Плотномер непрерывно движущейся жидкости

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (11) за Со 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ариев ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ тоескоым свидятеъстеу(7 1) Ташкентский ордена Дружбы Народов политехнический институтим. А,Р.Бируни(56) 1, Авторское свидетельство СССР .У 431424, кл. С 01 Б 9/04, 1972.2 Патент США У 3765224,кл. 73-32 Р, опублик. 1968.3. Авторское свидетельство СССРУ 179501, кл. С 01 И 9/04, 1963(54)(57) ПЛОТНОМЕР НЕПРЕРЫВНО ДВИЖУЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус,первичный измеритель, через передаточный механизм подвешенный к струне, охваченной с двух сторон магнитными .катушками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениячувствительности и точности измерений, другой конец струны закрепленна неподвижной опоре, передаточныймеханизм выполнен в виде термобиметаллического коромысла, а первичныйизмеритель - в виде поплавка, имеющего форму аэродинамического крыла.Изобретение относится к исследованию Физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано при экспериментах, где требуется определение точных значений плотности, расхода технологических жидкостей, например, в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности.Известен прибор для непрерывного измерения плотности жидкостисостоя щий из измерительного сосуда, поплавка, дифференциального трансформатора и узла термокомпенсации. Узел термокомпенсации в приборе выполнен в виде сильфона, устройство для измере ния перемещения поплавка представляет. собой дифференциальный трансформатор. С целью повышения точности измерений поплавок снабжен герметич-, ной камерой, заполненной легкорас ширяющейся жидкостью, в которую помещен сильфон. Одно из днищ сильфона закреплено на поплавке, а к другому присоединен шток с сердечником дифференциального трансформатора. Вес 25 поплавка расчитан так, что в зависимости от плотности измеряемой жидкости опускается или поднимается, что вызывает перемещение связанного с ним сердечника дифференциального трансформатора, изменение индуктивности вторичных обмоток последнего1регистрируется вторичным прибором, прибор снабжен термокомпенсатором ЯК недостаткам конструкции относят 35 ся сложность, а также невысокие точность и чувствительность измерений.Известно также устройство для измерения плотности жидкости, имеющее две отдельные камеры, в которые40 поступают контролируемая жидкость и жидкость с известной плотностью, причем жидкости смещаются с образованием вихря, Совокупность камер образует плоскую цилиндрическую полость,45 имеющую канавку, расположенную параллельно главной оси плотности, и в ее основании датчик.в форме крыла для определения угла линии обтекания. Угол обтекания потока возникает как 50 функция разности сил, возникающих по под действием движения жидкости с различной плотностью. Соответственно, показания датчика (крыла) являются функцией плотности испытуемой 55 жидкости. Зная угол обтекания и плот ность жидкости подаваемой в одну из камер, по известному аналитичес( кому выражению определяют плотность контролируемой жидкости 2 .Недостатки устройства - сложность измерения (необходимость дополнительной жидкости и пересчета по аналитическому выражению) влияние различных факторов на результат измерения (скорости потока и механических взвесей, так как забиваются пористые элементы камеры), смешение контролируемой и дополнительной жидкостей, что требует повторного разделения жидкостей в технологическом цикле производства.Наиболее близок к предлагаемому плотномер непрерывно движущейся жидкости, содержащий корпус, первичный изйеритель, через передаточный механизм подвешенный к струне, охваченной с двух сторон магнитными катушками 31 .Однако данное устройство не обеспечивает достаточной чувствительности и точности измерений.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измеренийПоставленная цель достигается тем, что в плотномере непрерывно движущейся жидкости, содержащем корпус, первичный измеритель, через передаточный механизм подвешенный к струне, охваченной с двух сторон магнитными катушками, другой конец- струны закреп. лен на неподвижной опоре, передаточный механизм выполнен в виде термобиметаллического коромысла, а первичный измеритель выполнен в виде поплавка, имеющего форму аэродинамического крыла.