Плотномер жидкости

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических Республик(51)М. К 560858/18 нением заявки с при сударственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(71) Заявите ЛОТНОМЕР ЖИДКОСТ тносится к и может бы п е еления 230содержаю ти. Име стабил 25 Первая генера лена н мостью следст 30 возвраины не аниячастот буслов одии, ка а при уда и ы Изобретение о измерительной технике ть использовано для о р д плотностижидкостей.По основному авт.св. Р 651известен плотномер жидкости,щий сосуд с исследуемой жидкостью,поплавок с постоянным магнитом,тер-.мостатированную ванну, соленоид,соединенный с блоком развертки токасоленоида и первым входом отсчетного устройства, индикатор положенияПоплавка, состоящий из чувствительнойкатушки индуктивности, включеннойв колебательный контур ВЧ-генератора,ограничитель хода поплавка, три"схемы И, счетный триггер и последовательно соединенные схему ИЛИ исхему возврата поплавка, выход которой подключен к первому входу блокаразвертки тока соленоида,Запускающий вход блока разверткисоединен с нулевым выходом счетноготриггера и вторым входом третьейсхемы И, первый вход которой соединен с выходом индикатора положенияпоплавка и первыми входами первой ивторой схем И, причем выход третьейсхемы И Подключен ко вторым входамблока развертки тока соленоида и отсчетного устройства, выход которог соединен с первым входом схемы ИЛИ.Ко,второму входу схемы ИЛИ подключен выход первой схемы И, второй вход которой соединен со вторым входом второй схемы И и единичным выходом счетного триггера, ко входу которого подключен выход второй схемы И 11 .Недостатокэтого плотномера заключается в том, что он имеет погрешность измерения, вызванную нестабильностью порога срабатывания индикатора положения поплавка.Порог срабатывания определяется раз ностьюуровней сигнала индикатораположения поплавка в исходном состоянии (поплавок у дна сосуда) и при всплытии поплавка, когда происходит срабатывание. Нестабильность 20 порога срабатывания определяетсяслучайная ошибка измерения плотностся две основные пр ности порога срабатэто тепловой дрейф ора. Вторая причина достаточной воспроиз индуктивности катушк ие, частоты генерато е поплавка ко дну сово время каждого цикла измерения,так как поплавок возвращается в разные точки дна сосуда вследствиесвоей асимметрии, неперпендикулярности дна сосуда оси соленоида, шероховатости дна, движения жидкости 5в сосуде и т.д.Цель изобретения - повышениеточности измерения.Указанная цель достигается тем,что в плотномер введены варикап,запоминающий конденсатористоковый повторитель, инвертор, три ключа, дополнительный конденсатор и дварезистора, причем вход инверторасоединен с выходом индикатора положения поплавка, а выход - с допол- "5нительным четвертым входом блокаразвертки тока соленоида и управляющим входом второго ключа, размыкающие контакты которого соединеныпоследовательно с раэмыкающими контактами третьего ключа, соединенными через первый резистор с размыкающими контактами первого ключа, приэтом размыкающие контакты второгоключа соединены с первой обкладкой 5запоминающего конденсатора и первымвходом истокового повторителя, второйвход которого соединен с выходом истокового повторителя, который черезвторой резистор подключен к катодуварикапа и первой обкладке дополнительного конденсатора, втораяобкладка которого подключена ковходу индиеатора положения поплавка,причем анод варикапа, вторая обкладка запоминающего конденсатора,размыкающие контакты первого ключа изамыкающие контакты третьего ключасоединены между собой, а выход схемывозврата поплавка соединен с управляющим входом третьего ключа. 4 ОНа чертеже изображена схема предлагаемого плотномера жидкости.Плотномер содержит сосуд 1 с исследуемой жидкостью, помещенный втермостатированную ванну 2, неподвижно закрепленную на соленоиде 3 так,чтобы дно сосуда 1 было строго перпендикулярно оси соленоида 3, ограничитель 4 хода поплавка, поплавок 5,выполненный, например из кварцевого 50стекла, содержащий магнитный цилиндрический сердечник, индикатор положения поплавка, состоящий из чувствительной катушки б и варикапа 7,включенных в задающий колебательныйконтур ВЧ-генератора 8, отсчетноеустройство (цифровой вольтметр) 9,Фиксирующее значение тока соленоида 3, логическую схему 10, выход которой соединен с запускающим входом отсчетного устройства 9 и входом д 00блока 11 развертки тока соленоида, обеспечивающего изменение тока соленоида по заданному закону и стабилизацию тока в момент отрыва поп.лавка 5 от дна сосуда 1, счетный 15 триггер 12, выход "О" которого соединен со входом К схемы И 10 изапускающим входом блока 11 развертки тока соленоида, а выход 1 соединен со входами 11 логических схемИ 13 и 14, схему возврата поплавка15, выход которой соединен с входом 1блока 11 развертки тока соленоидаи управляющим входом ключа К 3, авход - с выходом логической схемыИЛИ 16, один из входов которой соединен с выходом схемы И 14, а второй - с выходом отсчетного устройства 9; инвертор 17, вход которогосоединен с выходом генератора 8, входами 1 схем И 10, 13 и 14, а выходс управляющим входом ключа К 2 и дсполнительным четвертым входом блока11 развертки тока соленоида;истоковой повторитель 18, выход которогочерез резистор 19 подключен к варикапу 7, а вход - к запоминающему конденсатору 20 и через последовательо включенные раэмыкающие контактыключей К 2 и К 3 к резистору 21 иключу запуска К (цепь заряда конценсатора 20). Размыкающий контактключа Ксоединен со второй обкладкой конденсатора 20 и общим проводом (цепь разряда конденсатора 20),выход схемы И 13 соединен со входомсчетного триггера 12.Автоматический плотномер работает следующим образом.В исходном состоянии через соленоид 3 течет максимальный ток ипоплавок 5 притянут ко дну сосуда1. Конденсатор О через раэмыкающиеконтакты ключей К,К,Кзашунтирован резистором ,1 и йапряжение нанем равно нулю, Выходное напряжениеистокового повторителя 18 также равно нулю и емкость варикапа 7 максимальна,Вследствие этого частота генератора Я равна минимальному значениюи на входе инвертора 17 и входах .схем И 10, 13 и 14 присутствет сигнал, соответствующий логическойединице, При включении ключа запуска К 4 конденсатор 20 начинает заряжаться через резистор 21, напряжение на варикапе 7 увеличивается,его емкость уменьшается, частотагенератора 8 увеличивается и через3-4 с становится равной значению(соответствующему порогу срабатывания), при котором на входе инвертора 17, входах 1 схем И 10, 13,14 ивыходе "0" счетного триггера 12устанавливается сигнал, соответствующий логическому нулю. На выходеинвертора 17 устанавливается "1",включается ключ К и размыкает цепьзаряда конденсатора 20, Блатодарявысокому входному сопротивлениюистскового повторителя 18 напряжениена конденсаторе 20, а следовательно,и на варикапе 7 остается практичес25 ЗО 50 55 ЬО 65 ки неизменным в течение длительноговремени, Одновременно сигнал, соответствующий "1", с выхода инвертора17 поступает на дополнительный четвертый вход блока 11 развертки токасоленоида, включая быструю разверткутока соленоида (по этому входу блокразвертки тока соленоида остаетсявключенным до выключения ключа К ),Ток соленоида 3 начинает уменьшатьсяс большой скоростью (режим поиска)до момента всплытия поплавка 5, ко.торый при перемещении изменяет индуктивность катушки б, уменьшаячастоту генератора 8,. так как магнитный сердечник поплавка заключен воболочку из немагнитного проводящегоматериала. Вследствие уменьшениячастоты на выходе индикатора положения поплавка устанавливается "1".Этот сигнал через вход 1 схемы И 13поступает на вход счетного триггера1 и опрокидывает его. На выходе "1"счетного триггера 12 появляется"0", а на выходе "0" - "1", котораяпо запускающему входу блока 11 развертки тока соленоида включает малуюскорость развертки тока соленоида(режим подготовки отсчета). Одновременно сигнал с индикатора по. -ложения поплавка через инвертор 17выключает ключ К, а через вход 1схемы И 14 и схему ИЛИ 16 поступаетна схему возврата поплавка 15,так как на входе 11 схемы И 14 вэтот момент еще присутствует "1".Схема возврата поплавка включаетключ К, который разряжает конденсатор, уменьшая частоту генератора 8до исходного знэчения, и одновременно через вход 1 блока 11 разверткитока соленоида скачком увеличиваетток соленоида до значения, достаточного,чтобы притянуть поплавок 5 в исходное положение ко дну сосуда 1, нозначительно мейьше исходного благодаря тому, что при всплытии поплавок 5 упирается в ограничитель4 хода поплавка, что существенносокращает продолжительность разверткитока соленоида с малой скоростью,т,е, режима подготовки отсчета. Навыход схемы И 10 сигнал с индикатора положения поплавка не поступаеттак как на входе 11 схемы в этотмомент еце присутствует "0".Через 10 с схема возврата поплавка 15 автоматически выключается,выключая ключ К 3, Конденсатор 20начинает заряжаться и установка порога срабатывания индикатора положения гоплавка происходит, как былоописано выше.В момент следующего всплытия поплавка (т.е, собственно момент измерения) выходной сигнал индикэтораположения поплавка через вход 1схемы И 10 запускает отсчетное устройство 9, работающее в ждущем режиме, и останавливает развертку токасоленоида. На выходы схем И 13,14 этот сигнал не поступает, так какна их входах 11 присутствует "0".Отсчетное устройство фиксирует величину тока соленоида, которая определяется в этот момент действующимна поплавок усилием, соответствующим величине измеряемой плотностижидкости. При использовании в качестве сердечника поплавка постоянногомагнита из высококоэрцитивного сплава (например, феррита бария) шкалаприбора линейна, Цалее сигнал свыхода отсчетно"о устройства, свидетельствующий об окончании счета,подается через второй вход схемыИЛИ 16 на вхему возврата поплавка1 Ь и цикл измерений с малой скоростьюразвертки и установкой порога срабатывания индикатора положения поплавка перед каждым всплытием поплавка автоматически повторяется довыключения ключа К . Испытания прибора показали, чтоблагодаря автоматической установке порога срабатывания случайная ошибка плотномера уменьшена в 5 раз, вследствие чего абсолютная ошибка измерения плотности уменьшена в 2 раза по сравнению с основным изобретением. Формула изобретения Плотномер жидкости по авт.св.Р 651230, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, в него введены варикап,запоминающий конденсатор истоковыйповторитель, инвертор, три ключа,дополнительный конденсатор и два резистора, причем вход инверторасоединен с выходом индикатора положе,ния поплавка, а выход - с дополнительным четвертым входом блока развертки тока соленоида и,управляющим входом второго ключа, размыкающиеконтакты которого соединены последовательно с размыкающими контактамитретьего ключа, соединенными черезпервый резистор с размыкающими контактами первого ключа, при этомразмыкающие контакты второго ключасоединены с первой обкладкой запоминающего конденсатора и с первымвходом истокового повторителя,второй вход которого соединен с выходом истокового повторителя, который через второй резистор подключенк катоду варикапа и первой обкладкедополнительного конденсатора, втораяобкладка которого подключена ковходу индикатора положения поплавка,причем анод варикапа, вторая обкладка запоминающего конденсатора,размыкающие контакты первого ключа826213 оставитель В. Назаровехред М.Коштура Корректор Ю.Макаренк актор Н дна Заказ 2511/бб ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная Фил и замыкающие контакты третьего ключа соединены между собой, а выход схемы возврата поплавка соединен с управлякицим входом третьего ключа. Тираж 90 ВНИИПИ Государс по делам изо 3035, Москва, Ж венрет5,Источники инФОрмации,принятые во внимание при экспертиз 1. Авторское свидетельство СССР б 51230, кл. 6 01 й 9/22, 1977.Подписнго комитета СССРий и открытийушская наб., д. 4