Устройство для измерения плотности жидкости

,801122922 511 С 01 М 9/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн даторСкомУ СеиДКТЕъСтву ГОСУДАРСТВЕНННЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. 2. Пневматическое устройство наэлементах УСЭППД. "Химическое машиностроение". 917, 1973, с.101.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке 92993378/18-25,кл. С 01 М 9/26, 1980. (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее верхний и нижний мембранные датчики,элемент сравнения, повторитель сосдвигом, включенный в линию, соединяющую выход верхнего мембранногодатчика с управляющей камерой злемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика - с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, исключения контакта жидкости в аппарате с атмосферным воздухом и повышения точности измерений при изменениях давления испытуемой среды, сопло повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, Е а мембранные датчики выполнены в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями, при этом камеры мембран, не контактирующих с измеряемой жидкос- р тью, соединены между собой и подключены к аппарату над уровнем жидкости.Эвей,2011229Изобретение относится к пневматическим устройствам измерения плотности кристаллизующихся жидкостей,суспензий в техноЛогических аппаратах химической, микробиологической5и других отраслях промышленности.Известно устройство для измеренияплотности жидкости, в котором в качестве датчиков давления использованыразделительные устройства с эластичны-,10ми тонкими перегородками в форме мешков, заполненных рабочей жидкостью, и соединенных трубками с кольцевым дифманометром. Для смещениянижнего предела измерения такихустройств до или выше значенияплотности воды к кольцу дифманометра крепят дополнительный грУз,создающий постоянный противодействующий момент 13.Недостатками данного устройстваявляются увеличение погрешностипри изменении температуры рабочейжидкости в разделительных устройствах, а также увеличение отрицательного сигнала давления, поступающего на вторичный прибор при сливеиз аппарата контролируемой жидкости,.Известно также устройство для измерения плотности, содержащее верхний и нижний датчики давления,соединенные с управляющими камерамиэлемента сравнения, выход которогосоединен с измерительным прибором,и повторитель со сдвигом. В результа-те такого соединения элементов получают возможность устанавливатьтребуемый предел измерения и соответствующие его началу и концу давления выхода, соответственно равные0,2 кгс/сми 1,0 кгс/см, при этом 40давление на выходе устройства пропорционально измеряемому перепадудавления. Данное устройство исключает также влияние температуры наточность измерения и отрицательного 45сигнала давления, поступающего навторичный прибор при сливе из аппарата контролируемой жидкости 2 3.Недостатком этого устройства яв-ляется низкая точность измеренияпри перепаде давлений от 0 до300 мм вод.ст., так как стабильнаяработа устройства наблюдается приперепаде давления от 600 мм вод.ст.Наиболее близким к описываемомуустройству является устройство дляизмерения плотности жидкости со-.держащее верхний и нижний мембранные 22 2датчики компенсационного типа, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включенный в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика дополнительно соединен с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора. Преимуществами этого устройства являются защита измерительного прибора от перегрузки и повышение надежности и точности измерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под разрежением.Недостатками известного устройства являются невозможность измерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под избыточным давлением выше. давления воздуха КИП (О, 14 МПа), необходимость подвода воздуха в аппарат, что особенно вредно при работе аппарата под вакуумом, а также нежелательный контакт жидкости в аппарате с атмосферным воздухом, и существенные погрешности измерения при изменении давления в аппарате, обусловленные изменением перепада давления на дросселях, а следовательно, и расхода воздуха, подаваемого на измерительные сопла мембранных датчиков и элементы устройства.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерений при изменениях давления испытуемой среды.Цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем верхний и нижний мембранные датчики, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включенный в линию, соединяюшую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения а выход нижнего мембранного датчика - с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, сопло повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, а мембранные датчики выполнены в виде двухго 50 3 11229мембранных измерительных блоков спневмосиловыми преобразователями,при этом камеры мембран, неконтактирующих с измеряемой жидкостью, соединены между собой и подключены к аппа 5рату, над уровнем жидкости,В этом случае величина давлениявоздуха для питания пневмосиловыхпреобразователей мембранных датчиковне зависит от давления в аппарате,а изменение последнего не увеличивает погрешность измерения плотностижидкости. Кроме того, импульсные.пневматические линии устройства несообщаются с аппаратом.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство состоит иэ верхнего.и нижнего датчиков, выполненных ввиде двухмембранных измерительныхблоков 1 и 2 с пневмосиловыми преобразователями 3 и 4. Камеры 5 и 6мембран, не контактирующих с измеряемой жидкостью, соединены междусобой и подключены к аппарату надуровнем жидкости.Редуктор давления 7 и манометр8 включены в линию питания воздухомпневмосиловых преобразователей 3 и 4,а редуктор давления 9 и манометр3010 - в линию питания пневматического повторителя 11 со сдвигом.Выход пневмосилового преобразователя 3 верхнего датчика соединенсо входом пневматического повторителя 11 со сдвигом, сопла которогосоединено с атмосферой. Выход пневмоповторителя 11 соединен с линиейпитания воздухом через дроссель12, с управляющей камерой и сопломэлемента 13 сравнения с минусовойкамерой дифманометра 14. Выход пневмосилового преобразователя 4 нижнего датчика соединен с другой управляющей камерой и соплом элемента 13сравнения, оба выхода которого соединены между собой и плюсовой камерой дифманометра 14.Устройство работает следующимобразом,При отсутствии уровня жидкостинад верхним датчиком (давление навыходе пневмосилового преобразователя 3 равно 0,2 кгс/сме на повторителе 11 устанавливают сдвиг выходного сигнала (давления) в сторонуувеличения на величинуН РоР= О,В -- кгс/ем 22 4где Н - измерительная база устройства,м;Ъ - верхний предел измерителядатчиков, м;ро - выбранное значение нижнего предела диапазона измерения плотности жидкостикг/Р- плотность воды, кг/мз,Это обеспечивает измерение плотности жидкости в диапазоне изменения плотности выше о с повьппенной точностью. При этом сигнал с выхода повторителя 11 поступает в минусовую камеру дифманометра 14 и одновременно перемещает подвижную мембранную систему элемента 13 сравнения таким образом, что этот же сигнал через сопло и один из выходов элемента 13 сравнения поступает в плюсовую камеру дифманометра 14. Перепад давления на дифманометре в этом случае равен нулю. Такое состояние сохраняется при отсутствии контролируемой жидкости в аппарате, защищая дифманометр от перегрузки со стороны минусового сигнала. При изменении плотности жидкости вьппе нижнего значения диапазона измерения двухмембранные измерительные блоки 1 и 2 верхнего и нижнего датчиков воздействуют на соответствующие пневмосиловые преобразователи 3 и 4, на выходе которых сигналы увеличиваются пропорционально изменениям гидростатического давления на мембраны измерительных блоков 1 и 2, контактирующие с измеряемой жидкостью. Давление на выходе преобразователя 3 верхнего датчика становится больше давления, поступающего на элемент сравнения 13 с выхода пневмоповторителя 11. Подвижная мембранная система элемента 13 сравнения перемещается в сторону приложения меньшего давления, перекрывает сопло, соединенное с выходом повторителя 11 и открывает сопло, соединенное с выходом преобразователя 4 нижнего датчика. При этом сигнал с выхода повторителя 11 продолжает поступать в минусовую камеру дифманометра 14. Выходной сигнал преобразователя 4 нижнего датчика через сопловую камеру элемента 3 сравнения и его второй выход поступает в плюсовую камеру дифманометра, ул.Проектна 14, выход которого выдает сигнап про-фпорциональный перепаду давлений илиизмеряемой плотности жидкости. Изменения .давления в аппарате одновременно воздействуют как на находящуюся в нем жидкость, а следовательно, и на контактирующие с ней мембраны измерителей 1 и 2, так и на неконтактирующие с ней мембраны этих измерителей. Двухмембранные измерительные блоки 1 и 2 при этом не изменяют своего положения, не воздействуюг на соответствующие преобразователи 3 и 4 верхнего и нижнего датчиков, а следовательно, и на их выходные сигналы, что значительно повышает точность измерения. Выполнение верхнего и нижнего датчиков в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями исключает необходи мость подвода воздуха для питаниядатчиков непосредственно в измерительный блок, позволяет отключитьсопло повторителя со сдвигом отдатчиков и соединить его с атмосе О .фрои, что обеспечивает возможностьизмерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под вакуумом;атмосферным или избыточным давлением, исключает подвод воздуха ваппарат и контакт его с находящейсяв нем жидкостью, исключает влияниеизменений давления в аппарате наработу повторителя со сдвигом, а следовательно, и на точность измерений.