Устройство для измерения плотности жидких сред
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
MUNDI
РЕСПУБЛИК I (1Ю (11) ЗСЮ С 01 N 9 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ С 1ГПЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 9ТНРЬПЪФ1
4 (21) 3310161/18-25 (22) 02.06.81 (46) 23. 04. 83. Вюл. Р 15 (72) НаРаЮсупбеков, — З.A.Èàâëÿíêàðèåâ, 3.A.Àêáàðõîäæàåâ и T.Ø.ÇóëÂÔèêàðoâ .(71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт = (53) 531 ° 756(088,8) (56) 1. Патент Японии, кл. 108ЬО, Р 49-7177 1974 °
2. Авторское свщ етельство СССР
9 463893, кл. G 01 N 9/00, 1975 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСЯ ДЛЯ) ИЗМЕРЕНИЯ .
ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД, содержащее прямолинейный .трубопровод, снабженный соилом, чувствительный злемент, выношенный в виде криволийейного байпасного трубопровода, вход которога установлен перед соплом прямо линейного трубопровода, а выходпосле него лреобаз давления с ивЬульсньваи трубками и сис .тему термокомпенсаций, о т л и ч аю щ е е с -я тем, что с целью по» вышения точности измерений, байпасный трубопровод выполнен из трех участков, причем градусы кривизны
Первогь и. третьего участков равны и отношение. радиуса кривизны первого и второго участка составляет
4а5, а сопло прямолинейного трубопровода выполнено в виде двойной трубки Далла, установленной от входа файпасного трубопровода на рассто-. янии
ЩЦ -13 Я9Ы"
" Е.О И(Ъ!;ДАВ О-)), re r. - радиус прямолинейной.о трубопровода; - g
- радиус байпасного трубопро-. . воДа;
i .,г„ - внутренний и наружный радиусы трубки Далла) а -" ††. . - ковФФнииент! „ /х; Ф с(, - длина трубки Даллас и " радиус кривизны второго участка трубопровода.
1013824
Изобретение относится к исследо., ванию физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано в тех видах научного и технического эксперимента, где требуется определение точных значений, например, плотности, в химической, нефтеперерабатывающей, пищеной промышленностях.
Известен плотноМер, в котором использована зависимость расхода пуль- 10 пы от ее плотности при протекании пульпы по криволинейному участку трубопровода 1).
Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст- 15 ройство для измерения физико-химических свойств жидких сред, например, плотности.
Принцип действия известного устройства основан на зависимости 20 центробежной силы, возникающей при течении жидкости по криволинейной траектории от плотности жидкости.
Известное устройство, включающее прямолинейный трубопровод, снабжен- 25 ный соплом, чувствительный элемент, выполненный в .виде криволинейного байпасного трубопровода, вход которого установлен перед соплом прямолинейного трубопровода, а выход— после него, преобразователь давления с импульсными трубками и систему термокомпенсации P).
Однако известное устройство не обеспечивает достаточной точности измерений.
C(rlr„) <5 0,94t
1 Rg)KQ) (Я),)Я 0- 1 1 где r - радиус прямЬлинейного бопроводау тру-/
Целью изобретения является повышение точности измерений. цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности жидких сред, включающем прямолинейный трубопровод, снабженный соплом, чунстнительный элемент, выполнен в ниде криволинейного байпасного трубопровода, вход которого установлен 45 перед соплом прямолйнейного трубо- провода, а выход — после него, преобразЬватель давления с импульсными трубками и систему термокомпенса- . ции, байпасный трубопровод ныпол" 50 нен из трех участков, причем радиусы кривизны первого и третьего участков равны и отношение радиуса кривизны первого и второго участка составляет 4:5 а сопло.прямолиней- 55 ного трубопровода выполнено в виде двойной трубки Далла, установленной от хода байпасного трубопровода на расстоянии
r — радиус байпасного трубопровода;
r,,r< — внутренний и наружный раЬН диусы трубки Далла; г, r
n= — — постоянный коэффициент;
ЬН Н вЂ” длина трубки Далла;
 — радиус кривизны второго участка байпасного трубопровода., На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Прибор содержит прямолинейный трубопровод 1, байпасный трубопровод
2, состоящий из 3-х участков, им.пульсные трубки 3. Трубопровод снабжен соплом 4, выполненным н виде двойной трубки Далла, и датчиком 5 .температуры, например, термометром сопротивления. Прибор включает корпус
I б, цилиндрический резонатор 7, LCгенератор 8 синусоидальных колебаний, частотомер 9, а также камеры 10 и ll, нелинейный усилитель 12 и регистрирующий прибор 13.
Устройство работает следующюю образом. контролируемая жидкость протекает через трубопровод 1 и байпасный трубопровод 2, выполненный н виде кривой, состоящей из 3-х участков, первый и третий участки с радиусом кривизны Rq, = 45 мм, второй R =
36 мм и позволяющей повысить точность измерений за счет минимизации гидравлических сопротивлений и за- . вихрений жидкости на входе и выходе магистрали, а отсюда увеличения центробежной силы — перепада давле ний.
Измеряется перепад давлений при помощи частотного датчика с чувствительным элементом в виде цилиндрического резонатора 7, помещенного в корпусе б. Одно из давлений подается в камеру 10, а другое — в камеру 11, т.е. во внутрь и снаружи цилиндрического резонатора. Известно, что частота собственных колебаний цилиндрического резонатора зависит от напряжений (усилий), приложенных к его стенкам, а так как перепад давлений будет создавать эти напряжения,. то частота собственных колебаний цилиндрического резонатора будет изменяться в занисимости от плотности протекающей жидкости.
Колебания генерируются LC-генератором 8 синусоидальных колебаний и снимаются частотомером 9.
Установленное на расстоянии L< от входа магистрали сопло выполнено. в виде двойной трубки Далла, позволяющей (в отличие от сужжающего сопла) полное превращение создаваемого на ней перепада в кинетическую энергию потока, Последнее спо1013824
ВНИИПИ Заказ 3005/51 Тираж 871 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 собствует увеличению перепада давлений в точках отбора устройства и отсюда увеличению точности контроля параметров жидкости в широком диа- пазоне ее изменений серийными преобразователями давлений.
Для температурной компенсации показаний прибора служит температурный датчик — термометр 5 сопротивления, включенный непосредственно в цепь генератора 8. Изменяя электрическое сопротивление под воздействием температуры контролируемой жидкости, термометр сопротивления тем самым регулирует частоту собственных колебаний цилиндрического резонатора.
При увеличении температуры жидкости частота. собственных колебаний цилиндрического резонатора увеличивается за счет уменьшения перепада давлений, снимаемых с точек отбора.
Одновременно увеличивается электрическое сопротивление термометра сап= ротивления 5, что приводит к уменьшению частоты возбуждаемых LC-генератором колебаний на величину, равную увеличению частоты собственных колебаний цилиндрического резонатора в результате отклонения температуры контролируемой жидкостй от нормальной.
Выходной сигнал, скорректированный по температуре жидкости, регистрируется вторичным измерительным прибором, проградуированным в единицах плотности.
Применение устройства позволяет повысить точность измерений при простоте конструкции и возможности использовать серийный преобра- . зователь, давлений. Он может применяться для измерения физико-химических свойств .Жидких .сред на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и др. отраслях.
Использование устройства для измерения физико-химических свойств жидких сред позволяет устранить расходы на разработку и совершенствование сложных систем увеличения центробежной силы — перепада давления, обеспечивающих достаточную точность измерения, что дает экономию в народном хозяйстве.
Испйтания макетного образца при.бора.,в лабораторных условиях дали положительные результаты.
