Устройство для измерения плотности жидкости

Устройство для измерения плотности жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно к устройствам, предназначенным-для измерения плотности жидкости в широком диапазоне давлений и разнообразных географических условиях. Цель - повышение точности измерения в заданном интервале давлений и при изменении ускорения свободного падения. В устройство, содержащее измерительный поплавок с элементом уравновешивания и преобразователем положения выходного сигнала, введены изолированный от жидкости вакуумированным корпусом компенсационный груз с собственным элементом уравновешивания и преобразователем положения в выходной сигнал, датчик давления , функциональный преобразователь давления, умножитель, вычитатель, делитель и регистратор. Функционирование устройства обеспечивает повышение точности измерения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760474/25 (22) 21.11.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.В.Бойко и А.П.Васьковцов (53) 532,14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1052930, кл. G 01 N 9/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N. 397813, кл, G 01 N 9/10, 1972, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, конкретно к устройствам, предназначенным.для измерения плотности жидкости в широком диапазоне давлений и разнообразных географических

Изобретение относится к измерительной технике, конкретнее к устройствам, предназначенным для измерения плотности жидкости в широком диапазоне давлений и разнообразных географических условиях.

Целью изобретения является повышение точности измерения в заданном интервале давлений и при изменении ускорения свободного падения.

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 — схема вычислительного блока.

Устройство содержит поплавок 1 с элементом 2 уравновешивания и преобразователем 3 положения в выходной сигнал, Ы,„, 1689795 А) условиях. Цель — повышение точности измерения в заданном интерваледавлений и при изменении ускорения свободного падения.

В устройство, содержащее измерительный поплавок с элементом уравновешивания и преобразователем положения выходного сигнала, введены изолированный от жидкости вакуумированным корпусом компенсационный груз с собственным элементом уравновешивания и преобразователем положения в выходной сигнал, датчик давления, функциональный преобразователь давления. умножитель, вычитатель, делитель и регистратор. Функционирование устройства обеспечивает повышение точности измерения. 2 ил, герметичный корпус 4, внутри которого в вакууме находится компенсационный груз 5 с элементом 6 уравновешивания и преобразователем 7 положения в выходной сигнал, причем выход преобразователя 3 соединен с первым входом вычитателя 8 вычислительного блока 9, а выход преобразователя 7 — с первым входом умножителя 10 вычислительного блока 9, выход датчика 11 давления соединен с входом функционального преобразователя 12 давления, выход которого соединен с первым входом делителя 13 вычислительного блока 9, выход эадатчика

14 соединен с вторым входом умножителя

10, выход которого соединен с вторым вхо1б89795

F t + <1 ???????? = m1g

F2 == m;g, (1) Р2

Гп1---- — F1

ГП2

/Ъод—

V1 (2) 12

m1 — -- — Р1 го 2

/Ъод—

V«, (Р) (3) 55 дом вычитателя 8, выход которого подключен к второму входу делителя 13, соединенного с входом регистратора 15.

Работа устройства может быть пояснена следующими математическими выражениями, Не вызывает сомнений, что где F1 и F2 — силы уравновешивания поплавка и компенсационного груза, пропорциональные перемещению;

g — ускорение свсбодного падения;

m1 и m2 — массы поплавка и компенсационного груза;

V1 — объем поплавка (текущий); р од — плотность воды (подлежащая измерению).

Тогда

Так как объем поплавка V1 из-за обжатия меняется, то V1= VI (P), где P — давление.

Для малых нагрузок V)(P) == V1 h: Р, где

F, — модугсь обьемной упругости материала поплавка.

Тогда

Задатчик 14 формирует значение, равГп 1

НОŠ— = COttSt пт2

При помещении устройства в точку измерения происходит с..ледующее.

Изменение значения вертикальной составляющей ускорения свободного падения приводит к изменению условий равновесия компенсационного груза 5, что изменяет выходной сигнал преобразователя 7 положения в выходной сигнал Датчик 11 давления и функциональный преобразователь 12 давления формируют истинное значение объема поплавка 1, Появляется новое значение выходного сигнала преобразователя

3, связанное с иэл енениел1 условий уравновеш ивания попллгп:а i элс.ментом 2 уравновешивания из-эа и:,л1енс".ния плотности жидкости (измеря;мс>й), oiсьема поплавка 1 (обжатие давлени:.л1) и изменения ускоре5

50 ния свободного падения. Выходные сигналы преобразователей 3, 7 и 12 заводятся соответственно на первые входы вычитателя 8, умножителя 10 и делителя 13 вычислительного блока 9. Последний, основываясь на данных упомянутых блоков, а также с учетом, константы, поставляемой задатчиком 14 на вход умножителя 10, преобразует их в значение плотности жидкости psод

Для компенсации изменения ускорения свободного падения используется сигнал, получаемый системой элементов — корпуса

4, компенсационного груза 5, элемента б уравновешивания и преобразователя 7, учет обжатия давлением основан на использовании датчика 11 и преобразователя 12. Значение плотности жидкости с выхода вычислительного блока 9 поступает на регистратор 15, где и регистрируется результат вычислений с блока 9, Умножитель 10 перемножает сигнал задатчика 14 и преобразователя 7 положения, выходной сигнал умножителя 10 подан на вход уменьшаемого вычитателя 8, на вход вычитаемого подан сигнал от преобразователя 3, выход делителя 13 соединен с выходом преобразователя

12 давления, выход — с входом регистратора

15. Вычислительный блок 9, реализуя формулу(3), осуществляет вычисление значения плотности жидкости в широком интервале давлений и ускорений свободного падения.

Регистрация результата осуществляется на регистраторе 15 (например, самопишущий вол ьтметр).

Вариантом реализации преобразователя 12 может быть следующий.

Сигнал от датчика 11 в виде частоты поступает на вход последовательно-параллельного регистра, где преобразуется в параллельный код, выходы регистра соединены с входами постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). В ПЗУ записана экспериментальная зависимость объема поплавка от давления. Таким образом, изменение давления меняет частоту на выходе датчика 11, меняется входной код ПЗУ и на выходе ПЗУ появляется новое значение объема поплавка, Устройство позволяет сохранить неизменной погрешность измерения плотности жидкости в широком интервале давлений и и ри изменении ускорения свободного падения.

Формула изобрения

Устройс во для измерения плотности жидкости, содержащее поплавок, регистратор, который через элемент уравновешивания связан с преобразователем положения

1689795 поплавка в выходной сигнал, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в заданном интервале давлений и при изменении ускорения свободного падения, в устройство введены до- 5 полнительный элемент уравновешивания, дополнительный преобразователь положения поплавка в выходной сигнал, компенсационный груз, датчик давления, функциональный преобразователь давле- 10 ния, умножитель, делитель, вычитатель, задатчик, а также изолированный от жидкости вакуумированный герметичный корпус, внутри которого расположены последовательно соединенные компенсационный 15 груз, дополнительный элемент уравновешивания, подключенный к входу дополнительного преобразователя положения поплавка в выходной сигнал, при этом выход преобразователя положения поплавка в выходной сигнал соединен с первым входом вычитателя, выход дополнительного преобразователя положения поплавка в выходной сигнал соединен с первым входом умножителя, выход датчика давления соединен через функциональный преобразователь давления с первым входом делителя, выход задатчика соединен с вторым входом умножителя, выход которого подключен к второму входу вычитателя, выход которого соединен с вторым входом делителя, к выходу которого подключен регистратор.

Сос-.авитель B.Ñêoðîáîãàòoâà

Редакгор О.Юрковециая Г;хред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова .= аказ 3807 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101