Пьезометрический плотномер

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промьппленности. Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения влияния изменений расхода газа и его температуры на результат измерений . Плотномер содержит измерительную камеру, пятимембранный сумматор , дроссель, инерционное звено , пневмореле, источник сжатого воздуха , вторичный прибор, камеру постоянного объема, триггер с раздельными входами, трехмембранный элемелт сравнения, два пневматических клапана, два дросселя и устройство задержки на такт..При этом выход пятимембранного сумматора через . дроссель подключен к одной из плюсовых камер пятимембранного сумматора и к камере постоянного объема, другая плюсовая камера сумматора соединена с выходом пневмореле и с первым дросселем, выход которого соединен с отрицательной камерой сумматора , с входом измерительной камеры и с отрицательной камерой трекмембранного элемента сравнения, положительная камера которого со-; единена с камерой постоянного .объема. Обе камеры трехмембранного элемента сравнения подключены к соплам пневматических клапанов , сопловые камеры которых соединены одна через дроссель, другая непосредственно с атмосферой. Выход трехмембранного элемента сравнения подключен к одному из входов устройства задержки на такт, другой вход которого присоединен к камере постоянного объема. Выход триггера подключен к камерам управления пневмореле и пневматических клапанов, а также через инерционное звено к другой камере управления триггера с раздельными входами. 2 ил. i СЛ СЛ : о 00

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СО1,1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G 01 К 9/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

@ " %

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ ц ц

Иьл ., К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ство задержки на такт.. При этом выход пятимембранного сумматора через, дроссель подключен к одной иэ плюсовых камер пятимембранного сумматора и к камере постоянного объема, другая плюсовая камера сумматора соединена с выходом пневмореле и с первым дросселем, выход которого соединен с отрицательной камерой сумматора, с входом измерительной камеры и с отрицательной камерой трехмембранного элемента сравнения, положительная камера которого ео-, единена с камерой постоянного ! . объема, Обе камеры трехмембран ного элемента сравнения подключены к соплам пневматических клапанов, сопловые камеры которых соединены одна через дроссель, другая непосредственно с атмосферой. Выход трехмембранного элемента сравнения подключен к одному из входов устройства задержки на такт, другой вход которого присоединен к камере постоянного объема. Выход триггера подключен к камерам управления пневмореле и пневматических клапанов, а также через инерционное звено к другой камере управления триггера с раздельными входами. 2 ил.

С:

Ф

Ю

CA

4ь

Cb

CrO (21) 3847998/24-25 (22) 24,01.85 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (72) М. М. Мордасов (53) 532,14(088.8) (56) Глыбин И. П. Автоматические плотномеры, Киев: Техника, 1965, .236.

Мордасов M. M. и др. Пьезометрический плотномер импульсного действий. — ЦНИИТЭнефтехим. Автоматизация и контрольно-измерительные приборы, 1976, У 6, с. 15-16. (54) ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промьппленности. Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения влияния изменений расхода газа и его температуры на результат измерений. Плотномер содержит измерительную камеру, пятимембранный сумматор, дроссель, инерционное звено, пневмореле, источник сжатого воздуха, вторичный прибор, камеру постоянного объема, триггер с раздельными входами, трехмембранный элемент сравнения, два пневматических клапана, два дросселя и устрой„„SU,» 1257463 А 1

1257463

20

35

40 (4) 45

55

Изобретение относится к приборостроению, в частности к пьезометрическим измерителям плотности жидких сред, и может быть использовано для измерения плотности в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения влияния изменения расхода газа и его температуры на результат измерений.

На фиг, 1 изображена схема пьеэометрического плотномера; на фиг, 2 кривые изменения давлений в измерительной камере и дополнительной камере постоянного объема °

Пьезометрический плотномер состоит из измерительной камеры 1 и камеры 2 постоянного объема, подключенных соответственно к отрицательной 3 и положительной 4 камерам пятимембранного сумматора 5 ° Выход пятимембранного сумматора 5 соединен с его отрицательной камерой 6 и через дроссель 7 с камерой 2 постоянного объема. Положительная камера 8 сумматора 5 подключена к выходу трехмембранного реле 9 и через дроссель 10 к измерительнсй камере 1. К соплу 11 трехмембранного реле 9 подключен источник 12 давления воздуха, Измерительная камера 1 и камера 2 постоянного объема подключены соответственно к отрицательной 13 и положительной 14 камерам трехмембранного элемента 15 сравнения, а также к соплам 16 и 17 двухмембранных пневмоклапанов 18 и 19. Выход трехмембранного элемента 15 сравнения подключен к входу 20 управления блока 21 задержки пневматического сигнала на такт, вход 22 которого соединен с камерой 2 постоянного объема, а выход 23 подключен к входу регистратора (не показан). Выход элемента 15 сравнения соединен с входом 24 триггера 25 с раздельными входами, вход 26 которого через инер. ционное звено 27 (дроссель 28, пневмоемкость 29) подключен к его выходу.

Выход триггера 25 подключен к .камере 30 управления трехмембранного реле 9 и камерам 31 и 32 управления соответственно пневмоклапанов 18 и

19. Измерительная камера 1 через сопло 16 и дроссель 33 соединена с атмосферой.

Плотномер работает следующим образом.

В начальный момент сопло 11 трехмембранного реле 9 открыто под действием пружины. Через открытое сопло

11 воздух с расходом Gf с выхода источника 12 давления через дроссель

10 поступает на вход измерительной камеры 1, погруженной в контролируе" мую жидкость, находящуюся в сосуде с постоянным уровнем.

В камеру 2 постоянного объема через дроссель 7 поступает то же количество газа (воздуха), т ° е, С„ = С,. (1)

Это равенство справедливо, когда проводимость а1 дросселя 10 равна проводимости дросселя 7 °

В случае применения линейных дросселей 10 и 7

8 Э) (2)

Gz г (Рь Р4)1 (3) где РЭ, Р4, Р6, Рв — давления в соответствующих камерах пятимембранного сумматора 5.

Из уравнений (2) и (3) с учетом того, что G„=G и g, =- az, получаем соотношение: Р -Рэ =Р -Р4 .

Состояние равновесия пятимембранного сумматора 5 определяется соотношением: P -Р -P +Р =0 отку8 Э 6 да Р -Р -Р -P4, Таким образом, пятимембранный сумматор 5 и дроссели 7 и 10 выполняют функцию повторителя расхода при =О1 °

При заполнении камер 1 и 2 сжатым воздухом давление в них растет.

В измерительной камере давление Р изменяется по закону: где t — время;

К вЂ” газовая постоянная;

Т вЂ” абсолютная температура; — плотность жидкости;

g — ускорение свободного падения;

S< — площадь сечения измерительной камеры, Давление в дополнительной камере

2 постоянного объема определяется по уравнению:

С КТ

V (5) где V — объем камеры 2, В некоторый момент при заполнении камер сжатым воздухом наступает

1257463

45

Под действием давления Р, = 1 триггер 25 с раздельными входами переводится в состояние с единичным выходным сигналом P ) = 1. После этого давлением Р = 1 открываются . 5Р сопла 16 и 17 пневматических клапанов 18 и 19 и камеры 1 и 2 соединяются с атмосферой. Начинается процесс разгрузки камер до начального давления, например до атмосферного.

Истечение газа из измерительной камеры 1 и камеры 2 постоянного объема происходит с различной скоростью. равновесие давлений в измерительной камере 1 и камере 2 постоянного объема, т ° е °

Р< =Р (6)

Подставляя значения Р, и Р2 из, уравнений (4) и (5) в уравнение (6) и осуществляя преобразования, получаем, что

Р Р Со я<77 (7)

< где - — = const = С.

К 2

Таким образом, в некоторый момент давление в компенсационной камере постоянного объема (или в измерительной камере) определяется только плотностью контролируемой жидкости, Давления Р, и Р2 поступают соответственно в отрицательную 13 и по- 2о ложительную 14 камеры трехмембранного элемента 15 сравнения.

Изменения давлений Р< и Р происходят с различной скоростью. Кривые изменения давлений показаны на фиг. 2. Давление P до момента опережает давление P2 ° Это связано с тем, что начальный объем измерительной камеры значительно меньше объема камеры 2. При поступлении 30 давлений Р< и Р на вход трехмембранного элемента 15 сравнения на

его выходе до момента, при котором наступает равенство давлений Р, и

Р ) присутствует сигнал нулевого

ypoBHH) т.е. Р< = О.

При равенстве давлений P< =P> на выходе элемента 15 сравнения появляется сигнал единичного уровня

P< = авление Р< постУпает íà 4р управляющий вход 20 блока 21 задержки пневматического сигнала на такт, на вход 22 которого поступает давление Р из камеры 2 постоянного объема.

Давление в камере вследствие установки на линии сброса давления дросселя 33 во время разгрузки всегда больше, чем давление Р7 в камере 2 постоянного объема. Это позволяет получить на выходе элемента 15 сравнения сигнал Р< О после начала процесса разгрузки. Давлением P =О осуществляется запоминание давления

Р в момент равенства его давлению

Р, и передача его на выход блока 2) задержки пневматического сигнала на такт.

Давлением Р = О, поступающим в камеру 30 трехмембранного реле 9, выход источника 12 давления воздуха отсоединяется от линии подачи газа в измерительную камеру 1.

Процесс разгрузки камер 1 и 2 (возврат к начальному состоянию) заканчивается через время t которое определяется постоянной времени инерционного звена 27 и значением давления срабатывания триггера 25 с раздельными входами, При давлении

Р = 1 в триггере 25 происходит переброс Триггера в состояние с

При поступлении давления P = О

2 в камеры 31 и 32 управления вневматических клапанов 18 и 19 происходит закрытие сопл 16 и 17 под действием подпора, поданного в одну из камер пневмоклапанов. Измерительная камера 1 и камера 2 постоянного объема оказываются отсоединенными от атмосферы.

Трехмембранное реле 9 при поступлении в камеру 30 сигнала Рд = 0

Я переходит в состояние, при котором в измерительную камеру 1 и в камеру„

2 постоянного объема подается сжатый воздух, Начинается новый цикл измерений, который осуществляется аналогично описанному, формула изобретения

Пьеэометрический плотномер, содержащий измерительную камеру, пятимембранный сумматор, дроссель) инерционное звено, пневмореле, источник сжатого воздуха и вторичный прибор, причем выход источника сжатого воздуха через пневмореле, к камере управления которого подключено инерционное звено, соединен с входом пятимембранного сумматора и той,иэ его

1257Й63 плюсовых камер, которая через дроссель подключена к одной из отрицательных камер пятимембранного сумматора и входу измерительной камеры, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности путем исключения влияния изменения расхода газа и его температуры на результат измерений, он дополнительно снабжен камерой постоянного объема, триггером с раздельными входами, трехмембранным элементом сравнения, двумя пневматическими клапанами, двумя дросселями и блоком за держки на такт, при этом выход пятимембранного сумматора через второй дроссель соединен с другой плюсовой камерой пятимембранного сумматора, камерой постоянного объема и положительной камерой трехмембранного элемента сравнения, отрицательная камера которого соединена с измерительной камерой, причем отрицательная и положительная камеры трехмембранного элемента сравнения подключены к соплам соответствующих пневматических клапанов, сопловые камеры которых, одна через третий дроссель, а другая непосредственно, соединены с атмосферой, 10 а выход трехмембранного элемента сравнения подключен к одному из входов блока задержки на такт и одному из входов триггера с раздельными входами, другой вход которого

15 через инерционное звено подключен к его выходу, соединенному с камерами управления двух пневматических клапанов, при этом второй вход блока задержки на такт соединен с камерой

20 постоянного объема, а его выход подключен к вторичному прибору.

1257463

Составитель В. Алексеев

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Самборская

Редактор А. Огар

Заказ 4908/39 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4