Тепловой компенсационный плотномер

(51)4 С 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТО ЕТЕЛЬСТВ УС осковс- Трудово омеры. М. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Новомосковский филиал М кого ордена Ленина и орденаю го Красного Знамени химико-техноло, гического института им. Д.И.Менделеева(57) Тепловой компенсационный плот- номер относится к измерительной тех- нике, в частности к устройствам для измерения плотности технологическйх растворов, плотность которых изменяется в относительно узком диапазоне.Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности работыплотномера. Плотномер содержит датчик плотности, состоящий из камердля исследуемого раствора и эталонной -жидкости, соединенных с блокомсравнения, подключенньм к исполнительному механизму. В плотномереимеется теплообменник нагрева эталонной жидкости, регулирующий клапан и измеритель температуры, Регулирующий клапан установлен на линииподачи теплоносителя к теплообменнику и соединен с исполнительным механизмом. Вход измерителя температуры соединен с камерой эталоннойжидкости, а его шкала градуированав единицах плотности. 2 ил.н Хмд2Рфма)Е т. где Н, - глубина погружения пневмометрической трубки 5 в исследуемый раствор,Н - глубина погружения пневмометрической трубки 6 в эталонный раствор.Плотномер содержит блок 8 сравнения и измеритель 9 температуры. На вход блока 8 сравнения поступают давления. Р, и Р от пневмометрических трубок 5 и 6 плотность исследуемогораствора при температуреосредний температурный коэффициент объемного расширения исследуемого растворав интервале температур.о 1где Ро Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения плотности тех- нологических растворов, применяемых в пищевой и химической промышпенности.Цель изобретения - повышение точности, чувствительности измерения и надежности работы устройства путем устранения погрешности, вносимой измерением давления.На чертеже схематически изображен тепловой компенсационный плотномер с пневмометрическим датчиком плотности; на фиг. 2 - то же, с гидро- статическим датчиком плотности,. Тепловой компенсационный плотномер с пневмометрическим датчиком плотности содержит камеру 1 для исследуемого раствора и камеру 2 для эталонной жидкости которая обогрева- ется в теплообменнике 3 теплоносителем,на линии;подачи которого установлен регулирующий клапан 4. В камеры 1 и 2 помещены пневмометрические трубки 5 и 6, соединенные с блоком 7 питания, с помощью которого настраивается расход воздуха через трубки. Пневмометрические трубки 5 и 6 погружены соответственно в исследуе.мый и эталонный растворы на разную глубину, которая выбирается из усло- вия- рабочая температура исследуемого раствораН - глубина погружения пневмо метрической трубки 5 в ис" следуемый раствор,1 - у (, - 1,)н (3)где Р - плотность эталонного раст 02вора при температуре й- средний температурный коэффициент объемного расширения эталонного раствора винтервале температур й -йС - рабочая температура эталонного раствора;Н - глубина погружения пневмометрической трубки 6 в эталонный раствор,Кроме того, устройство содержитизмеритель 10 температуры исследуемой жидкости и блок 11 перемещенияпневмометрической трубки 5, которыйвыполнен в виде позиционера, изготовленного на базе трехмембранного элемента 12 сравнения, сильфона 13 ипружины 14. Устройство содержит исполнительный механизм 15 управляющий работой регулирующего клапана 4.При выполнении теплового компенсационного плотномера с гидростати-,ческим датчиком плотности он содержит камеру 1 для исследуемого раствора (рабочую трубку), камеру эталонной жидкости 2 (компенсационнуютрубу), теплообменник 3, регулирующий клапан 4, блок 8 сравнения,измеритель 9 температуры, исполнительный механизм 15, мембрану 16,пневмопреобразователь 17.Тепловой компенсационный плотно-.мер с пневматическим датчиком плотности работает следующим образом. 45Величины Р и Р поступают на2вход блока 8 сравнения (ПИ-регулятор), у которого время изодрома Тйминимальное, а .коэффициент усиленияК максимальный (К -). Пневматйческий сигнал с выхода блока 8 50.