Плотномер

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциапистическинРеспублик а 935745Опубликовано 15. 06,82. Бюллетень М 22Дата опубликования описания 15.06 .82 ло делам изооретений и открытий(72) Авторы изобретения Г. Г.Яшанов, М. М,Телемтаев и Н.Н.Литовченко Алма-Атинское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления( 54) ПЛОТНОМЕР двух трубок 2. Изобретение относится к устройствам для измерения плотности агрессивных, кристаллизующихся, вспенивающихся и других жидкостей.Известен плотномер для диффузион- .5ного сока и мисцелл растительных масел, включающий чувствительный элемент, состоящий из четырех камер, ивторичный прибор. В одну камерупоступает контролируемая жидкость,1 Овторая заполнена буферной жидкостьюбольшой вязкости, третья .предназначена для температурной коррекциипри помощи манометрицеского термометра с пневмосиловым преобразоват 5телем и четвертая выполняет функции пневмометрического преобразователя, уравновешивающего изменениемассы контролируемой жидкости врезультате изменения ее плотности 1,Недостатками такого плотномераявляются низкая чувствительностьи отсутствие регулировки начального значения выходного сигнала, поступающего на вход вторичного прибора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является плотномер, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженный патрубками и камерой сброса, в котором размещен сосуд с эталонной жидкостью и с погруженной в нее пеьзометрицеской трубкой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки, преобразователь давления, вторичный прибор и задатчик давления. В проточный корпус помещен также байпасный сосуд с чувствительным элементом, состоящим из цднако известный плотйомер абла- дает недостаточной точностью измерения, обсуловленной изменением уровня эталонной жидкости,Целью изобретения - повышение точности измерения плотности анализируемых растворов.Поставленная цель достигается тем, что в плотномере, содержащемпроточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженномпатрубком и камерой, сброса, в котором размещен со". суд с эталонной жидкостью и погру" женной в нее пьезометрической труб кой имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки преобразователь давления, вторичный прибор и задат" чик давления, преобразователь дбв ления выполнен в виде двухкамерного Мембранного элемента с регулируемым. ,соплом, установленного в нижней части проточного корпуса, плотномер снабжен .пятимембранным элементом сравнения 2 р с регулируемым и постоянным дросселями, выполненным по схеме вычитания и умножения на постоянный коэффициент, при этом пьезометрическая трубка через регулируемый дроссель 2 подключена к выходу задатчика давления и через постоянный дроссель подключена к верхней камере преобразователя давления и отрицательной каме ре пя ти мембранного элемента срав- зф нения, выход эаратчика соединен с входом пятимембранного элементасравнения и через второй постоянный дроссель подсоединен к нижней проточной камере преобразователя давления и положительной камере пяти- мембранного элемента сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору.На чертеже схематически изображен 4 О предлагаемый плотномер.Плотномер содержит проточный корпус 1 с исследуемой. жидкостью, снаб" женный патрубком 2 в нижней части и камерой 3 сброса. Внутри проточного корпуса 1 размещен сосуд 4 сэталонной жидкостью постоянногоуровня, имеющий расширенную верхнюю часть 5 со сливной трубкой, соединенную с нижней частью с помощью трубки. В сосуд 4 с эталонной жидкостью опущена пьезометрическая трубка 6 на глубину, равную высоте столба исследуемой жидкости. В нижней части проточного корпуса 1 установлен преобразователь 7 давления, выполненный в виде двухка мерного мембранного элемента. Пре" 935745 4образователь давления имеет мембрану 8, расположенную со стороны анализируемого раствора, малую мембрану 9 с закрепленной на ней заслонкой 10 и регулируемое сопло 11. Ием.браны соединены между собой жесткимштоком 12. Пьзометрическая трубка 6через регулируемый дроссель 13 под"ключена к выходу задатчика 14 давления и через постоянный дроссель 15к верхней камере преобразователя 7давления, имеющего коэффициент усиления больше единицы, и отрицательной камере пятимембранного элемента 16 сравнения, который вместе срегулируемым 17 и постоянным 18дросселями, выполнен по схеме вычитания с последующим умножением на.постоянный коэффициент больше единицй.Выход задатчика 14 давления че-рез постоянный дроссель 19 связанс нижней проточной камерой преобразователя 7 давления и положительнойка ме рой пяти мембранного элементасравнения выход которого подключенк вторичному прибору 20,В технологической линии, к которой плотномер присоединен с помощьюпатрубка 2, предусмотрены перекачи,вающее устройство 21 и рабочая ванна 22, внутри которой размещено нагревательное устройство 23.Работа плотномера осуществляетсяследующим образом,Исследуемый раствор из рабочейванны 22 с помощью перекачивающегоустройства 23 поступает через патрубок 2 в проточный корпус 1 и затем, омывая сосуд 4 с эталоннойжидкостью постоянного уровня, в качестве которой выбрана вода, черезпереливной порог проточного корпуса 1 попадает в камеру 3 сброса ивозвращается в рабочую ванну 22.Усилие, действующее на большую.