Устройство для измерения плотности жидкости

1 И 630557 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕйЬСТВУ Союз Советсккк Социалистическ;с 1 Республик(21) 245343018-2 присоединением заявкиГосударственный комите 23) Приорите 0,10.78, Бюллетень40анпя описания 29,09.78 3) Опу бликовано 5) Дата опублик4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИИзобрст 1 шс относия к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений плотности жидких сред.Известен плотномер для жидких сред, содержащий сосуд с вертикальным отростком, на котором установлена обмотка соленоида, расположенный в сосуде поплавок с постоянным магнитом, помещенным в отросток и находящимся в магнитном поле соленоида, источник питания обмотки соленоида, а также средства для изменения и измерения тока в обмотке соленоида и окно для наблюдения за моментом начала всплытия поплавка 11.Зтот плотномер имеет относительно низкую точность из-за наличия субьективности в определении момента всплытия поплавка и не позволяет вести непрерывные измерения. Кроме того, он рассчитан на использование в узком диапазоне измерений плотности; для расширения диапазона измерений плотности необходимо либо менять число работающих витков в соленоиде, либо заменять его соленоидом с другим числом витков.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является плотномер для жидких сред, содержащий помещенный в сосуд поплавок с постоянным магнитом, находящимся в магнитном поле соленоида Новоселов и С. Х, Богорад гический институт целлюло промышленности н д 11 п и пол ожн я поп,1 як с 11 на,1 с ко торого чсрз усилитль и пзмрптсльный прибор подастся на обмотку соленоида 21.11 аличпе датчика положения поплавка и цепи обратной связи для подан сигнала на обмотку соленоида позволяет автоматически уравновешивать выталкивающую силу, действующую па поплавок и зависящую от плотности исследуемой жидкости, силой, возника 1 ощей при взаимодействии магнита поплавка с магнитным полем, создаваемым током в обмотке соленоида. 11 змснашя этого тока, измеряемые прибором, с,1 ужат мсРой измснеп 1 Ш ПлОтНОСН жИДКОСтп. Диапазон отклонсшш плоп 1 остп жидкости от номинального значения, в пределах которого шкала измерительного прибора остается :ине 1 но 1, в этом плотномерс невелик пз-за малоп величины зоны, в которой на магнит со стороны соленоида действует постояшая сила. Для расширения диапазона измерен 1 ш приходится изменять вес поплавка, что достигается размещением на нем калиброванных грузов. Это усложняст процесс измерении п;1 отности, так 1 сак псооходима добавочная калибровка плотномера с целью учета изменения объема поплавка за счет добавляемых грузов.Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых плотностей и упрощсшс процесса пзмеренш 1.311 оставлеппа 51 цель достигастс 51 тем, чтоустройство спаожено одинарным рапосспым мостом и регулируемым исто шиком тока, при этом обмогка соленоида ключспав одно плечо одинарного равновесного моста, диагональ которого подключена черезизмерительный приоор к выходу усилителя,а другая диагональ моста подсоединепа квыходу регулируемого источника тока.На чертеже представлена схема плотпомера.Устройство для измерения плотности жидкости содержит сосуд 1, в который помещенпоплавок 2, снабженный постоянным магнитом 3, находящимся и магнитном полесоленоида 4, датчик положения поплавка,выполненный в виде установленного па поплавке 2 ферритового сердечника 5, находящегося в поле катушки 6 индукционногодатчика, питаемой по перви шой обмотке свыхода генератора 7 высокой частоты, агакжс подключенных к выходу вторичнойобмотки катушки 6 выпрямителя 8 и усилителя 9,Сигнал, характеризующий положение поплавка 2 относительно сосуда 1, снимаетсяс выхода усилителя 9 и подается через измерительный прибор 10, например приборс цифровым отсчетом, в диагональ одинарного уравновешенного моста, в одно изплеч которого включена обмотка соленоида 4. Другис плечи моста образованы сопротивлениями 11, 12 и 13. Сопротивления11, и 12 выбираются равными между сооой,а сопротивление 13 подопрается равным сопротивлению обмотки соленоида 4.Другая диагональ моста шдключспа квыходу управляемого источника тока, выполненного в виде источника 14 ппта 1 шя,напряжение с которого снимается через сопротивления 15, переключаемые переключателем 16. Сопротивления 15 рассчитываются по известной методике, а окончательнаяих величша уточняется в процессе калибровки прибора. 11 ри этом точно устанавливается, какой именно плотности жидкостисоответствует действующая на поплавок выталкивающая сила, уравновешиваемая током в обмотке соленоида 4 при каждом положении переключателя 16 и при отсутствии сигнала с датчика положения полавка (прибор 10 показывает нуль тока).При измерении плотности жидкости, находящейся в сосуде 1, переключателем 16источник 14 тока подключается через такоеиз сопротивлений 15, которое через сопротивление 11 моста обусловливает ток в обмотке соленоида 4, обеспечивающий силуудержания, наиболее близкую к выталкивающей силе, действующей на поплавок 2при данной плотности жидкости, Отклонение выталкивающей силы от силы удержания, обеспечиваемой источником 14, приводит к некоторому смещению поплавка 2 всоответствующую сторону и появлению сиг 6305 10 15 20 25 30 35 40 4 д 50 55 60 65 574пала на ыходс да 1 шка положения поплавка, т. с. усилителя 9, который через прибор 10 и сопротпление 13 моста вызывает такое изменение тока в области соленоида 4, при котором сила удержания точно равна выталкивающей силе. Никакие изменения выходного сигнала, снимаемого с переключателя 16, или изменения выходного сопротивления источника тока, например от подключения другого сопротивления 15, пе оказывают влияния на сигнал, снимаемый с усилителя 9 и проходящий через прибор 10 па обмотку соленоида 4. Это объясняется тем, что при указанном подборе сопротивлений моста изменение разности потенциаломежду точками соединения сопротивлений 11 и 12 и сопротивлением 13 и обмотки соленоида 4 не вызывает какого-либо изменения разности потенциалов между точками соединения сопротивлений 12 и 13 и сопротивления 11 с обмоткой соленоида 4.1 о шо так же никакие изменения в канале, содержащем усилитель 9, не сказываются на величине тока в обмотке соленоида 4, поступающего с переключателя 16.1 аким образом, зная положение переключателя 16 (с учетом данных колебаний) и ток через прибор 10, можно совершенно точно судить о выталкивающей силе, действующей на поплавок 2, а следовательно, и о плотности исследуемой жидкости в сосуде 1. При значительных изменениях плотности исследуемой жидкости, когда уже пс обсспс швается линейность зависимости показаний прибора 10 от изменений плотности исследуемой жидкости, достаточно перевести переключатель в положение, прп котором показания прибора 10 вернутся в линейный диапазон. Формула изобретения Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее сосуд с размещенным в нем поплавком с постоянным магнитом, находящимся в поле соленоида, датчик положения поплавка, усилитель и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых плотностей и упрощения процесса измерения, устройство снабжено одинарным равновесным мостом и регулируемым источником тока, при этом обмотка соленоида включена в одно плечо одинарного равновесного моста, диагональ которого подключена через измерительный прибор к выходу усилителя, а другая диагональ моста подсоединена к выходу регулируемого источника тока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы для научных исследований,10, 1967, с. 83 - 86.2, Авторское свидетельство СССР389439, кл, 6 01 Х 9/22, 1969.630557 Редактор И. Грузова Заказ 1906/6 Изд.700 Тираж 1080 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45