 087830З(З 3 0 01 Я 9 32 ножках камертона и образующих с нимединую полость, заполненную двумянесмевивающимися жидкостями с различной плотностью и границей раздела всередине ветвей, систему возбужденияколебаний камертона и измерительныйприбор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения максимальной чувствительности датчика вовсем диапазоне измерений, на ножкахкамертона дополнительно установленыдва компенсационных сильона, торцовые стенки которых через равноплечийрычаг связаны с пропорциональным преобразователем силы.830 2 1 087Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может найтиприменение для измерения плотностижидких сред в химической, нефтехимической, горнодобывающей и других отраслях промышленности.Известен камертонный плотномер дляжидких сред, датчик которого выполненв виде двух последовательыо установ"ленных в герметичном корпусе сдвоеннык трубчатых камертонов, на выступающих за корпус основаниях которыхустановлены сильфоны, при этом камер-.тоны и сильфоны заполнены несмешивающимися жидкостями с границей раздела15ф в середине ветвей11,Недостатком указанногО плотномераявляется снижение абсолютной чувствительности при отклонении границы раздела жидкостей, запвлняющих ветви, отположения, для которого рассчитывают 20ся оптимальные геометрические размеры ветвей.Наиболее близким к изобретению является камертонный плотномер для жид 25;выполненный в виде трубчатого сдвоенного камертона, сильфонов, установленных иа выступающих за корпус ножкахкамертона и образующих с ним единуюполость, заполненную двумя несмешива-З 0ющимися жидкостями с различной плотностью и границей раздела в серединеветвей, систему возбуждения колебаний камертона и измерительный прибор 2. 35При погружении известного плотномера в контролируемую среду сильфоныдеформируются под действием разностиее гидростатических давлений и перемещают границу раздела жидкостей,40заполняющих камертон. Так как заполняющие камертон жидкости имеютразличные плотности, то при перемещении границы . раздела изменяетсямасса ветвей камертона, а следова. тельно, его частота колебаний, которая зависит от контролируемой плот.ности.Однако в известном плотномере максимум чувствительности резонатора достигается только в одной точке диапазона измерений обычно в середине диапазона), для которой определены геометрические размеры резонатора. 55 Это объясняется тем, что в соотношение для определения толщины стенки а камертона, обеспечивающей максимум чувствительности, входит плотность среды в камертоне.При отклонении контролируемой плотйости от значения, для которого определена толщина п стенки, абсолютная чувствительность уменьшается.Целью, изобретения является обесапечете максимальной чувствительности датчика во всем диапазоне измерений.Поставленная цель достигается тем, что в камертонном плотномере для жидких сред, содержащем корпус, датчик, выполненный в виде трубчатого сдвоенного камертона, сильфонов, установленных на выступающих за корпус ножках камертона и образующих с ним единую полость, заполненную двумя несмешивающимися жидкостями с различйой плотностью и границей раздела в середине ветвей, систему возбуждения колебаний камертона и измерительный прибор, на ножках камертона дополнительно установлены два компенсационных сильфона, торцовые стенки которых через равноплечий рычаг связаны с пропорциональным преобразователемсилы,Такое выполнение плотномера поэ" воляет застабилизировать границу раз дела заполняющих камертон жидкостейв одном положении независимо от значения измеряемой плотности. Посколь-.ку толщина стенки камертона выбранадля указанного положения границыраздела, то камертон имеет максимальную чувствительность во всех диапазонах измерения. На чертеже изображена блок-схемаплотномера.Плотномер содержит резонатор 1типа сдвоенного трубчатого камертонаустановленного в герметичном корпусе 2. На основаниях 3 и ц камертона,выступающих эа корпус, установленыосновные сильфоны 5 и 6. В корпусе 2также установлены компенсационныеснльфоны 7 и 8, сообщающиеся черезоснования камертона с основными сильфонамиОсновные и компенсационныесильфоны, а также ветви камертона доих середин заполнены двумя несмешивающимися жидкостями 9 и 1 О с различной плотностью и границей разделав середине ветвей. Центры компенсационных сильфонов при помощи шарниров соединены с рычагом 11, установленным на оси 12,Тираж .823 Подписное ВНИИПИ Государственного- комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 2646/37 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1087Конец рычага механически связанс пропорциональным преобразователемсилы 13. Измерительная цепь плотномера включает приемник колебаний 14,усилитель 15, возбудитель колебаний16, включенные по схеме электромеханического автогенератора. В измери"тельную цепь входит опорный генера-тор 17, например любой низкочастотный генератор с плавной регулировкой 10частоты, блок 18 вычитания частот,например, собранный по схеме с знакочувствительным входом.На вход блока вычитания частотподключен выход опорного генератораи системы возбуждения колебаний камертона, а выход блока вычитаниячастот поцключен ко входу стандартно.го дискретно-аналогового преобразователя 9, выход которого подключен кизмерительному прибору 20, напримерк автоматическому потенциометру, ик пропорциональному преобразователюсилы.Плотномер погружается в контролируемую среду 21 с помощью штанги 22,в которой проложены соединительныекабели для связи датчика с измерительной цепью.Прибор работает следущцим образом,После погружсния датчика в среду21 так, что верхний сильфон 5 погружен на глубину Ь, а нижний силь"фон 6 на глубину Ь , на сильфоны на-чинает деистнов:и:ь гидростатическое35давление Р = рдЬ; р = дЬ контролируемой среди. Под действиемразности этих давлений йрр - Рр1= д(Ь -. ) пропорциональной контро(ъ ( 40лируемой плотности, перемещается засчет деформации сильфонов границараздела жидкостей 9 и 10 в камерто- . 830 4не, В результате этого изменяетсямасса ветви камертона, а следователь"но, частота его колебаний, возбуждае"мьпс возбудителем 16, сигнал обратной связи на который поступает отприемника 14 через усилитель 15, отклоняется от своего начального значения Г,Это значение установлено на генераторе 17, поэтому на выходе блока 18вычитания частот появляется сигнал,пропорциональный отклонению частотыкамертона, а следовательно контролируемой плотности,Этот частотный сигнал преобразуется в аналоговый блоком 19, регистрируется измерительным прибором 20и преобразуется преобразователем 13в усилие, которое вызывает поворотрычага 11 вокруг оси 12, при этомсильфоны 7 и 8 деформируются, возвращая границу раздела жидкостей 9и 10 в положение, близкое к первоначальному. Этим обеспечивается статическое следящее уравновешивающеесохранение границы раздела жидкостей9 и 10 в одной зоне при любом значении контролируемой плотности, что,обеспечивает при заданной относительиои толщине стенки и - камертонач 3дмаксимум чувствительности во всемдиапазоне измерений.В предлагаемом приборе при толщине стенки резонатора, обеспечивающеймаксимум чувствительности о в сепсахредине диапазона контролируемыхплотностей, чувствительность Я,Яна краях диапазона примерно в трираза меньше Я , поэтому средняяФахдчувствительность датчика предлагаемого плотномера втрое выше, Это позволяет повысить точность измеренияна ЗОБ.