Устройство для измерения плотности жидких сред

3 СОВЕТ СКИ БРЕТЕНИЯ ПИСАН ОРСНОМУ СЗИДЕтЕЛЬСТВ(56) Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Под ред. Б.Д.Кощарского, Л,: Иавиностроение, 1976, с. 195, рис. 711. 14.Авторское свидетельство СССР М 1042446, кл . О 01 Б 9/24, 1981 . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее проточный датчик, включающий в себя ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДДЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 Т 19 прямолинейный участок трубопровода,два источника,два приемника радиоактивного излучения связанных с преобразователями и вычислительным усаройством, причем один источник и одинприемник установлены на прямолинейном участке трубопровода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьпиения точности и надежности измерений, проточный датчик дополщутельно снабжен 0-образным патрубком,соединенным с прямолинейным участкомтрубопровода, причем второй источники второй приемник установлены напрямолинейных участках трубопровода0-образного патрубка. В1 11781Изобретение относится к устройствам для измерения плотности жидкихсред с использованием радиоактивногоизлучения, в частности для измеренияплотностй суспензий, вызывающих исти 5рание внутренних поверхностей трубопроводов или отложение на них инкрустаций, и может применяться в химической, металлургической, пищевойпромышленности.Цель изобретения - повышение точности и надежности Измерений,Изобретение иллюстрируется черте- .жом, на котором представлена схемаустройства.Устройство для измерения плотностижидких сред содержит две пары источников 1,2 и приемников 3,4 1-излуче. ния. Между источником 1 и приемником3 установлен 11-образный патрубок 5,а между источником 2 и приемником 4установлен трубопровод 6, соединенныйс одним иэ входов 11-образного патрубка 5, другой вход соединен с технологйческой линией (на чертеже не показана). Трубопровод 6 также соединенс технологической линией.1Устройство имеет также два преобразователя 7 и 8,служащих для преобразования сигналов, поступающих соответственно от приемников 3, 4. Для получения идентичных сигналов, поступаю 1щнх от источников 1, 2 излучения какна приемник 3 излучения (сечениеА-А), так и на приемник 4 (сечениеБ-Б), суммарную толщину стенок У-образного патрубка 5 в сечении А-А выби.рают равной суммарной толщине стенок трубопровода 6 в сечении Б-Б, асуммарную величину внутренних диамет40ров Б образного патрубка 5 в сеченииА-А выбирают равной внутреннему диаметру трубопровода 6 в сечении Б-Б. Устройство содержит также вычисли-. 45 тельное устройство 9 и вторичный прибор 10. Приемник 3 излучения соеди нен.со входом преобразователя 7, выход которого соединен с одним из входов вычислительного устройства 9, 50 выход которого соответственно соединен также с входом вторичного прибора 10. Вторичный прибор 10 градуируют для конкретной суспензии и, требуемых единицах, например кг/м . При емник 4 излучения соединен со входом, преобразователя.8, выход которого соединен с другим входом вычислительного устройства .9. Вычислительное 94 2устройство 9 представляет собой алгебраический сумматор.Устройство работает следующим образом.Один измеритель плотности, состоящий из источника 1, приемника 3 и преобразователя 7, установлен в сечении А-А 11-образного патрубка 5, а второй измеритель плотности, состоящий из источника 2, приемника 4 и преобразователя 8, установлен в сечении Б-В трубопровода 6.Толщина стенок трубопровода 6 в два раза больше толщины трубы 11-образного патрубка.При "зарастании" трубопровода, т.е. при выпадении кристаллов осадка на внутренних стенках, излучение дополнительно ослабляется слоем инкрустаций. Таким образом, в измерение вносится ошибка. Излучение ослабляется инкрустациями в двух слоях, у каждой из стенок. То же самое происходит при уменьшении толщины стенок трубопровода за счет их истирания.