Поплавковый плотномер

(51)5 С 01 М 9 ЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лыб ьство ССС /12, 1983 ОМЕРится к измеристности к попи может быть химической шленности, ется повышение отномер содерИзобр ой техн о для и различ Цельюзмерительпользоваоситсят быть тение о ке и мо мерения ых отра изобрет плотностилях промышлния являетмерений пл кости ности я повытности шение точности ижидкости. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРЦТИПРИ ГКНТ СССР 1(57) Изобретение отностельной технике, в чалавковым плотнометрам,Использовано в пищевой,и других отраслях промьЦелью изобретения являточности измерения, Пл На Фиг. 1 изображена общая схема поплавкового плотномера с дистанционным преобразователем перемещения, противодействующим устройством типа рычажно-грузовых весов и вторичным прибором в виде автоматического электронного уравновешенного моста (типа КСМ); на Фиг. 2 - электрическая схема плотномера с дистанционным преобразователем перемещения ферродинамицеского типа (Пф) и автоматическим электронным уровновешенным мостом; на фиг. 3 - электрическая жит тонущий в жидкости поплавок,жестко связанный с дистанционным преобразователем перемещения и с противодействующим устройством, термосопротивление, погружаемое в контролируемую жидкость и включенное в одноиз плеч автоматического электронногбуравновешенного моста. Он снабжентакже параллельно соединенными пере"менным сопротивлением и резистором,включенным в одно из плец автоматического электронного уравновешенногомоста . Передвижной контакт переменного сопротивления соединен с реверсивным двигателем вторичного поибора свозможностью одновременного перемещения с его контактом, 4 ил. схема плотномера с дистанционным преобразователем перемещения сельсинного типа (ПС); на фиг. 4 - электрическая схема соединения плотномера с диФференциально-трансФорматорным преобразователем перемещения (ПЛ), с 1 ружинным уравновешивающим устройством и автоматическим электронным урановешенным мостом.Поплавковый плотномер жидкости состоит из поплавка 1 (Фиг, 1), подвешенного к нижнему концу троса 2, верхний конец которого связан с правым плечом коромысла 3 рычажных весов, к левому плечу коромысла подве-: шен с помощью троса груз 4, уравновешивающий тонущий поплавок при минимальной плотности контролируемой жидкости 5 в измерительном диапазоне. К оси 6 призмы весов прикреплен ры582075цаг 7 под углом 90 к коромыслу ве.,ов, на котором расположен противодействующий груз 8. Ось призмы весовтакже соединена с осью 9 рамки Ферро 5.динамического дистанционного преобРазователя 10 или с осью ротора сельсинного преобразователя ПС при помощи П-образной скобы,11. К автоматическому электронному уравновешенному мосту 12, выполняющему функциивторичного прибора, подключены ферродинамицеский преобразователь Пф(сельсинный преобразователь ПС илиДифференциально-трансформаторныйиреобразователь ПД).,Терморезистор 13 погружен в контролируемую жидкость рядом с поплавком 1.Устройство плотномера, кроме поплавка и термометра сопротивления,Размещено внутри корпуса 14 для звЩиты от механических повреждений,Для предохранения движущихся элементов устройства: рамки ферродинамического преобразователя, ротора сельСина и рычажных весов, от чрезмерныхйерегруэок во время нахождения поплавка в воздухе на тросе 2 закрепленупор 15, Последний не доходит до днища корпуса 14 и не создает препятствий нормальной работе устройства, Плотномера, когда поплавок погруженв жидкость.Рычаг 7 с противодействующим гру- З 5 зом 8 расположен вертикально, т.е. угол о= 0, а коромысло 3 весов расположено горизонтально при минимальном значении пгтотности жидкости и ее температуре 20 С. В этом случае рамка 16 (Фиг, 2), имеющая несколько десятков витков проволоки, расположена горизонтально, в результате цего магнитный поток, создаваемый обмоткой 17 возбуждения, не пересекает витков проволоки, а ЭДС в рамке равна нулю.