Весовой плотномер

(22) Заявлено 1 Ъ 0179 21) 2713735/18-25 (51) М. Кл. 6 01 й 9/00 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственнмй яоинтет СССР яо делам нзобретений н отвритнД(54) ВЕСОВОЙ ПЛОТНОМЕР Изобретение относится к приборам для измерения плотности, например, нефтехимических топлив.Известен весовой плотномер, содержащий Ч-образную трубку с изме-ряемой средой, механический весовой компенсатор, измерительный преобразователь, где измерение плотности жидкости осуществляется посредством взвешивания Ч-образной трубки с протекающей через нее жидкостью Ц Недостатком известного плотноме-, ра является низкая точность ввиду незначительных соотношений между массами трубки и измеряемой жидкости,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является весовой плотномер, содержащий сосуд с трубками подвода и отвода 20 протекающей жидкости, весоизмерительный узел, выполненный в виде блока с присоединенными к нему с помощью троса противовесом и пружиной, а для измерения угла поворота блока - индуктивный преобразователь и электронную схему с электроприводом 21.Недостатком известного плотно- мера являются низкие динамическая 30 характеристика и точность измерений сосуда с контролируемой средой.Целью изобретения является повышение точности взвешивания сосуда с протекающей по нему контролируемой средой.Поставленная цель достигается тем, что весоизмерительный узел выполнен в виде квадранта с противовесом, одно плечо которого связано с сосудом через упругий шарнир и имеет груэоприемную площадку с диапазонными грузами, а другое плечо снабжено кодовОЙ линейкой с угловой прорезью, причем по одну сторону кодсзой линейки расположен источник света и узел сканирования, выполненндй в виде светолучевого магнитоэлектрического вибратора, связанного со сканирукщим генератором, а по другую сторону размещен фотопреобразователь, выход которого подключенк блоку управления, один выход которого связан с регистратором временного интервала, а другой со сканируедим генератором, а также тем, что подводящая и отводящая трубки размещены в одной горизонтальной плоскости, прямолинейны от заделки их в корпусе до верхней части сосуловой прорезью 15 на угол 1 по отношению к щелевой диафрагме 25. Угловая прорезь 15 выполнснна так, что определенному углу д: поворота квадранта 11 и прот;:;овеса 12 соответствует одно определенное расстояние между началом первой и второй щели вдоль линии, параллельной оси прорези шелевой диафрагмы 25, расстояние между осями щелей угловой прорези 15 измеряется и преобразуется во временф ной интервал, пропорциональный расстоянию между началом первой н второй прорезей. да, где они скреплены между собой,образуя плоскую раму.На фиг. 1 дана структурная схемавесового плотномера; на фиг.2 - принципиальная схема отсчетного устройства, на фиг. 3 - электрическая схема.Основными узлами весового плотномера являются сосуд 1 с системойподвеса, фотопреобразователь 16,сканирующий генератор 17, блок управления 18 и регистратор временныхинтервалов 19.Сосуд 1 с контролируемой средойснабжен подводящей 2 и отводящей 3трубками, скрепленными стяжкой 4, ижестко связан с упругим шарниром 137 и грузоприемной площадкой 8, накоторую накладывают диапаэонные грузы 9. Через стальную гибкую ленту10 сосуд подвешен к одному иэ плечквадранта 11, жестко связанным с Япротивовесом 12 и подвешенным на гибкой стальной ленте 13 к корпусу 6прибора. С другим плечом квадрантажестко соединена кодовая линейка 14,имеющая угловую прорезь 15. 33фотопреобразователь, изображенныйна фиг. 2, состоит иэ осветительнойлампы 20, конденсатора 21 и диафрагмы 22, которые образуют и Формируютлуч света на зеркало светолучевогомагнитоэлектрического вибратора 23,расположенного между полюсами постоянного магнита 24. Отраженньй отзеркала луч проходит щелевую диафрагму 25 и подает на кодовую линейку,где последовательно проходит черездве щели угловой прорези 15 и попадает в объектив 26, Фиксирующий его насветочувствительную поверхность фотоприемника 27, электрически связанногос выходом блока управления 18. 40Блок управлени ( фиг.3) содержитформирователь входного сигнала 28,триггер-формирователь команд 29, регистратор временных интервалов 19 итактовый генератор 30, управляющийработой сканирующего генератора 17,ключ 31 обратного хода и подтверждающий команду "Стоп" триггер-формирователь команд 29.Весовой плотномер работает следующим образом,Сосуд 1 наполняют контролируемойжидкостью 5, причем по трубкам 2 и 3обеспечивается ее непрерывный проток,В зависимости от величины плотностижидкости на весоиэмерительную систему действует усилие, которое черезстальнУю гибкую ленту 10 действуетна малое плечо квадранта 11, поворачивая его совместно с противовесом12 на определенный угол д. до дости Ожения равновесия.. Измерение угла д. происходит следующим образом. При повороте квадранта 11 поворачивается и жестко связанная с ним кодовая линейка 14 с уг Измерение временного интервала осуществляется следующим образом.Световой поток, созданный лампой 20 и сформированный конденсатором 21 и диафрагмой 22,попадает на зеркало светолучевого магнитоэлектрического вибратора 23,расположенного между полюсами постоянного магнита 24.3 а счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого при прохождении переменного тока по обмотке вибратора 23, с магнитным полем постоянного магнита 24 зеркало вибратора будет поворачиваться с угловой скоростью, прямопропорциональной скорости изменения напряжения сканирующего: генератора 17,Отраженный от зеркала вибратора 23 луч через щелевую диафрагму 25 попадает на кодовую линейку 14 и после прохождения через две щели угловой прорези 15 попадает в объектив 26, который фокусирует его на светочувствительную поверхность фотоприемника 27. Фотоприемник 27 превращает световые импульсы в электрические сигналы, которые поступают на вход формирователя 28 блока управления 18, с выхода которого два П-обраэных импульса, образованные при прямом ходе луча через первую и вторую щели кодовой линейки, поступают на вход триггера-Формирователя команд 29,формирующего последовательно импульсы "Старт" и"Стоп" для регистратора временных интервалов 19,Импульс с тактового генератора 30, поступая на вход сканирующего генератора 17, возвращает луч в исходное положение и открывает ключ 31, блокирующий выход формирователя 28. При этом пара импульсов, образованная Формирователем 27 на выходе формирователя 28 при обратном ходе луча на входтриггера-Формирователя команд 29 не поступит. Импульс тактового генератора 30 подтвердит состояние "Стоп" триггера-формирователя 29. Через время, равное длительности импульса тактового генератора 30, сканирующий генератор 17 снова начнет цикл прямого хода луча.Расчет величины плотности контролируемой жидкости осуществляется по формуле:Риам Уо+иЪмгде д - начальная плотность, сооответствующая исходной5настройке плотномера;время между сигналами"Старт" н "Стоп", измеряемое регистратором временных интервалов 19;К - коэффициент пропорциональности, получаемий прн градуировании плотномера.Величину начальной плотности р, определяют, заполнив сосуд 1 жидкостью с плотностью, соответствую щей нижнему пределу диапазона измерения плотномера, а с помощью диапазонных грузов 9 устанавливают нулевой угол отклонения противовеса 12 и кодовой линейки 14. 20В процессе работы плотномера за счет изменения массы диапазонных грузов 9 и подбора массы противовеса 12 можно изменять пределы измерения, что определяет высокую точность измерения в широком диапазоне.Для обеспечения минимальной жесткости по вертикальной оси сосуда 1, исключения влияния давления на показания плотномера посредством подводящей и отводящей трубок 2 и 3, выпол ненных прямолинейными на участке между креплением к корпусу 6 и стяжкой 4Применение диапазонных грузов и оптимальной массы противовеса позволяет наиболее полно использовать высокую чувствительность фотооптического преобразователя угла поворота квадранта, и, следовательно, расширить диапазон работы плотномера присохранении высокой точности измерений.Формула изобретения1, Весовой плотномер, содержащийсосуд с трубками подвода и отводаконтролируемой среды, весоизмерительный узел и отсчетное устройство, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности в широкомдиапазоне измерений, весоизмерительный узел выполнен в виде квадратногомеханизма, одно плечо которого связано с сосудом через упругий шар-нир и имеет груэоприемиую площадку с диапаэонными грузами, а другоеплечо снабжено кодовой линейкой сугловой прорезью, причем по однусторону кодовой линейки расположенисточник света и узел сканирования,выполненный в виде светолучевогомагнитоэлектрического вибратора,связанного со сканирукиаим генератором, а по другую сторону размещен,фотопреобразователь, выход которогоподключен к блоку управления, одинвыход которого связан с регистратором времечного интервала, а другойсо сканирующим генератором.2. Плотномер по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подводящая иотводящая трубки размещены в однойгоризонтальной плоскости, прямолинейны от заделки их в корпусе до верхней части сосуда, где оии скрепленымежду собой, образуя плоскую раму.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3345.881,кл. 6 03 й 9/00, опублик. 1974,2. "Приборы и системы управления",1975, Р 2, И., "Иашиностроение"/5 3035, М Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4 Фили Тираж 1019 сударственног елам изобретен сква, Ж, РПод комитета ССС й и открытий Ушская наб.,д