Устройство для измерения плотности жидкости

Устройство для измерения плотности жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Целью изобретения является повышение точности измерения путем компенсации температурной погрешности . Устройство содержит дифманометр, соединенный с вторичным прибором, и датчики гидростатического давлеJ ния, установленные на фиксированном расстоянии по высоте емкости с анализируемой жидкостью. На одной высоте с датчиком гидростатического давления верхнего уровня размещена разделительная емкость с эталонной жид- f костью, соединенная трубкой с повторителем давления эталонной жидкости, размещенной в емкости с анализируемой жидкостью. Повторитель давления эталонной жидкости установлен со . смещением относительно датчика давления нижнего уровня, выход которого соединен с плюсовой камерой дифманометра, минусовая камера которого соединена с выходом повторителя давления эталонной жидкости, а выход датчика верхнего уровня соединен с разделительной емкостью. 1 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) й4 001 926

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю ма

°

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3743896/24-25 (22) 21.05.84 (46) 23.04.86. Бюл. Ф 15 (72) Я.И.Дубинский (53) 531.137(088.8) (56) Автоматические приборы, регуля" торы и вычислительные системы. /Под ред. Комарского Б.Д. М.: Машиностроение, 1976, с. 173.

Авторское свидетельство СССР

Р 210446, кл. G 01 N 9/00, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТ- .

НОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Целью изобретения является повышение точности измерения путем компенсации температурой погрешности. Устройство содержит дифманометр, соединенный с вторичным прибором, и датчики гидростатического давления, установленные на фиксированном расстоянии по высоте емкости с анализируемой жидкостью. На одной высоте с датчиком гидростатического давления верхнего уровня размещена разделительная емкость с эталонной жид- г костью, соединенная трубкой с повторителем давления эталонной жидкости, размещенной в емкости с анализируемой жидкостью. Повторитель давления эталонной жидкости установлен со смещением относительно датчика давления нижнего уровня, выход которого соединен с плюсовой камерой дифманометра, минусовая камера которого соединена с выходом повторителя давления эталонной жидкости, а выход датчика верхнего уровня соединен с разделительной емкостью. 1 ил.

1 12261

Изобретение относится к области аналитического контроля преимущественно легкокристаллизующихся растворов в производствах минеральных удобрений и химической промышленности, в в частности в производстве концентрированной азотной кислоты.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем компенсации температурной погрешности 10 и расширение области применения.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения плотности жидкости.

Устройство содержит емкость 1 15 с установленными на ней датчиками давления нижнего 2 и верхнего 3 уровней жидкости. На уровне датчика 3 установлена разделительная емкость 4, соединенная трубкой 5, 20 размещенной в емкости с анализируемой жидкостью, с повторителем 6 давления эталонной жидкости. Выход датчика 3 соединен трубкой 7 с газовым объемом разделительной емкости 4. р

Датчик 2 нижнего уровня соединен с

"плюсовой" камерой дифманометра 8, а его "минусовая" камера соединена с т выходом повторителя 6 давления. Регистрация концентрации жидкости осуществляется на вторичном прибо— ре 9.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемая жидкость протекаЕт

35 через емкость 1. В зависимости от ее плотности и температуры, а также уровня жидкости и/или давления в емкости 1, на выходе датчиков 2, 3 и 6 давления, формируются сигналы, соответственно пропорциональные вели40 чинам гидростолбов и избыточного давления газовой фазы, действующих на них. Для исключения влияния колебаний высоты уровня жидкости и давления над жидкостью применен дифференциальный метод измерения плотности с двумя датчиками давления нижнего.2 и верх, него 3 уровней, раслоложенными на разной глубине, но на строго фиксированном расстоянии между датчиками 2 и 3. Эффективный теплообмен между . анализируемым и эталонным растворами обеспечивает изменение плотности эталонного раствора в трубке 5 при его неизменном уровне. С учетом давления над "зеркалом" эталонного раствора в разделительной емкости 4 на .выходе повторителя 6 давления форми62 руется пневмосигнал, пропорциональный суммарному давлению анализируемой жидкости .на уровне разделительной емкости, давлению в газовой фазе емкости 1 и давлению гидростолба эталонного раствора постоянного уровня, но переменной плотности. Возможное изменение уровня плотности анализируемой жидкости и давления над ней, измеряемое датчиком 3 давления верхнего уровня, преобразуется на

его выходе в пневмосигнал, поступающий по трубке 7 в газовый объем разделительной емкости 4.

