Пневмоэлектрический измеритель плотности

Союз Советских Социалистических республик(51)М. Кл.з С О 1 М 9/26 Государственными комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(088,8) Дата опубликования описания 180980Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности, где необходимо контролировать плотности 5 жидкостей,Известен пневматический плотномер жидкости, содержащий две пьезометрические трубки, встроенные в резервуар с контролируемой жидкостью на раз- О личную глубину, и преобразователь с положительной и отрицательной глухими камерами, расположенными по общей вертикальной оси. Глухие камеры снабжены вялыми мембранами, жесткие центры которых подпружинены и соединены стержнем, который шарнирно опирается на одно из плеч двуплечего рычага, второе плечо которого шарнирно соединено с чувствительным 20 элементом дросселя, оснащенного проточной камерой, соединенной с входом четырехвходного сумматора, выход которого соединен с входом двухвходового усилителя. Сферическая 25 поверхность конца двуплечего рычага соосна с геометрической осью глухих камер и расположена с зазором между торцами стержней, соединяющих жесткие центры мембран 1). 30 Недостатки плотномера; сложность изготовления чувствительного элемента дросселя, наличие трения, скольжения в трех точках (концы стержня преобразователя - сфера двуплечего рычага, сфера двуплечего рычага тело чувствительного элемента дросселя, тело чувствительного элемента дросселя - цилиндрическая поверхность дросселя), а также трение качения в опоре двуплечего рычага, что снижает чувствительность прибора и вносит значительную погрешность при контроле плотности жидкости на малых диапазонах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пьезометрический плотномер, содержащий две пьезометрические трубки, погруженные в контролируемую среду на различную глубину, линию подачи сжатого воздуха и измерительную схему с дифманометром,глчхие камеры которого сообщены соответственно с нижней и верхней ньезометрическими трубками. Применение этого прибора ограничено низкой точностью измерения жидкостей, плотность которых изменяется в малых диапазонах 21 .Э Н 85 С+ск. ЬРИЬ 5 эЬХ =с Цель изобретения -повышение точности измерения.Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя выполнен верхним и нижнимхвостовиками, которые содержат полусферические выступающие пояса, расположенные в цилиндрических направляющих корпуса дифтрансформаторногопреобразователя, причем конец нижнегохвостовика сердечника выполнен в виде сФеры, свободно лежащей на плоскости жесткого центра мембраны.На чертеже представлена схема описываемого пневмоэлектрического измерителя плотности,Две пьезометрические трубки 1 и 2встроены на различной высоте в резервуар 3, плотность жидкости в котором необходимо контролировать, и соединены соответственно с положительной и отрицательной глухими камерами дифманометра 4. В дифманометре 4мембрана 5 выполнена вялой и снабжена массивным жестким центром б.В качестве упругого элемента в дифманометре используется рессорообраэ-:ная пружина 7. Эта пружина, обладаяповьнаеиной жесткостью=в горизонтальной плоскости, способствует значительному уменьшению перекоса жесткого центра б, вызванного возможностью неравномерного распределениямассы жесткого центра относительновертикальной оси дифманометра 4,Дифференциально-трансформаторный35преобразователь 8 имеет две цилиндрические направляющие 9, в которых сминимальным зазором размещены полусферические выступающие пояса верхнего и нижнего хвостовиков 10 и 11 Ферромагнитного сердечника 12. 40Нижний хвостовик 11 снабжен сферой13, которая под действием веса сердечника 12 свободно прилегает к плоскости жесткого центра б. Пневмоэлектрический измерительплотности работает следующим образом,Стабилизатором давления 14 черезпневматические дроссели 15 и пьеэометрические трубки 1 и 2 устанавливаются одинаковые расходы воздуха.При этом давлении в положительной иотрицательной камерах дифманометра4 будут отличаться друг от друга навеличину разности гидростатическихстолбов контролируемой жидкости.Эта разность гидростатическихдавлений создает на мембране 5 диф,манометра 4 силу Г , направленнуювверх,Р ф 1 И-Н 21 эН 8 э оИ 85 э+ ЬР Н б Сверху на мембрану дифманометра бу,дет действовать сила, равная весу Я 5 жесткого центра, а сила Г рессоро 2 кобразной пружины 7. Сила где. р - текущее значение плотностиконтролируемой жидкости;Н - высота погружения пьезомет 1рической трубки 1;Н - высота погружения пьезомет-грической трубки 2,НБ - базовое расстояние междутрубками;- плотность контролируемойжидкости, соответствующаяначалу .предела измерения;др - изменение плотности контролируемой жидкости;5 з - эфФективная площадь мембраны 5;с - жесткость рессорообразнойпружины 7 в вертикальнойплоскости;хо - величина начального сжатияпружины;Ьх - перемещение жесткого центра мембраны от начальногоположения.При плотности ц контролируемой жидкости мембрана дифманометра находится в нейтральном положении, а ЭДС, созданная в обмотках катушки дифференциально-трансформаторного преобразователя и снижаемая на вторичнй прибор 16, соответствует начальному уровню выходного сигнала.При этом должно соблюдаться условие равенства сил, действующих на мембрану,С увеличением плотности контролируемой жидкости увеличивается разность давлений, действующих на мембрану 5 дифманометра 4, усилие от мембраны через жесткий центр б и сферу 13 передается сердечнику 12, дифференциально-трансформаторного преобразователя 8. Под действием этого усилия сердечник 12 перемещается в цилиндрических направляющих 9 диффе. ренциально-трансформаторного преобразователя 8 Перемещение сердечника 12 вызывает разбаланс ЭДС в обмотках катушки дифференциально-трансформаторного преобразователя на величину, прямо пропорциональную изменению плотности контролируемой жидкости.Настройка измерителя плотности на различные пределы измерения осуществляется изменением базового расстояния (Н) между пьезометрическими763742 дписноеная, 4 ВНИИПИ Заказ 62 Про отрубками 1 и 2 и расширением или сужением шкалы вторичного прибора 16 в зависимости от максимальной ЭДС раэбаланса, соответствующей выбранному диапазону измерения плотности.Кроме этого, перестройку измерителя плотности на другие пределы измерения можно осуществлять заменой рессорообраэной пружины 7 и жесткого центра 6. Формула изобретения Пневмоэлектрический измеритель плотности, содержащий линию подачи сжатого воздуха, две пьеэометрические трубки, встроенные в резервуар с контролируемой жидкостью на различную глубину, мембранный дифманометр с подпружиненным жестким центФилиал ППП "Патент", г. Уж ром и диФференциально-трансформаторным преобразователем и вторичныйприбор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения, сердечник дифференциальнотрансФорматорного преобразователявыполнен с верхним и нижним хвостовнками, которые содержат полусферические выступающие пояса, расположенныев цилиндрических направляющих корпуса дифференциально-трансформаторногопреобразователя, причем конец нижнего хвостовика сердечника выполнен ввиде сферы, свободно лежащей на плоскости жесткого центра мембраны.Источники информациипринятые во внимание при эксйертизе1.Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2019033/25,кл. С 02 М 9/04, 23.04.74.2.Авторское свидетельство СССР20 Р 342106, кл. 6 01 й 9/26, 1972.