Устройство для измерения плотности жидкостей

фез Сфветскик иалистических Республик ПИСА 3 ОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИ 79 61) Дополнительное к авт. сви 22) Заявлено 15,0279 (21) 2 с присоединением заявки йф/2 юеуАаретвенный иоиитет ссср во деева изобретениИ и открытий) Приоритет Опубликовано 15.1 2.80. Дата опубликования опи 532.1 088. РЗ) АВторы изобретен Харитоненко и А,Д.Деларо узнецов сесоюэный научно-исследовательский и конструкторск институт медицинской лабораторной техники,7 Н (и с 0,9 Н Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именнок устройствам для измерения и контро.ля плотности различных жидкостей иреагентов, используемых преимущественно в практике лабораторных медицинских и биохимических исследований, а также может быть использовано вдругих областях науки и техники,где для измерения требуются малыеколичества жидкости и высокие точности.Известны гидростатические плотномеры, содержащие две трубки, погруженные в исследуемую среду 1 ).Однако измерение этими плотномерами требует большого количества исследуемой среды,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсягидростатический пьеэометрический)плотномер, который содержит дифманометр, две пьеэометрические трубки,импульсные трубки, дросселирующиеустройства и цилиндрические емкости (распределитель воздуха) 21.Однако для этого плотномера характерны повышенная сложность конструкции и недостаточная надежностьработы, чтб обусловлено наличием ЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕ двух отдельных линий, подводящих воздух к пьезометрическим трубкам, а также необходимость иметь большой объем исследуемой жидкости, достаточный для создания разности глубин, измеряемой плотномером, при которой возможно получение требуемой высокой точности измерений.Целью изобретения является уме ьшение объема исследуемой жидкости при одновременном повышении точности измерений.Указанная цель достигается тем, что гидростатические трубки с цилиндрическими емкостями установлены в одной вертикальной плоскости, при том нижний конец второй гидростатической трубки помещен в цилиндрическую емкость первой трубки, а цилиндрическая емкость второй гидростатической трубки сообщена посредством дополнительной гидростатической трубки с приспособлением для создания разрежения, а также тем, что глубина Ь, на которую опущены концы гидростатических трубок в цилиндрические емкости, определяется выражением где Н - высота цилиндрических емкостеГНа чертеже схематически представлена конструкция предлагаемого устройства.Устройство состоит иэ трех гид,ростатических трубок 1, 2 и 3, расположенных в одной вертикальной плоскости и подключенных через дросселирующий клапан 4 к приспособлению 5 для создания пониженного давления ( разрежения) во внутренних полостях устройства. Гидростатические трубки 1 и 2 в верхних частях снабжены цилиндрическими емкостями б и 7, к верхним частям воздушных полостей которых с помощью трубок 8 и 9 подсоединен дифференциальный микроманометр 10. Нижние концы гидростатических трубок 2 и 3 опущены внутрь цилиндрических емкостей б и 7 беэ нарушения их герметичности на глубину Ь, а нижний конец гидростатической трубки 1 опущен в емкость 11, заполненную исследуемой жидкостью на некоторую глубину, значение которой может быть произвольным. В отличие от этого глубина Ь, на которую опущены нижние концы гидростатических трубок 2 и 3 внутрь цилиндрических емкостей 6 и 7, должна бытьлимитирована в определенных пределах.Как показывают произведенные расчеты и экспериментальная проверка, наиболее оптимальной является глубина 6 в пределах (0,7-0,9)Н, в кото-, рых обеспечивается как минимальное влияние сил поверхностного натяжения, так и минимальный объем исследуемой жидкости, необходимый для измерений.Устройство работает следующим образом.В емкость 11 заливается исследуемая жидкость и в нее опускается нижний конец гидростатической трубки 1 после чего с помощью приспособления5 внутри этой трубки создается пониженное давление разрежение),под действием которого исследуемая жидкость засасывается внутрь трубки1 и ее уровень в ней начинает подниматься. Дойдя до среза нижнего конца гидростатической трубки 2, находящегося внутри цилиндрической емкости 7, уровень жидкости будетпродолжать подниматься в гидростатической трубке 2, но остановится вемкости 7. Вернее уровень жидкостиподнимается несколько выше нижнегосреза конца трубки 2, но этот подъем будет незначительным, поскольку будет определяться только упругими свойствами чувствительного элементадифманометра, площадью 5 поперечного сечения цилиндрической емкости 7 и объемом ее воздушной полости.Одновременно при дальнейшем подьеме уровня жидкости в гидростатической трубке 2 показания дифманометраначнут изменяться под действием обтолько в малых объемах исследуемой40 жидкости, но и в ее тонких слоях (по вертикали), до 3-5 мм. 5 0 5 20 25 ЗО 35 45 50 55 ЬО 65 раэовавшейся разности давлений вего нижней и верхней полостях, таккак нижняя его полость оказываетсяотсеченной от источника 5 пониженного давления. Дойдя до среза нижнегоконца гидростатической трубки 3, находящегося внутри цилиндрическойемкости б, уровень жидкости в ней снова остановится, а в гидростатической трубке 3 будет продолжать подниматься. При этом изменение показаний дифманометра также прекратитсяи дальнейший подъем уровня жидкостив гидростатической трубке 3 уже не будет влиять на показания дифманометра, так как его верхняя полость, подсоединенная к верхней части цилиндрической емкости б, также окажется отсеченной от источника 5 пониженного давления.Таким образом, показания дифманометра в выбранном масштабе будут соответствовать лишь плотности исследуемой жидкости, поскольку разность , высот установки нижних концов гидростатических трубок 2 и 3 минус значение ЬЪ подъема уровня исследуемой жидкости выше среза нижнего конца гидростатической трубки 2 является величиной постоянной и нв будет зависеть ни от глубины погружения нижнего конца гидростатическойтрубки 1, характеризуемой значением(см.фиг.1), в емкость с исследуемой жидкостью, ни от высоты Ъ 1 дальнейшего подъема уровня жидкости вгидростатической трубке 3, что является важным преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известными, так как обеспечивает возможность производить измерения не Наличие цилиндрических емкостей6 и 7, площади поперечного сечениякоторых выбраны значительно большими площади поперечного сечения гидростатических трубок 2 и 3, обеспечиваетвысокую точность отсечки уровня жидкости в этих емкостях, что обусловлено, в первую очередь, почти полнымисключением влияния явлений каппилярности, вызываемых силами поверхностного натяжения, и тем самым эначительно повышает точность измерений. Наличие регулируемого дроссельного клапана 4 обеспечивает воэможностьзадания и поддержания оптимальнойскорости подъема уровня жидкости в гидростатических трубках, что в своюочередь позволяет исключить погрешность, обусловленную субъективнымиошибками оператора эа счет неравномерности скорости подъема уровня исследуемой жидкости, а также при необходимости автоматизировать процесс измерений.787952 Формула изобретения Составитель Л.СвешниковаРедактор О.Петрушко Техред Т.Маточка Корректор Г.Назаа 19комитетаоткрытийая наб., д. ПодписноеСССР 10918 Тираж 10 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, )Х, Раушскак Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,1. Устройство для измерения плотности жидкостей, содержащее емкость с исследуемой жидкостью, две гидро- статические трубки, снабженные в верхних частях цилиндрическими емкостями, приспособление для создания пониженного давления в этих трубках и диФфереициальный манометр, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения объема исследуемой жидкости при одновременном повышении точности измерений, гидростатические трубки с цилиндрическими емкостями установлены в одной вертикальной плоскости, при этом нижний конец второй гидростатической трубки помещен в цилиндрическую емкость первой трубки, а цилиндрическая емкость второй гидростатической трубки сообщена посредством дополнительной гидростатической трубки с приспособлением для создания разрежения.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что нижние концы гидростатических трубок опущены в цилиндрические емкости на глубину Ь. определяемую выражением0,7 Нс Ь с 0,9 Н,где Н - высота цилиндрических емкос 10 тей. Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Глыбин И.П. Автоматические плотномеры и концентратомеры в промышленности. М., "Пищевая промышленность", 1975, с. 64.2. Авторское свидетельство СССР 9458739, кл. С 01 И 9/28, 1973 (прототип).