При этом повторитель 6 давления воспринимает суммарное давление, оказываемое постоянным уровнем эталонной жидкости переменной плотности и дав-. лением над ней в разделительной емкости 4. Уменьшение погрешности от изменения объема эталонной жидкости. обусловленного изменением температуры анализируемого раствора, обеспечивается за счет выбора "зеркала" поверхности эталонной жидкости в разделительной емкости 4, при котором остается практически неизменным уровень эталонной жидкости.

Таким образом, обеспечивается компенсация минимального значения плотности контролируемой жидкости с учетом текущих температур анализируемой жидкости и давления над ней.

Далее пневмовыход с повторителя 6 давления поступает в "минусовую камеру дифманометра 8, "плюсовая" камера которого соединена с выходом датчика 2 нижнего уровня. Выход дифманометра 8 соединен с входом вторич.ного прибора 9, регистрирующего показания концентрации анализируемого раствора.

Таким образом, перепад давления измеряемый дифманометром, связан с плотностями анализируемой жидкости и эталонного раствора следующей зазависимостью:

t где Н вЂ” базовое расстояние между б датчиками нижнего и верхнего уровней;

Н вЂ” текущее значение, уровня анат лизируемой жидкости относительно отметки расположе.1226162 ния датчика верхнего уровня и разделительной емкости;

Н вЂ” величина смешения уровней см расположения датчиков нижнего уровня и повторителя давления эталонной жидкости, соответственно плотность

К 9Т анализируемого и эталонного растворов.

Как следует из формулы (I), высота Н, не оказывает влияния на результаты измерений. Выбор расстояния Н производят с учетом желаемого перепада давления на дифманометре ЬР определяемого из стандартного ряда и значений максимальнойэ "" и миниК мальной „ плотностей анализируемого раствора.

hP (2) к к

Однако при необходимости измерения плотности легкокристаллизирующихся растворов появляется опасность кристаллизации эталонного раствора при снижении окружающей температуры, например в период остановки технологического процесса. В этом случае оказывается целесообразным в качестве эталонного раствора использовать жидкость, плотность которой с изменеНием температуры изменяется аналогично анализируемой и, кроме того, температура кипения которой выше температуры раствора, плотность которого необходимо измерить. Возможно использование эталонного раствора с плотностью, меньшей минимальной плотности контролируемого раствора, но при этом нужно обеспечить полную компенсацию минимального ее значения эа счет смещенного по высоте Н расположения датчиком гидростатического давления.

При этом величина смещения Н, может быть определена для заданного перепада давления на дифманометре и . макс

=3„para принятой эталонной жидкости J из формулы (1) макс макс

Н 2а.» "-,-2 " (3) эт

Таким образом, повышение точности измерения плотности обеспечивается за счет компенсации балластной плотности при температуре анализируемой жидкости, в результате чего достигается компенсация температурной поГрешности.

При j "". = „датчик 2 давления и и повторитель давления эталонной жидкости, должны быть расположены на одном уровне.

1О

Формула изобретения

I. Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее дифмано1 метр, соединенный с вторичным прибором, датчики гидростатического давления, установленные на фиксированном расстоянии по высоте емкости с анализируемой жидкостью, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в него введены разделительная емкость с эталонной жидкостью и повторитель давления эталонной жидкбс25 ти, соединенные между собой трубкой, размещенной в емкости с анализируемой жидкостью, установленные соответственно на одной высоте с датчиком гидростатического давления верхнего

30 уровня и со смещением относительно датчика гидростатического давления нижнего уровня, выход которого соединен с плюсовой камерой дифманометра, минусовая камера которого соединена с выходом повторителя дав.— . ления эталонной жидкости, а выход датчика:..верхнего уровня соединен с разделительной емкостью.

2. Устройство по и. 1, о т л и—

40 ч а ю щ е е с я тем, что превышение уровня повторителя гидростатического давления относительно датчика нижнего уровня установлена по формуле

45 Н lip (z "эт ) -Ь Р

j эт где Н вЂ” базовое расстояние между датчиками нижнего и верхнего уровней;

j и д — максимальная контролируеK мая плотность и плотность эталонной жидкости; макс

Ь P — максимальная раз но сть давлений на повторителях гидростатического давления.

1.226162

Составитель В.Крутин

Редактор Л.Гратилло Техред В.Кадар Корректор М.Максимишинец

Заказ 2116/34 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие; r,Óæãîðoä, ул.Проектная, 4