Устройство для измерения плотности жидкости

(51) М. Кл 2 6 01 М 9/2 сударственныи комитетовета Министров СССРоо делам иооретенийи открытий(23) Приорнте Опубликована 2.76. Бюллетень47 53) УДК 532.14(088.8) та опубликования описания 06.06.77(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институтнаучного приборостроения СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТ раз, где а в рабоч участок шкальшкала. я 2 - вся3 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в химической, пищевой, аккумуляторной промышленности для измерения плотности истинных растворов, суспензий и эмуль сий, в том числе при жестких условиях эксплуатации (сильные электрические и магнитные поля, высокая температура, агрессивная среда и т. п.).Известны устройства для измерения плот ности жидкости, в основе работы которых лежит пневмометрический метод,. т. е. измерение давления, соответствующего столбу жидкости постоянной высоты и переменной плотности. Мерой плотности является разность 15 давлений в двух трубках, погруженных на разную глубину в исследуемую жидкость (на расстоянии, равном базе устройства) при пропускании через них газа.Во всех устройствах такого типа мини мальному значению плотности исследуемой жидкости соответствует начальный (балластный) перепад давления. Этот начальный (балластный) перепад давления приводит к сдвигу рабочего участка шкалы измерительного 25 преобразователя (дифманометра), увеличиф 2 вая тем самым погрешность измерения в -Для того чтобы избавиться от эляющей погрешности, необходимровать балластное давление.Известно устройство для измерения плотности, в котором компенсация балластного давления осуществляется в системе измерителя перепада давления 1). Устройство содержит две пьезометрические трубки, погруженные в трубопровод, систему питания трубок воздухом, состоящую из измерительных сосудов с зажимами. В качестве измерителя перепада давления применен частичный одно- трубный жидкостный прибор с участком вертикальной трубки и наклонным участком, где нанесена шкала прибора, причем вертикальным участком трубки манометра компенсируется перепад давления, соответствующий минимальному значению плотности данного измерительного диапазона.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для измерения плотности с компенсацией балластного давления 2). Устройство состоит из основного сосуда с контролируемой жидкостью и двумя погруженными на разную глубину измерительными пьезометрическими трубками и компенсатора балластного давления, заполненного эталонной жидкостью, в которую опущена пьезометрическая трубка на глубину, соответствующую величине бал.рминК ЛН+ 1Я 1 - 2Яг = 0; (2)35 рмаксЯ ЬН+1 Я 1 21 сг=ЬРмакс где ластного давления, Питание короткой изме. рительной пьезометрической трубки осуществляется газом, проходящим через эталонную жидкость, а длинной - от пневматической системы питания. Дифманометр включен между трубкой компенсатора балластного давления и длинной измерительной пьезометрической трубкой.Однако этот прибор имеет сложную систему компенсации балластного давления. Недостатком его является также наличие пульсационной составляющей погрешности, возникающей в процессе образования и отрыва пузырьков газа от нижних торцов измерительных трубок и трубки компенсатора. Влияние пульсационной составляющей особенно велико при малых значениях измеряемого перепада давления, т. е. при минимальных значениях плотности.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения пульсационной составляющей погрешности и компенсации балластного давления.Это достигается тем, что пьезометрические измерительные трубки имеют два отверстия, центры которых расположены на расстояни- ях"1) г "г ) (1) РминК"1 аминРг от нижних срезов трубок, причем расстояние между центрами отверстий ЛН выбрано из соотношений 11, 2 - гидравлические сопротивленияотверстий;г гг - радиусы отверстий;Я Яг - расходы газа через отверстия;Юакс разность давлений, соответствующая диапазону измеряемыхплотностей;рмин, рмакс - МИНИмаЛЬНОЕ И МаКСИмаЛЬНОЕзначения плотности;о - коэффициент поверхностного натяжения жидкости;д - ускорение силы тяжести,Устройство состоит из двух пьезометрических измерительных трубок 1 с отверстиями2 и двух штуцеров 3 для соединения трубок сдифференциальным манометром 4 и системыпневматического питания 5.Газ от источника пневматического питания5 поступает в измерительные трубки 1 и выходит через отверстия 2,Выполнение соотношения (2) обеспечивает такое положение границы раздела жидкость - газ в пьезометрических трубках, что 15 20 25 Зо 45 50 55 б 0 при минимальном значении плотности исследуемой жидкости эта граница в обеих измерительных трубках находится на одинаковом уровне и соответствует нулевому перепаду давлений, т, е. отсутствию балластного давления, С увеличением плотности, при сохранении постоянного расхода газа, положение границы раздела в измерительных трубках, согласно выражениям (1) и (2), будет изменяться неодинаково и таким образом, что разность давлений будет пропорциональна р рмин В соответствии с выражениемЬР= (р - рм) д ЛН,где р - значение измеряемой плотности.Сигнал с измерительных трубок (разность давлений) поступает на дифманометр 4, который в этом случае используется в пределах всей шкалы,Формула изобретенияУстройство для измерения плотности жидкости, содержащее две пьезометрические измерительные трубки, погруженные в исследуемую жидкость, дифференциальный манометр и цепь пневматического питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения за счет уменьшения пульсационной составляющей погрешности и компенсации балластного давления, пьезометрические измерительные трубки имеют два отверстия, центры которых расположены на расстояниях2 а) 2 сРминК РминОг от нижних срезов трубок, причем расстоянив между центрами отверстий ЛН выбрано и соотношений а ЬН+Ь Я 1 - Ь 92=0;рмаксДЛН+ 1 Я 1 - 2Яг = ЛРмаксгде 1, 2 - гидравлические сопротивления;г 1, гг - радиусы отверстий;91,92 - расходы газа через отверстия; Л макс - разность давлений, соответствующая диапазону измеряемых плотностей;Рмин, Рмакс - МИНИмаЛЬНОЕ И МаКСИмаЛЬНОЕзначения плотности;о - коэффициент поверхностного натяжения жидкости;д - ускорение силы тяжести.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Глыбин И. П., Автоматические плотно- меры, Киев, Техника, 1965 г., стр, 65 .2, Глыбин И. П., Автоматические плотно- меры, Киев, Техника, 1965 г., стр, 79.540197Составитель Л, Свешникова Редактор Т. Иванова Техред В, РыбаловаКорректор Л. Денискина Заказ 1071/7 Изд.33 Тираж 1106 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2