Пьезометрический плотномер

(1% 11) сю 4 С О 1 й 9 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7Ъ м двторсном свидЕтеЛьСТву ическо(21) 3771359/24-24(71) Тамбовский институт химго машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРВ 918818, кл. С 01. Я 9/8, 1982.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Плотномер постро ен на пневматических сумматорах,включенных яа входе н,выходе релейного элемента, причем сумматоры подключены к задатчикам, измерительнойкамере сосуда с постоянным уровнемконтролируемой жидкости и надуровневому пространству контролируемойжидкости. В плотномере на выходе релейного элемента возникают прямоугольные импульсы, частота следования которых является функцией плотности при номинальной температуре.ил,1 122Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для автоматического измерения плотности.Цель изобретения - повышениеточности измерения температуры.На чертеже приведена принципиальная схема устройства.Пьезометрический плотномер содержит релейный элемент 1, выполненныйв виде двухпозиционного регуляторас настраиваемой зоной нечувствительности, выход которого соединенс регистратором (не показан) и подан в верхнее сопло пятимембранного сумматора 2, первая положительная камера которого соединена с выходом задатчика 3, вторая положительная камера соединена с измерительной камерой 4, первая отрицательная камера соединена с атмосферой,а выход - со своей второй отрицатель.ной камерой и через переменный дроссель 5,". с измерительной камерой 4.Первая отрицательная камера сумма-торов соединена с пространством надповерхностью контролируемой жидкости, а выход - с входом релейногоэлемента 1 и через дроссельный делитель 7 со своей второй отрицательной камерой. Давление питания подано на вход релейного элемента 1 исумматора 6 непосредственно, а навход задатчика 3 - через постоянныйдроссель 8. Выход преобразователя9 температуры соединен с первой положительной камерой третьего сумматора 1 О; вторая положительная камера которого соединена с измерительной камерой 4, отрицательная камерасоединена с выходом эадатчика 11,а выход - с первой положительной камерой сумматора 6, вторая положитель.ная камера которого соединена с атмосферой.Принцип работы плотномера заключается в том, что в инерционном звене, состоящем из измерительной камеры 4 и переменного дросселя 5, давление в камере достигает некоторогозаданного значения тем быстрее, чемменьше величина емкости. Объем измерительной камеры зависит от уровняжидкости в ней, который, в свою очередь, зависит от плотности контролируемой жидкости,В начальный момент времени выходсумматора 10 (Р) равен давлению визмерительной камере 4 (Р 1,=Р ) вы а з Расход газа Я через дроссель 5выражается зависимостью Я= Р(Рд-Р ),(2) где Р- проводимость дросселя 5. Из уравнений 1 и 2 следует:(3) ч РРз Следовательно, измерительная камера 4 заполняется газом с постоянным расходом, не зависящим от давления Рц и давления Р над поверхностью контролируемой жидкости. При заполнении измерительной камеры 4 воздухом жидкость вытесняется, объем камеры растет, происходит рост давления Р за счет увеличения гидростатического давления Р, .(4) Р=Р+Р,(5) Р, =ВЬ,где Р - плотность контролируемойжидкости;8 - ускорение свободного падения;Ь - уровень жидкости в измерительной камере 4 по сравнению с уровнем жидкости в сосуде.Давление на выходе сумматора 6равно,6) Р. =К(Р -Р),где К - коэффициент, настраиваемый дросселями дроссельного делителя 7. Давление на выходе сумматора Оравно+(Р,-Р)1,М Заполнение прекращается послетого, как давление Р достигнет давления срабатывания релейного элемента 1. После срабатывания элемен 6161 3ход сумматора 6 (Р ) равен нулю.Выход релейного элемента 1 (Р, ) равен единице (двухпозиционный регулятор настроен на минимум). На выходе сумматора 2 ,Р ) давление будет равно давлению от задатчика 3 (Р, ) и давлению в измерительной камере 4 (Р),Р+= (1-д(с-е), (9) где . - плотность жидкости при тем 1пературе;Р - плотность жидкости при номинальной температуре;- коэффициент объемного расширения жидкости.