мембрану 8 преобразователя 7 давления со стороны исследуемого раствора определяется уравнениемцд Н 5 (1)где р - ускорение свободного падения;р - плотность анализируемогораствора;Н - высота столба исследуемой55 жидкости, находящейся впроточном корпусе;Б - эффективная площадь мембраны 8.(3) Ро()где Я - эфФективная площадь малойМмембраны 9; Эталонную жидкость с помощьюнагревательного устройства 23 подогревают до температуры контролируемого раствора и подают в расширитель 5 сосуда 11. Расход жидкостирегулируется игольчатым вентилем( на чертеже показан, но не обозначен). Предварительный подогрев сводит к минимуму разность температур между эталонной жидкостью иконтролируемым раствором.В пьеэометрическую трубку 6 свыхода мощного задатчика 111 черездроссель 13 подается сжатый воздух,выходное давление которогоРо ИЭ 2 (2)где Я - плотность эталонной жидкости;Н - глубина погружения пьезо 2метрической трубки,Величина выходного давления впьезометрической трубке одновременно выполняет роль балластНого давления. Сигнал о величине давления,через постоянный дроссель 15, уменьшающий пульсацию выходного сигналаот влияния барботирующих пузырьковвоздуха, поступает в верхнюю камеру преобразователя 7 давления и отрицательную камеру пятимембранногоэлемента 16 сравнения..Одновременно сжатый воздух с выхода мощного задатчика 1 Ь черезпостоянный дроссель -19 подается вположительную камеру элемента 16сравнения и нижнюю проточную камерупреобразователя 7 давления. Изменением положения сопла 11 регулируютрасход воздуха, а следовательно, ичувствительность преобразователядавления;При прохождении воздуха черезэталонную жидкость возникает дополнительная циркуляция и некоторыйслив последней из расширенной части 5; что дополнИтельно уменьшаетпостоянную времени перемешиванияэталонной жидкости и разницу темпе-.ратур между эталонной жидкостью ианализируемым раствором. При работеплотномера шток 12 преобразователя,7 давления находится в равновесии.Усилия действующие на него, находятся в следующей зависимости; Р - давление на выходе преоб 2разователя 7 давления.После подстановки в уравнение ( 3 )значений уравнений(1)и(2)и проведе% ния соответствующих преобразованийдавление на выходе преобразователя 7давления определится выражением1 Огде при изменении плотности анализи".руемого раствора и неизменных значенияхх я р БЯ и Р выход нои си гнал на выходе преобразователя 7 давления прямо пропорционален разностиплотностей между анализируемым раствором и эталонной жидкостью.Так как пятимембранный элемент 16сравнения с дросселями 17 и 1820 выполнен по схеме вычитания с последующим умножением на постоянныйкоэффициент больше единицы, то вы"ходной сигнал Р на входе вторич"ного прибора 20 определяется уравнеф ниемР = (Р, -Р)Кгде К = 1 + -- коэффициент, умножения пятимем30 бранного элемента 16 сравнения(3,а - проводимостидросселей 17 и18.ЗЗ егулировка коэффициента умноженияпятимембранного элемента 16 сравнения производится регулируемым дросселем 17. После соответствующихпреобразований значение выходного40 сигнала плотномера принимает вид= ОЩ К,(рр -Р ).где К = - - коэффициент усилеЯм ния преобразователя45 давления.Так как величины Н, К и К по"стоянные, то давление на входе вторичного прибора прямо пропорционально изменению плотности анализируеф 0 мого раствора относительно эталон"ной жидкости.Поскольку температура анализируемого раствора и эталонной жидкостив процессе анализа мало отличаютсядруг от друга, то погрешность измерения плотности раствора сводится кминимуму. Однаковая высота столбовизмеряемой и эталонной жидкостейтакже позволяет свести к минимумупогрешности как при изменении температуры, так и при изменении плотности и значительно упростить расчет формула изобретенияьПлотномер, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженный патрубком и камерой сброса, в котором размещен сосуд с эталонной жидкостью и погруженной 1 нее пьезометрицеской трубкой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки, преобразователь давления, вторичный прибор и задатчик давления, о т Л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения плотности исследуемых растворов, преобразователь давления выполнен в виде двухкамерного мембранного элемента с регулируемым соплом, установленного в нижней части проточного корпуса, плотномер снабжен пятимембранным,элементом сравнения с регулируемым и постоянным дросселями, выполненными по схеме вычитания и умножения на постоянный коэффициент, при этом пьезо метрическая трубка через регулируемый дроссель подключена к выходузадатчика давления и через постоянный дроссель подключена к верхнейкамере преобразователя давления 10 и отрицательной камере пятимембранного элемента сравнения, выход эадатчика соединен с входом пятимембранного элемента сравнения и через второй постоянный дроссель под соединен к нижней протонной камере преобразователя давления и положительной камере пятимембранногоэлемента сравнения, выход которогоподключен к вторичному прибору, 20Источники информации,принятые во внимание при экспертизе11, Глыбин И.П. Автоматицескиеплотномеры и концентратомеры вЪиИ щевой промышленности. И., "Пищеваяпромышленность", 1975, с. 49-50.2. Там же, с. 83-89(прототип).к Ужгород, ул. Проектная,лиал ППП "П 96/42 . Тираж 887 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. М 5