На фиг. 1 представлена схемапредлагаемого прибора, общий вид,на фиг. 2 - то же, вид сверху. Плотномер непрерывно движущейся жидкости включает в себя корпус 1, пневмометрическую трубку 2, соило 3, подшипники 4 и 5, термобиметаллическое коромысло б (передаточный механизм), поплавок 7, имеющий форму аэродинамического крыла (первичный измеритель), преобразователь 8, регистрирующий прибор 9, а также входящие в преобразователь 8 опору 10, рычаг 11 электрический изолятор 12, подвижную опору 13, струну 14, корректор 15 нуля, магнитные катушки 1 б, неподвижную опору 17 и усилитель 18.lПлотномер работает следующим образом.При протекании по корпусу 1 контролируемой жидкости поплавок 7, имею-,щий форму аэродинамического крыла,перемещается в плоскости, перпендикулярной движению жидкости. Это движение характеризуется подъемной силой, определяемой, зависимостьюР=ЧЦр,1 О(1)где Ч - скорость потока,Ц - циркуляция,- плотность среды.В процессе измерения форма поплавка 7 не меняется, что дает возможность считать циркуляцию (Ц) постоянной. При стабализации скорости по".тока (Ч), подъемная сила являетсяфункцией плотности жидкости . 20г = й(р) (2),Поплавок 7, имеющий форму аэродинамического крыла, по центру тяжести шарнирно закреплен с помощью 25термобиметаллического коромысла 6 ккорпусу 1. При отклонении плотностижидкости изменяется положениепоплавка 7, имеющего форму аэродинамического крыла, что приводит к угловому ЭОперемещению конца термобиметаллического коромысла 6, связанного с преоб .разователем 8.В качестве последнего использованчастотный струнный электрическийпреобразователь. Электрически изолированная струна 14 натянута в попе-.речном магнитном поле, создаваемоммагнитными катушками 16, Один конецструны крепится к неподвижной опоре17, а второй закреплен на массивнойподвижной опоре 13, которая черезэлектрический изолятор 12 связана срычагом 11. При угловом перемещениитермобиметаллического коромысла 6усилие передается через опору 10 рычагу 11 и соответственно струне 14,При. пропускании по струне тока,вследствие взаимодействия последнегос магнитным полем постоянного магнита генерируются поперечные колебания 35 4струны. Частота этих колебаний зависит от натяжения струны, вызываемого изменением плотности жидкости.Собственная частота поперечных колебаний струны преобразуется усили- телем 18 в частоту переменного тока, фиксируемого регистрирующим прибором 9.ФНастройка преобразователя 8 производится применением активной длины рычага 11, закрепленного в опоре 10. Начальное значение выходного сигнала устанавливается прн помощи корректора 15 нуля (пружины). При измерении осуществляется преобразование силы в частоту колебаний струны, обуславливающее достаточную чувствительность .прибора. Для исключения погрешности измерения вследствие деформации струны 14,жесткость поплавка 7, имеющего формуаэродинамического крыла, с термобиметаллическим коромыслом б подбирается с меньшим по сравнению со струной 14 значением,Поверхность поплавка 7 в видеаэродинамического крыла исключаетоседание взвесей на поплавке 7, темсамым исключая дополнительную погревность измерения.Из выражения (1) следует, что пристабилизации скорости потека при минимальном лобовом сопротивлении по"плавка 7 его перемещение определяется плотностью жидкости даже при незначительных значениях последней.Конструкция устройства предусматривает стабилизацию скорости потока.Система стабилизации скорости потокаиспользует зависимость динамическогодавления от скорости потока среды.Система стабилизации скорости потока устанавливается до поплавка 7,включает пневмометрическую трубку 2и сопло 3 с изменяющимся профилем.Предлагаемый плотномер позволяетповысить чувствительность и точностьизмерений, устранить расходы на раз-,работку сложных систем регистрациии термокомпенсации.1100535 Составитель В.Вощанкиактор Л.Пчелинская Техред С. Легеза Коррект ила За 573/34 Тираж 823 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Рауаская наб., д, 4/5