сравнения поступает по линии обратной связи на мембранный исполнительный механизм регулирующего клапана4, установленного на линии подачитеплоносителя в теплообменник 3, 55обогревающий эталонный раствор, находящийся в термокомпенсационнойкамере 2. В состоянии равновесия измерительной схемы плотномера Р1= Р Решая систему уравнений (1), тывает сигнал на блок 11 термокомпен(2) и (3), получают сационного перемещения пневмометрической трубки 5. Если в качестве из 1Урмерителя 10 температуры используетсяРр. ( 5 прибор с пневматическим выходным сиг(4)налом, то блок 11 перемещения можето,1 н,ф быть выполнен в виде позиционера,,сильфона 13 подается выходное давлего 1 технологического раствора. ние трехмембраннсго элемента 12 сравПри изменении плотности исследуенения, в одну из камер которого подамого раствора давление в пневмометется сигнал с измерителя 1 О темперарической трубке 5 меняется, поэтомупоявляется сигнал разбалан а ь Р 15 туры. ПРИ перемещении подвижного1 Й .закреплена пневмометрическая трубкасравнения, а с него - на исполни 5, происходит изменение натяжениятельный механизм регулирующего клапана 4 который изи рад по РУдд упругои Реакции ДаЬаемого в теплообменник 3 теплоно/ 20 торой обеспечивает силовсителя, Температура эталонного растсвязь в трехмембранном элементер р ином элементе 12вора в термокомпенсацнонной камересравнения чем достигается п опо ональное изменение положения пневмоиэменяется, а вместе с ней изменяетметрической трубки 5 относительнося плотность эталонного раствора.25 измерительной камерыраствора происхо т до тех пор, по- ратуры технологического раствока давление в пневмометрическихтрубках сравняется. Так как ПИ-р - менения температуры исследуемого гулятор стремится уменьшить ошибку Рсвора, Ро зводится изменением чисрассогласования до минимума, т 30 ла витков пружины 14. При этом термокомпенсирующее перемещение пневмо- ьР в О. метрической трубки 5 находят изТаким образом, измерительная схема плотномера производит компенсациюизменения плотности комнтролируемого ф( ) юраствора в измерительной камере 1 пу- где Н - расчетная глубина погружетем изменения температуры эталонного ния пневмометрической труб- раствора, а следовательно, его плот- ки 5 в исследуемый раствор ности в термокомпенсационной камерепри температуре2. Температура эталонного раствора К - средний температурный коэфизмеряется измерителем 9 темпе ату 9 температу фициент объемного расширеры, шкала которого отградуирована вния исследуемого раствора единицах плотности.в интервале температурКак видно из уравнения (2), плот- оность раствора зависит не только от 45 - рабочая температура исслеего состава, но и от температуры, дуемого раствора, котораяпоэтому от этой температуры, как вид- измеряется измерителем 10но из уравнения (4), зависит выходной температуры.сигнал плотномера. Для уменьшения Тепловой компенсационный плотнотемпературной погрешности при опре мер с гидростатическим датчиком делении состава исследуемого раствора плотности работает следующим обрапо его плотности необходимо глубину зомфпогружения пневмометрической трубки Исследуемый раствор поступает в 5 в исследуемый раствор сделать пе- камеру 1 высотой Н 1, Столб контроли- ременной. в функции температуры это руемой жидкости создает давление на го раствора. Для этого измеритель 10 мембрану 16температуры Исследуемой жидкости изменяет температуру раствора и выраба- плотность вспомогательной 1 максжидкости при минимальновозможной в условиях измерения температуре. 5 Первое условие выполняется путем выбора соответствующей вспомогательной жидкости, при этом, чем шире диапазон измерения плотности, тем должна быть вьппе температура кипения вспомогательной жидкости. 1 О Тепловой компенсационный плотномер, содержащий датчик плотности, состоящий из камер для исследуемого Ф о р м ул а й з о б р е т е н и я15 раствора и эталонной жидкости, соединенных с блоком сравнения, подключенным к исполнительному механизму, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения тоМности измерения и надежности работы устройства, плотномер снабжен теплообменником нагрева эталонной жидкости, регулирующим клапаном и измерителемтемпературы, причем регулирующийклапан установлен на линии подачитеплоносителя к теплообменнику исоединен с исполнительным механизмом,вход измерителя температуры соединен с камерой эталонной жидкости,а его шкала градуирована в единицахплотности,1247718 Составитель В.КамзовТехред Н.Бонкало Корректор Е.Сирохман Редактор Л.Веселовска Заказ 4116/41 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 778 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушск