Концентратомервсеооюгндр

О П И С А Н И Е 37985ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 04 Л.1970 ( 1410635/26-25) 01 п 9/18 присоединением заявки М Приоритет Комитет по делам зобретеиий и открытиОпубликовано 20.1 Ч.1973. Бюллетень2 Дата опубликования описания 31.Ч 11.1973 УДК 543.2(088.8) ри Совете МииистСССР вторьизобретени явител Н ЦЕНТРАТОМ аемый концентратомер точность измерений в его рычажную системуперемещающейся пропо ому сигналу концентраци раствора, и осуществить кцию глубины погружен й трубки в соответствии Предлагповыситьвведениюной опорыно выходилируемогоную корреметрическо позволяет благодаряподвиж- рциональи контро- нелинейия пьезос форму =тЛ 4 +, М, Р, 1) Значения коэффициентов для различныхрастворов кислот в часто встречающихся на 0 практике пределах изменения концентрациии температуры кислоты приведены в таблице 1. Изобретение относится к области испытания физико-химических характеристик жидкостей и может быть использовано для измерения концентраций жидкостей, например кислот, имеющих нелинейную зависимость между концентрацией, плотностью и температурой,Известны приборы, измеряющие плотность жидкости с компенсацией по температуре, шкалы которых градируют в процентах концентрации.Известный пьезометрический плотномер содержит цилиндрический сосуд, через который протекает контролируемая жидкость, пьезометрическую трубку, узел термокомпенсации, связанный с рычажной системой, изменяющей глубину погружения сопла пьезометрической трубки на величину, пропорциональную изменению температуры, вторичный прибор и систему подготовки воздуха.В известном плотномере не учитывается поправка на температурную компенсацию, обусловленную изменением концентрации кислоты, что приводит к увеличению приборной погрешности в средних зонах измеряемого диапазона плотности, необходимости сужения диапазона измерения, а также к невозможности его применения для измерения в широком диапазоне концентраций жидкостей, например кислот, имеющих нелинейную зависимость между концентрацией, плотностью и температурой. 1. - исходное постоянное плечо рычажной системы, мм;ЛЙ - коррекция погружения пьезометрической трубки, мм;М - температурный градиент, Р - выходное давление манометра (0,2 - 1,0 кгс/см 2);Е - коэффициенты рассчитываемые для каждой испытуемой жидкости и принятых пределов изменения температуры и концентрации.379855 Таблица 1 лмакс Со мин Сгде р - плотность раствора, г/смз;1 р - температура раствора, С;Ср - концентрация раствора, вес. % .Значения коэффициентов а, Ь,и т для серной, соляной, фосфорной и азотной кислот для различных интервалов варьирования концентрации и температуры сведены в таблицу 2. Уравнение (1) получено путем исследования зависимостей плотности от концентрации и температуры для многих растворов кислот.Установлено, что при изменении концентрации кислоты на 15 - 20% с относительной погрешностью до 1,0% эти зависимости описываются уравнением видар = а + О Ср - ( + тСр)1 р, (2) Таблица 2 с вес, % лмнн С103 Кислота п/и. 0,813661 0,920821 0 914260 0,969770 0,003300 1 006798 1,000690 0,986290 0,993180 1,010440 1,076410 0,2747 0,5704 0,3300 0 2200 0,3185 0,3776 0,2799 0,2180 0,006680 0,2136 0,3713 10 преобразований уравнение (2) можно привести к виду, удобному для определения глубины погружения пьезометрической трубки в зависимости от концентрации, плотности и температуры: Исходя из условия равенства нулю приращения произведения высоты погружения пьезометрической трубки на плотность, что соответствует постоянству сигнала концентрации независимо от температуры, после ряда Слакс СминСлакс - Смин 1 1. й Р 0,65 Ф1 г 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Н,804 На 8 О, НзРОа НзРоа НС НС НлОз НлОз НОз НЧОз н,зо 4 н,зо 4 Нзроа НС НС НлО НлО НЧО, НлОз НЧО Нлоз 60 40 40 25 10 1 1 20 35 40 55 60 40 40 25 10 1 1 20 35 40 55 80 60 60 40 30 10 21 40 55 60 70 80 60 60 40 30 10 21 40 55 60 70 20 20 10 10 20 20 20 20 20 20 20 20 20 10 10 20 20 20 20 20 20 20 60 60 30 30 60 60 60 60 60 60 60 60 60 30 30 60 60 60 60 60 60 60 28,250 24,210 21,490 13,483 12,2655,398 14,065 15,585 14,747 14,140 8,661 142,417 123,695 120,852 111,818 102,14698,569 96,699 107,108 116,759 119,986 129,828 0,011653 0,009845 0,008692 0,007339 0,005244 0,004932 0,006254 0 006982 0,006680 0,006415 0,005260 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 10,4189 5,5349 7,4453 13,7209 22,9923 9,3441 37,1786 39,9957 44,1317 44,7313 46,2583 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 0,883 0,402 0,480 0,740 0,846 0336 1,569 1,870 1,952 1,897 1,602) 40 45 С - концентрация кислоты.Плотность растворов кислот в уравнение (3) входит косвенно через коэффициенты и переменные.На фиг, 1 изображена принципиальная схема концентратомера; на фиг. 2 - кинематическая схема рычажной системы с обозначением плеч в соответствии с уравнениями (1) и (3).Концентратомер состоит из цилиндрического сосуда 1, через который протекает контролируемая жидкость; погружной пьезометрической трубки 2; узла 8 термокомпенсации, связанного с рычажной системой, содержащей двухплечий рычаг 4, шарнирно соединенный с пьезометрической трубкой 2, и рычаг 5 с подвижной опорой б; вторичного прибора 7; манометра 8 и системы 9 подготовки воздуха (типа БПВШ).Рычаги 4 и 5 соединены между собой посредством звена 10. Подвижная опора б штоком 11 связана с сильфонным пневмоприводом 12, воспринимающим выходное давление, контролируемое манометром 8, и отрабатывающим положение подвижной опоры б, пропорциональное выходному давлению в диапазоне 0,2 - 1,0 кг/см. Подача воздуха в пьезометрическую трубку 2 осуществляется по гибкому резиновому шлангу 13.Цилиндрический сосуд 1 в верхней части снабжен сливной коробкой 14, крышка 15 которой служит платой для размещения опор рычагов, пневмопривода и направляющих.Концентратомер работает следующим образом.При постоянстве концентрации контроли. руемой жидкости и ее температуры положение подвижной опоры б и рычагов 4, 5 остается неизменным; при этом выходное давление, регистрируемое манометром 8 и вторичным прибором 7, пропорционально концентрации жидкости. С изменением только кон 5 10 15 20 25 30 35 центрации (при 1=Сопз 1) меняется плотность жидкости, что сказывается на величине выходного давления.Поскольку выходное давление одновременно действует и на сильфон 12, шток П которого связан с подвижной опорой б, то при этом последняя перемещается на величину, пропорциональную величине изменившегося давления. Это перемещение изменяет значение составляющей 0 в уравнении (3), т. е. плеча й кинематической схемы (фиг. 2), а следовательно, и соотношение плеч рычажной системы. Изменение погружения пьезометрической трубки 2 при этом соответствует необходимой поправке, обусловленной изменением концентрации кислоты.При изменении температуры жидкости, протекающей через прибор, происходит расширение (или сжатие) баллона термокомпенсатора, связанного с рычагом 5. При этом поворот рычага 5 вокруг опоры б приводит к подъему (или опусканию) пьезометрической трубки 2 на величину, пропорциональную изменению температуры жидкости, т. е, в показания концентратомера вносится температурная компенсация. Одновременно перемещается подвижная опора б, что, в свою очередь, компенсирует нелинейность связи концентрация - плотность, В том случае, когда происходит одновременное изменение концентрации и температуры жидкости, прибор отрабатывает сигнал, пропорциональный измеряемой концентрации с поправкой на плотность и температуру. Предмет изобретения Концентратомер, содержащий сосуд с анализируемой жидкостью, пьезометрическую трубку, соединенную с помощью гибкой трубки с системой подачи воздуха, манометр и узел термокомпенсации, связанный посредством рычажной системы с пьезометрической трубкой, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью по. вышения точности измерения, рычажная система снабжена подвижной опорой, соединенной через шток с сильфонным пневмоприводом, воспринимающим выходное давление пьезометрической трубки.379855 Фиг. 2 Редактор Э, Мельниченко Заказ 1902/12 Изд1484 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Т. Родителева Техред Л. Богданова Корректоры: М, Коробова и Л. Корогод