Преобразователь 9 температуры измеряет температуру контролируемой жидкости .и преобразует в пневматический сигнал:(10) Р =сС, с=сопя Задатчиком 11 выставляется дав- ление 3 12 та 1 на его выходе возникает давление Р =О. Начинается процесс разгрузки измерительной камеры 4 через дроссель 5 и оба сопла сумматора 2 в атмосферу. Разгрузка заканчивается тогда, когда давление Р достигнет давления нижнего предела срабатывания элемента 1, Давление на его выходе станет равным единице, т.е. Р, =1. Вновь начинается процесс заполнения измерительной камеры 4 сжатым воздухом.На выходе релейного элемента 1 возникают прямоугольные импульсы, частота следования которых является функциеи плотности.Плотность контролируемой жидкости имеет следующую температурную зависимость,:Таким образом, несмотря на повышение температуры контролируемойжидкости, частота следования прямоугольных импульсов ф =1 являетсяфункцией плотности контролируемойжидкости при номинальной температу-ре,При понижении температуры на 6плотность жидкости увеличивается навеличинуь .Л = но 1 Л (16)Плотность жидкости будет меньше,чем номинальное значение, а гидростатическое давление больше па ЛР,т.е. Р +Ю ТогдаР КР +АР, + (сС-сСН+БР, -ЯР,1=К Р, =КдЬ 20 Иэ этого следует, что несмотря 30на понижение температуры контролируемой жидкости, частота следования прямоугольных импульсов является функцией плотн 6 сти жидкости приноминальной температуреФормула изобретения 26161 4ния релейного элемента 1, но притемпературееще нужно накапливатьгаз на величину Л Р .При с=Ыр дЬ согласно уравнению (3)нВ случае равенства текущей температуры контролируемой жидкости с номинальной уравнение (8) преобразуется в следующее:(12) Р =К Рд 1Таким образом, при 1=Т предлагаемое устройство работает так же, как и известное,Рассмотрим случай, когдаСогласно формуле (9) плотность жидкости уменьшится на величину Плотность контролируемой жидкости при пересчете на номинальную температуру создает необходимое гидро- статическое давление для. срабатывал Р Р асс)Поэтому гидростатическое давление Р будет уменьшено на величину 1 Р Л РЛ/)дЬ= Рс 1,т-С) я 11 (14). Пьеэометрический плотномер, содержащий сосуд с постоянным уровнемконтролируемой жидкости и располо женной в нем измерительной камеройи преобразователь пневматическихимпульсов, выполненный в виде релейного элемента, в цепи отрицательнойобратной связи которого содержатся / 45 последовательно соединенные переменный дроссель и измерительная камера, а также первый сумматор, включенный по схеме усилителя, отрицательная камера которого соединена с 50 надуровневым пространством контролируемой жидкости, а выход релейного элемента соединен с соплом второго сумматора, выход которого соединен с входои переменного дросселя, 55 одна положительная камера второгосумматора подключена к первому задатчику, а другая - к измерительной камере, а отрицательная камера соеди1226161 1 О Составитель 0 Техред В.Када кова Редактор Н орректор И.Эрдейи каз 216/34 Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5 ног ний оизводственно-полиграфическое предприятие; г. Ужг Проектная, 4 иена с атмосферой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыйения точности плотномера, в нем установлены преобразователь темпера туры с пневмовыходом, третий, пяти- мембранный, сумматор и второй задатчик, причем выход преобразователя температуры соединен с первой тираж 778 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж, положительной камерой третьего пятимембранного сумматора, вторая положительная камера которого соединенас измерительной камерой, отрицатель- .ная камера соединена с выходом второго задатчика, а выход - с первой положительной камерой второго сумматора.