Таким образом, суммарная толщина стенок трубопровода 6 и 0-образного патрубка 5 в каждом сечении одинакова, толщина контролируемой среды тоже одинакова. Различной оказывается только суммарная .толщина слоев инкрустаций. В сечении А-А четыре слоя, а в сечении Б-Б - два слоя.Аналогично можно проанализировать ситуацию, когда внутренняя поверхность трубопровода истирается. В этом случае в сечении А-А истирается четыре слоя, а в сечении Б-Б - два слоя. 1Нике приведен вывод расчетногосоотношения. Введены следующие условные обозна- чения:1 - интенсивность излучения от ис.оточников излучения 1 и 2;1 ,1 - интенсивность излучения в сечейиях А-А и Б-Б, соответственно, после прохождения слоев жидкости, О- образного патрубка 5 и стенок трубопровода 6, слоев инкрустаций;Й6,6, - 6, дй - толщина соотщф с2 ф нветственно слоя жидкости без инкрустаций и истирания в сечениях А-А иБ-Б стенки трубопровода, стенки У-образного патрубка 5, слоя инкрустаций, слом истираемой стенки;3 11781 рж,111, р - массовые коэффициенты ослабпейия излучения, соответственно, жидкости, материала трубопровода и 11-образного патрубка 5, материала инкрустаций;РРР - плотности, соответст венно, жидкости, материала, трубопровода и У-образного патрубка 5, инкрустаций;10Р, р - сигналы, пропорциональные плотности суспенэии в сечениях А-А и Б-Б, соответственно, вырабатываемые преобразователями 7 и 8;Р - сигнал, пропорциональный истинной плотности суспензии, вырабатываемый вычислительным устройст-, вом 9.Интенсивность излучения, прошедшего через гетерогенный поглотительф 20 определяется следующим соотношением:1(-Р;С); Р)1=1 е (1) Рс с Рс ж щ, ОБ 1=1 е Б о(7) 30Таким образом, преобразуя сигналы преобразователей 7 и 8 согласно выражению 12 , имеем сигнал после вычислительного устройства 9, пропорциональный истинной плотности сус пензии.Вычислительное устройство 9 функционирует по алгоритму Р =2 Р -Р(13)Аналогично рассмотрим случай истиракия внутренних поверхностей трубопровода-р,(4 -11 -4 ад) Рс йж(4 ж+46 ЮРК1=1 е(14) 45 -рс(йсс - аРс 1 Чж(с 1 ж+Ь 1011,1 =1 е (15.) Далее проводим также вычисленияи преобразования, как и дпя случая9) с инкрустациями)и с с 1Р. - массовый коэффициент ослаб 1ления излучения, толщина иплотность х-го поглотителя;п - число поглотителей.При отсутствии инкрустаций илиистирания внутренних поверхностейтрубопроводаС)с1 Цж)ж Рж 1 с Рс1=1 е: (2)Е,д Р -2 сс)с Р1,=1 е (3) Как видно иэ (2) и (3), 1 =1Следовательно, и РА = Р .При наличии инкрустаций (каждыйслой имеет одинаковую толщину Л,)"с ) с Рс -481 р-РМ)ж.4 А) РфР 1 ц) Р -Р,(с ЧА1=1 е . (5)б о Таким образом, в каждом сеченииА-А и Б-Б преобразователи 7 и 8 вырабатывают сигналы Р и Р пропорАциональные не истинной глотности, анекоторой фиктивной плотности ри Рр.РАТогда1 =1 еф ф ч.ф(6)2"с)сР - д Приравнивая между собой выражения (4), (6) и (5), (7), а затем, решая полученные уравнения, имеем:416 Р+)14 (6 -46,)Р,=)1 й Р , (8) Известно, что для элементов с низкими и средними атомными номерами для излучения цезия - 137 массовые коэффициенты ослабления равны.После упрощения решаем уравнения (8) и (9) относительно Г, и Гч,Р (й -46)+4 Р 1 ( 0) Р жР(6 -26 )+2 Р бк Теперь, используя выражения (10) и(1), вычислимСоставитель И.ПавлеТехред Л. Олийнык актор А.Сильнягина ектор А.Тяс Заказ 6 Тираж 776НИИПИ Государственног по делам изобретений 35, Москва, Ж, Рауш писн комитета ССС открытий кая наб., д. О Производственно-полиграфическое предприятиег. Ужгород,ул. Проектная 5 1178194 6 толщины слоя инкрустаций и истир ния внутренних поверхностей трубопроМсвода и за счет этого достигается поПолученное соотношение для расче- вышение точности надежности измерета плотности жидких сред не зависит ний. 5