Камертонный плотномер для жидких сред

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕПЛЬСТВУ вез Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 270338 (2 Ц 2606089/18-25 6 01 Б 9/32 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 2506,80(54) КАИЕРТОННЫЙ ПЛОТНОИЕР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕДИзобретение относится к измерениямплотности жидких сред и может использоваться в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.Известен вибрационный плотномер,содержащий чувствительный элемент ввиде камертона и системы возбужденияи съема колебаний 1,Недостаток йлотномера в том, чтона точность измерения оказывает существенное влияние наличие воздушныхвключений в потоке анализируемой жидКости. Кроме того, диапазон измерениядатчика ограничивается заданным преде лом измерения частоты колебаний вибратора. Это объясняется тем, что сувеличением плотности среды увеличивается масса вибратора, а следовательно снижается частота его колебаний, 20что ведет к уменьшению добротностиколебательной системы и снижению. точности измерения.Наиболее близким по техническойсущности является камертонный плотномер жидкости, который содержитдатчик, выполненный в виде сдвоенного трубчатого камертона, концы которого через резиновые прокладки подлючены к трубопроводу 2). 30 2Йа плотность измерений такогоплотномера сильно влияют воздушныевключения в потоке, полностью исключить которые не возможно даже с применением отборных устройств.Недостатком указанного плотномера также является ограниченный диапазон измерения плотности, что объясняется резким снижением частотысобственных колебаний камертона приувеличении плотности среды, что значительно снижает точность измеренийи добротность колебательной системы.Цель изобретения - повышение точности измерения.Это достигается тем, что камертон укреплен вертикально ножками вгерметичном корпусе, выступающиечасти ножек снабжены сильфоном, камертон и сильфоны заполнены двумянесмешивающимися жидкостями с границей раздела посередине камертонов,при этом днища сильфонов расположеныв противоположные стороны,На чертеже изображен камертонныйплотномер жидкости.Он содержит сдвоенный камертон 1,,герметично закрепленный в корпусе 2,ножки 3 и 4 камертона имеют резиновые прокладки 5 и 6, на концах ножек,где Е аЩ ) фона;щадь силье и ма риала4льгофр ициент,ремещается11 в нет г ес ие.т тиз- удельный в температур с( - коэффициен расширения ти; Е - температур При этом частот а уменьшается,сширения жидкост сильфоны 7 емещается н масса резонгравях ачально емпературног меряемой жид заполняю имеют тветственно асса жида величикости 10 Р, и)о с меняется амертона щие раэ при кос жидкости .колебаний рднако за счетй 9 и 10, запо8 и камертоннеличину Д Итора растет на езона ор няющих 55 вверх,величин Иомпенсирует температь в случае, еслито достигается состром величин:( ис 2Ре путем выборащих жидкостей т бО и 4 ст 65 тер етплоак,ностовыступающих за корпус, герметично закреплены сильфоны 7 и 8, Полостисильфонов и ветвей камертонов заполнены несмешивающимися жидкостями 9и 10 с различными плотностями и температурными коэффициентами, границейраздела жидкостей 11, находящейся 5в средней части ветвей камертона.Для возбуждения колебаний предусмотрен электромагнитный возбудитель 12и приемник 13 колебаний, а такжеусилитель 14, размещенный н герметич- Йном корпусе.Работа камертонного плотномерадля жидких сред осуществляется следующим образом. Под действием разности давления Й Р 152Р =Нг(2)Рг = 4Н 2 (3)где Р - давление столба исследуемойжидкости на нижний сильфон; щР - давление столба исследуемой2жидкости на верхний сильфон;Н - высота столба жидкости дожесткого центра нижнегосильфона;Н - высота столба жидкости до2жесткого центра верхнегосильфона;- удельный нес измеряемойжидкости,жесткие центры сильфонов 7 и 8 (вэаимадействующие через жидкость) пере-,мещаются на величину и - число гофр силРэ- эфФективная плфона;- модуль упругоссильфонов;Ь - толщина стенкифонов;А - расчетный коэффа эту же величину пеица раздела жидкостекамертона 1.результате того, чткамертон жидые плотностием) )У иэи в ветвях к дм =3 )У-У 63 ) (5) суммарная площадь внутреннего сечения ветвей камертона. том частота колебаний камер- возбуждаемого с помощью воз колебаний, усиленный на который подается через ь 14 от приемника 13, иэмеогласно соотношения;- модуль упругости материалакамертона;- момент инерции поперечногосечения ветвей камертонаотносительно оси перпендикулярной плоскости колебаний 1И - масса единицы длинных стенок камертона;И,о- масса жидкости н ветвяхкамертона при начальномположении границы жидкостейв камертоне и сильфонах;- длина ветвей камертона;к - постоянная, для первой частоты колебаний к 1: 4,73;я - коэффициент жесткбсти заМ 4 делки и податливости ветвейкамертона,Знак плюс в Формуле (6) соответствует увеличению плотности измеряемойжидкости, при этом частота колебанийЙ уменьшается, а знак минус соответствует уменьшению плотности измеряемой жидкости, при этом частота колебаний й увеличивается.Как видно из зависимости (6), подбирая Мст, М получают частотуколебаний резонатора, соответствующую его максимальной чувствительности и при изменении плотности измеряе-мой жидкости частота отклоняется вту или иную сторону от оптимальной,находясь на плоском линейном участкеэкстремума функции чувствительности.Выбирая несмешивающие жидкости 9 стемпературным коэффициентом 42 ижидкость 10 с температурным козффициентомс , причемс( )с( , получаюткомпенсацию температурнйх погрешностей следующим образом, при увеличении температуры на удельный вес измеряемой жидкостиуменьшаетсясогласно соотношения742762 Формула изобретения ставитель Л,Свешникохред О. Легеза ор Ю,Макарен Редакто едькина Тираж 1019 Подпи ПИ Государственного комитета СССР делам изобретений.и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/511303 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,бы частота колебаний камертона находилась в диапазоне его максимальной чувствительности, расширя;от диапазон измерения плотности. Путем выбора жидкостей с различными коэффициентами температурного расширения компенсируют температурную погрешность плотномера. Камертонный плотномер для жидких сред, содержащий датчик в виде сдвоенного трубчатого камертона, систему возбуждения колебаний и измеритель частоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, камертон укреплен вертикально ножками в герметичном корпусе, выступающие части ножек снабженысильфоном, камертон и сильфоны заполнены двумя несмешивающимися жидкостями с границей раздела посередине камертонов, при этом днища сильфонов расположены в противоположныестороны.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9486247, кл. С 01 И 9/32, 1973.2. Авторское свидетельство СССР15 9396590, кл . С 01 И 3/32, 1970,