Плотномер

Плотномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социапистическин

Республик (ii>935745 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10. 10. 80 (21) 2991432/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

G 01 N 9/26

Гоеударственнмй комитет

СССР

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15.06 .82 ло делам нзооретений и открытий (532 УЙК 548.137 (o88. 8) (72) Авторы изобретения

Г. Г.Яшанов, М. М.Телемтаев и Н.Н.Литовченко

Алма-Атинское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления (7I) Заявитель (54) ПЛОТНОМЕР двух трубок $2).

Изобретение относится к устройствам для измерения плотности агрессивных, кристаллизующихся, вспенивающихся и других жидкостей.

Известен плотномер для диффузион-5 ного сока и мисцелл растительных масел, включающий чувствительный элемент, состоящий из четырех камер, и вторичный прибор. В одну камеру поступает контролируемая жидкость, о вторая заполнена буферной жидкостью большой вязкости, третья -.предназначена для температурной коррекции при помощи манометрического термометра с пневмосиловым преобразова15 телем и четвертая выполняет функции пневмометрического преобразователя, уравновешивающего изменение массы контролируемой жидкости в результате изменения ее плотности (1 j.

Недостат ками такого плотномера являются низкая чувствительность и 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 пеьзометрической 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

Однако известный плотйомер обладает недостаточной точностью измерения, обсуловленной изменением уровня эталонной жидкости.

Целью изобретения - повышение точности измерения плотности анализируемых растворов.

Поставленная цель достигается тем, что в плотномере, содержащем s проточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженном патрубком и камерой. сброса, в котором размещен со". суд с эталонной жидкостью и погру" женной в нее пьезометриЧеской труб- 10 кой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки ) преобразователь давления, вторичный прибор и задат" чик давления, преобразователь дбв- 15 ления выполнен в виде двухкамерного

Мембранного элемента с регулируемым. ,соплом, установленного в нижней части проточного корпуса, плотномер снабжен .пятимембранным элементом сравнения 2Q с регулируемым и постоянным дросселями, выполненным по схеме вычитания и умножения на постоянный коэффициент, при этом пьезометрическая трубка через регулируемый дроссель 25 подключена к выходу задатчика давления и через постоянный дроссель подключена к верхней камере преобразователя давления и отрицательной камере пя ти мембранного элемента срав- зэ нения, выход эадатчика соединен с входом пятимембранного элемента сравнения и через второй постоянный дроссель подсоединен к нижней проточной камере преобразователя давления и положительной камере пятимембранного элемента сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору.

На чертеже схематически изображен 40 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 с эталонной жидкостью постоянного уровня, имеющий расширенную верхнюю часть 5 со сливной трубкой, соединенную с нижней частью с помощью трубки. В сосуд 4 с эталонной жидкость>о 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 4 образователь давления имеет мембрану 8, расположенную со стороны анализируемого раствора, малую мембрану 9 с закрепленной на ней заслонкой 10 и регулируемое сопло 11. Иембраны соединены между собой жестким штоком 12. Пьзометрическая трубка 6 через регулируемый дроссель 13 под" ключена к выходу задатчика 14 давле. ния и через постоянный дроссель 15 к верхней камере преобразователя 7 давления, имеющего коэффициент усиления больше единицы, и отрицательной камере пятимембранного элемента 16 сравнения, который вместе с регулируемым 17 и постоянным 18 дросселями, выполнен по схеме вычитания с последующим умножением на .постоянный коэффициент больше единицй.

Выход задатчика 14 давления через постоянный дроссель 19 связан с нижней проточной камерой преобразователя 7 давления и положительной ка ме рой пяти мембранного элемента сравнения., выход которого подключен к вторичному прибору 20.

В технологической линии, к которой плотномер присоединен с помощью патрубка 2, предусмотрены перекачи,вающее устройство 21 и рабочая ван на 22, внутри которой размещено нагревательное устройство 23.

Работа плотномера осуществляется следующим образом.

Исследуемый раствор из рабочей ванны 22 с помощью перекачивающего устройства 23 поступает через патрубок 2 в проточный корпус 1 и затем, омывая сосуд 4 с эталонной жидкостью постоянного уровня, в качестве которой выбрана вода, через переливной порог проточного корпуса 1 попадает в камеру 3 сброса и возвращается в рабочую ванну 22.

Усилие, действующее на большуюмембрану 8 преобразователя 7 давления со стороны исследуемого раствора определяется уравнением

Q = 99Р. H„S (1) где p - -ускорение свободного падения; р - плотность анализируемого раствора;

Н - высота столба исследуемой

1 жидкости, находящейся в проточном корпусе;

Sg - эффективная площадь мембраны 8.