При отклонении плотности жидкости от ее минимального значения моменты, создаваемые подъемной силой поплавка 1, уравновешиваются моментами, создаваемыми грузом 8 (Фиг. 1), а рамка 16 (Фиг. 2) поворачивается на некоторый угол Ы,. В рамке 16 индуцируется ЭДС, величина Е которой . определяется уравнением 55Ед=В 1 гпоЫ где ы - угловая частота питающеготока;В - амплитудное знацение индукции;1 - активная длина провода рамки, пересекаемая магнитнымпотоком;г - средний радиус рамкип - число витков рамки;- угол поворота рамки.При постоянных значениях со, В,1, г, и величина индуцируемой ЭДС врамке прямо пропорциональна ее углуповорота о, т.е.е = йЯ)При повороте рамки 16 от горизонтальной оси (нейтрали) на 20 о выходная ЭДС изменяется от ЕЛо Емакс ЭДС рамки 16 компенсируется напряжением небаланса, снимаемым с индикаторной диагонали электронного автоматического моста. Разница между ЭДС рамки 16 и напряжением небаланса моста, вызванным изменением плотности жидкости, поступает на вход электронного усилителя 18, в котором усиливается и приводит в действие реверсивный двигатель 19. Последний перемещает подвижные контакты 20 реохорда до момента компенсацииОдновременно реверсивный двигатель 19 перемещает стрелку, 21 моста, шкала которого г,адуирована в единицах плотности жикости при 20 С.При постоянной концентрации контролируемой жидкости и при изменении ее температуры возникают температурные изменения плотности, которые компенсируются дополнительным изменением напряжения небаланса моста, создаваемым температурными изменениями терморезистора 13, вклюценного во второе плечо моста, и изменением переменного сопротивления реостатного датчика типа реохорда 22 К , включенного в третье плечо моста (в смежное с плечом терморезистора 13), Например, при неизменной концентрации контролируемой жмдкости, но меньшей по величине от ее максимальной концентрации, при которой осуществлена полная термокомпенсация с помощью терморезистора 13, и при возрастании температуры среды стрелка 21 без второй термокомпенсации переместилась бы к верхнему преде 5 18 лу шкалы на и делений за счет пере- компенсации. Последняя возникает по той же причине, что и для концентраций, отличных от максимальнои концентрации.В плотномере с двойной термокомпенсацией при тех же условиях стрелка 21 не перемещается при любой концентрации контролируемой жидкости в измерительном диапазоне, так как на эти же и делений она одновременно перемещается в противоположном направлении (к нижнему пределу) в результате действий первой и второй термокомпенсаций.Плотномеры с применением сельсинного дистанционного преобразователя ПС (фиг. 3) и диФФеренциально-трансФорматорного преобразователя ПД (фиг. 4) работают аналогично.В плотномерах с сельсинным дистанционным преобразователем ПС поворот ротора в измерительном диапазоне такой же величины, как и ферродйнамических преобразователях Пф, а именно + 20от нейтральной оси. целью получения равномерной шкалы плотномера экспериментально устана вливают положение ротора Р сельсина, при котором на граФике синусоидального выходного напряжения в пределах поворота ротора 20 практически получается линейная зависимость выход 2075ного напряжения Б от угла о поворота ротора,Таким образом, обеспечены показания плотности контролируемой жидкости в измерительном диапазоне внеО зависимости от температуры среды,т.е. на шкале плотномера показанияприведены к плотности среды приостандартной температуре 20 С.При двойной автоматической тер 15 мокомпенсации ошибки измерения прилюбом значении плотности в данномизмерительном диапазоне примерно такого же порядка, как ошибки вторичного прибора типа автоматического20 электронного уравновешенного моста.Формула изобретенияПоплавковый плотномер по авт. св.0 1182334, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности25 измерений, он снабжен параллельносоединенными переменным сопротивлением и резистором, включенным в од-.но из плеч автоматического электронного уравновешенного моста, при30 этом передвижной контакт переменного сопротивления соединен с реверсивным двигателем вторичного прибора свозможностью одновременного перемещения с его контактом,11582075 ль 8.КаликовОлийнык Ко т Иуска Те Ре р Е.Копца 08 Тираж 492 дарственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, Раущса КНТ СССР ИИП й комбинат Патент", г.У гарина, 101 эводственно-иэдат Подписное иям и открытия я наб д, 4/5