Способ определения плотности жидкостей

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в приведении/ во флотационное равновесие с последующим его нарушением ферромагнитного , поплавка путем изменения значений величины тока в соленоиде с некоторой скоростью, отличающийся , тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей способа, дополнительно приводят ферромагнитный поплавок во флотационное равновесие с последующим его нарушением путем изменения значений величины тока в соленоиде в противоположном направлении с той же скоростью а плотность исследуемой жидкости определяют из соотношения ,fi, где о - плотность исследуемой жид кости. плотность ферромагнитного Рп поплавка, k к 2ii , k - константа, характеризующая конструктивные размеры соленоида и ферромагнитного (Л поплавка и их взаимное расс положение , . m - масса ферромагнитного поплавка , ,- значения величин токов в соленоиде , соответствующие нарушениям флотационного равновесия ферромагнитного поплавка в двух фазах нзме , рительного дакла. ел СлЭ ot

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аи mj

10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3442650/18-25. (22) .27.05.82 (46) 30.06.84.- Бюл. Р 24 (72) Ю.В.Молокин, В.И.Пономаренко и Е.П.Тетерин (71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института (53) 539.137 (088.8) (56) 1. Кивилис С.С. Плотномеры.

M. "Энергия", 1980, с, 108.

2. Honick К.R. An electromagnetic

method of measurement of density

or specific gravity of liquids.

I. of Sci. Instr. 1954, ч 31, р. 1-2 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в приведении/ во флотационное равновесие с последующим его нарушением ферромагнитного. поплавка путем изменения значейий величины тока в соленоиде с некоторой скоростью, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей способа, дополнительно приводят ферромагнитный поплавок во. флотационное равновесие с последующим его нарушением путем изменения значений величины тока в соленоиде в противоположном направлении с той же скоростью а платность исследуемой жидкости определяют из соотношения

1= j),31-k (, + д1, где 9 - плотность исследуемой жидI кости

Р„ - плотность ферромагнитного поплавка, К-" гщ

k — константа, характеризующая конструктивные размеры соленоида и ферромагнитного поплавка и их взаимное расположение, m — масса ферромагнитного поплавка, 1 и — значения величин токов в со1 леноиде, соответствующие нарушениям флотационного равновесия ферромагнитного ! поплавка в двух фазах нзмерительного цикла.

1100536 2 вие их существенно увеличивает ошибку в определении плотности исследуемой жидкости.

Цель изобретения — повышение точ- ности определения плотности маловязких жидкостей и обеспечение возможности определения плотности вязких жидкостей.

Поставленная цель достигается тем, 10 что согласно способу, включающему приведение во флотационное равновесие с последующим его нарушением ферромагнитного поплавка путем изменения значений величины тока в соленоиде

15 с некоторой скоростью, дополнительно приводят ферромагнитный поплавок во фпотационное равновесие с последующим его нарушением путем изменения значений величины тока в соленоиде щ в противоположном направлении с той же скоростью,а плотность определяют из собтношения (=p j< "(,+, ), ственно, k

К =

Vg

Изобретение относится к физикохимическим измерениям и может быть использовано в лабораторной и техно логической практике для измерения плотности жидкостей, жидких растворов и смесей.

Известен магнитно-поплавковый флотационный способ определения плотности исследуемых жидкостей, за ключающийся в приведении во флотаци онное равновесие ферромагнитного по плавка известной плотности в исследуемой жидкости при помощи электромагнитной силы солеиноида, что позволяет определить по току соленоида плотность исследуемой жидкости )1) .

Однако известный способ рассчитан на работу с маловязкими жидкостями.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ опре деления плотности жидкости (2j, заключающийся в том, что изменением тока в соленоиде за счет его электромагнитной силы ферромагнитный поплавок приводится в исследуемой жидкости во флотационное равновесие с последующим его нарушением, при этом ферромагнитный поплавок начинает двигаться вверх, а по току в соленоиде, соответствующему моменту нарушения флотационного равновесия, определяют плотность исследуемой жидкости по формуле =1„-к„;

35 где О и б — плотности исследуемой "-и жидкости и ферромагнитного поплавка соответконстанта, характеризуюк щая конструктивные размеры соленоида и ферромагнитного поплавка и их взаимное положение„

V — объем ферромагнитного поплавка.

Однако данный способ обладает недостаточной точностью определения плотности маловязких жидкостей и не позволяет определять плотность вязких жидкостей из-за действия инерциальных сил и сил вязкого трения на ферромагнитный поплавок в момент на- 55 рушения флотационного равновесия, наличием которых пренебрегают и направленных таким образом, что дейстгде — плотность исследуемой жидкости н — плотность ферромагнитного поплавка, .

2 Illg — константа,,характеризующая конструктивные размеры соленоида и

t ферромагнитного поплавка и их взаимное расположение, m - масса ферромагнитного поплавка, х и д — значения величин токов в соленоиде, соответствующие нарушениям флотационного равновесия ферромагнитного поплавка в двух фазах измерительного цикла.

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ, начало движения вверх; на фиг, 2— то же, начало движения вниз.

В исходном состоянии ферромагнитный поплавок находится в крайнем нижнем положении. Для приведения ферромагнитного поплавка в исследуемой жидкости во флотационное равновесие с .последующим его нарушением по виткам соленоида пропускают электрический ток, возрастающий с некоторой скоростью. з 11005

В момент нарушения флотационного равновесия и начала движения ферромагнитного поплавка вверх на него действуют сила веса. Р, архимедова сипа FA > электромагнитная сила F>l> сила вязкого трения F и сила инерции Рп. Соотношение движения ферромагнитного поплавка в проекциях названных сил на ось Х в этом случае (фиг.1) описывается уравнением: 10

Рэ + F + 2F 2Р 0 (3)

На основании уравнения (3) можно констатировать, что проведение измере ний тока в соленоиде (i» и ig) для двух крайних положений ферромагнит ного поплавка позволяет исключить, влияние инерциальных сил и сил вязкого трения на результат определения плотности, а следовательно, повысить точность измерения плотности маловязких жидкостей и обеспечить возможность определения плотности вязких жидкостей.

Проведя подстановку в уравнение (3) значений входящих в него сил

Р = pnVg (2) . При этом значение силы тока i2, 40 соответствующее моменту нарушения

его флотационного равновесия, фиксируется..

Обеспечение постоянства расположе- ния ферромагнитного поплавка относи- 45

F +F. — P — F — F =0 (1) э» А и т

При этом значение силы тока соответствующее моменту нарушения его флотационного равновесия, фик- 1 сируется.

Двигаясь вверх, ферромагнитный поплавок занимает крайнее верхнее положение, после чего микрометрическим винтом соленоид с протекающим 20 по нему электрическим током перемещается вверх на такое же расстояние с тем, чтобы положение ферромагнитного поплавка относительно витков соленоида было аналогичным его исходному состоянию. Для приведения ферромагнитного поплавка во флотационное равновесие в крайнем положении электрический ток, протекающий по виткам соленоида, начинает убывать 0 с той же скоростью, что и в исходном состоянии. При достижении флотационного равновесия в момент его нарушения и начале перемещения вниз (фиг.2) состояние движения ферромаг1

35 нитного поплавка описывается уравнением:

7»» т

36 4 тельно витков солЕноида и одинаковой скорости нарастания и убывания тока в соленоиде приводит к соответствующему равенству по модулю сил инерции и вязкого тре»»ия в уравнениях (1) и (2), тогда сложение этих уравнений дает следующий результат:

Г9» Ki» уз2 Ki2> Рд )Чр и преобразовав его, получают выражение определения плотности исследуемой жидкости для предлагаемого способа = О„ (1 — K(i„+ +ii )j

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом и базовым объектом увеличивает точность определения плот.ности маловязких жидкостей в результате исключения влияния сил вязкого, трения и инерции, не принимавшихся во внимание в прототипе, на результат определения плотности и обеспечивает возможность определения плотности вязких жидкостей без изменения конструкции плотномера, так как исключает влияние силы вязкого тре- . ния на результат измерения.

1100536 7 м ф>иИ

Составитель В.Вощанкин

Редактор Л.Пчелинская Техред А.Кикемезей Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 4573/34 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4