935745

Q = Po (Ъ S„) + P S„, где S - эффективная площадь малой

М мембраны 9; (3) Эталонную жидкость с помощью нагревательного устройства 23 подогревают до температуры контролируемого раствора и подают в расширитель 5 сосуда 4. Расход жидкости регулируется игольчатым вентилем (на чертеже показан, но не обозначен). Предварительный подогрев сводит к минимуму разность температур между эталонной жидкостью и контролируемым раствором.

В пьеэометрическую трубку 6 с выхода мощного задатчика 14 через дроссель 13 подается сжатый воздух, выходное давление которого

Ро Э 2 (2) где Я - плотность эталонной жидкости;

Н - глубина погружения пьезо2 метрической трубки.

Величина выходного давления в пьезометрической трубке одновременно выполняет роль балластного давления. Сигнал о величине давления, через постоянный дроссель 15, уменьшающий пульсацию выходного сигнала от влияния барботирующих пузырьков воздуха, поступает в верхнюю камеру преобразователя 7 давления и отрицательную камеру пятимембранного элемента 16 сравнения. .Одновременно сжатый воздух с выхода мощного задатчика 14 через постоянный дроссель -19 подается в положительную камеру элемента 16 сравнения и нижнюю проточную камеру преобразователя 7 давления. Изменением положения сопла 11 регулируют расход воздуха, а следовательно, и чувствительность преобразователя давления;

При прохождении воздуха через эталонную жидкость возникает дополнительная циркуляция и некоторый слив последней из расширенной части 5, что дополнительно уменьшает постоянную времени перемешивания эталонной жидкости и разницу темпе-. ратур между эталонной жидкостью и анализируемым раствором. При работе плотномера шток 12 преобразователя ,7 давления находится в равновесии. усилия действующие на него, находятся в следующей зависимости;

P - давление на выходе преоб2 разователя 7 давления.

После подстановки в уравнение (3 Р значений уравнений {1) и(2) и проведеS ния соответствующих преобразований давление на выходе преобразователя 7 давления определится выражением

P> = g(g - p )H + P.

Р 9 $м О

10 где при изменении плотности анализи" руемого раствора и неизменных значениях gр Sg q S и Р выходнои сиг нал на выходе преобразователя 7 давления прямо пропорционален разности плотностей между анализируемым раст вором и эталонной жидкостью.

Так как пятимембранный элемент 16 сравнения с дросселями 17 и 18 выполнен по схеме вычитания с последующим умножением на постоянный коэффициент больше единицы, то выходной сигнал Р на входе вторич" ного прибора 20 определяется уравне» нием

Р = (Р, -Р)К

9 где К = 1 + — — коэффициент, умно 1 жения пяти мем

30 бранного элемен та 16 сравнения (3 а - проводимости дросселей 17 и

18. д Регулировка коэффициента умножения пятимембранного элемента 16 сравнения производится регугмруемым дросселем 17. После соответствующих преобразований значение выходного

40 сигнала плотномера принимает вид

@К Ь . где К = — - коэффициент усилеЯ

М ния преобразователя

IS давления.

Так как величины Н, К и К по" стоянные, то давление на входе вто ричного прибора прямо пропорциональ-. но изменению плотности анализируемого раствора относительно эталонной жидкости.

Поскольку температура анализируемого раствора и эталонной жидкости в процессе анализа мало отличаются друг от друга, то погрешность измерения плотности раствора сводится к минимуму. Однаковая высота столбов измеряемой и эталонной жидкостей также позволяет свести к минимуму погрешности как при изменении температуры, так и при изменении плотности и значительно упростить расчет формула изобретения ь

Плотномер, содержащий проточный корпус с исследуемой жидкостью, снабженный патрубком и камерой сброса, в котором размещен сосуд с эталонной жидкостью и погруженной в нее пьезометрической трубкой, имеющей расширенную верхнюю часть, соединенную с нижней частью с помощью трубки, преобразователь давления, вторичный прибор и задатчик давления, отличающийся 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

935745 сравнения с регулируемым и постоянным дросселями, выполненными по схеме вычитания и умножения на постоянный коэффициент, при этом пьезометрическая трубка через регулируемый дроссель подключена к выходу задатчика давления и через постоянный дроссель подключена к верхней камере преобразователя давления

10 и отрицательной камере -пятимембранного элемента сравнения, выход эадатчика соединен с входом пятимембранного элемента сравнения и через второй постоянный дроссель подИ соединен к нижней проточной камере преобразователя давления и положительной камере пятимембранного элемента сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глыбин И.П. Автоматические плотномеры и концентратомеры в ЬиИ щевой промышленности. M., "Пищевая промышленность", 1975, с. 49-50.

2. Там же, с. 83-89 (прототип).

Составитель Н.Игнатенко

Редактор M.Ïåòðoâà Техред Т. Маточка Корректор М. Демчик

Заказ 4196/42 . Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4