Плотномер жидкостей

 

Использование: химическая, нефтехимическая , пищевая и другие отрасли промышленности . Сущность изобретения: устройство состоит из емкости, частично заполненной исследуемой жидкостью и снабженной входным патрубком, выполненным в виде сливной трубы с возможностью перемещения в вертикальном направлении, поплавка, частично погруженного в исследуемую жидкость, и оптико-голографической системы, состоящей из последовательно установленных лазера, коллиматора , фокусирующей линзы, отражательного зеркала, расположенного под углом и с возможностью поворота голограммы, отражательного зеркала, размещенного на поплавке и в фокусе линзы, зеркала, расположенного под углом 45° к оптической оси, двух фотоприемников, размещенных на оптической оси отраженного от зеркала оптического излучения, и решающего устройства , электрически соединенного с фотос приемником. В зависимости от положения поплавка, на который воздействует вытал кивающая сила, будет меняться характер интерференционного поля, образованного световым потоком, прошедшим через голограмму, и дифрагированным потоком, что фиксируется фотоприемником. Решающее устройство позволяет определить, уменьшилась или увеличилась плотность жидкости и на какое значение. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 N 9/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815841/25 (22) 14,03,90 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (72) А.Т. Серобабин и B.Н. Ивойлов (5б) Авторское свидетельство СССР

N14412б4,,кл. G 01 N 9/10, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N. 1741095, кл. G 01 V 1/18, 1990. (54) ПЛОТНОМЕР ЖИДКОСТЕЙ (57) Использование: химическая, нефтехимическая, пищевая и другие отрасли промышленности. Сущность изобретения: устройство состоит из емкости, частично заполненной исследуемой жидкостью и снабженной входным патрубком, выполненным в виде сливной трубы с возможностью перемещения в вертикальном направлении, поплавка, частично погруженного в исследуемую жидкость, и оптико-голографической системы, состоящей из послеИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для непрерывного определения плотности жидкости в различных технологических процессах.

Известен плотномер жидкости, который состоит из емкости, частично заполненный исследуемой жидкостью, в которую частична погружен поплавок, взаимодействующий с упругим элементом, закрепленным в опорах, по величине прогиба которого судят о плотности исследуемой жидкости.

Однако известное устройство не позволяет получить необходимую точность измерений, которая ограничивается чувст„„5U„„1789907 А1 довательно установленных лазера, коллиматора, фокусирующей линзы, отражательного зеркала, расположенного под углом и свозможностью поворота голограммы,,отражательного зеркала, размещенного на поплавке и в фокусе линзы, зеркала, расположенного под углом 45 к оптической оси, двух фотоприемников, размещенных на оптической оси отраженного от зеркала оптического излучения, и решающего устройства, электрически соединенного с фотоприемнйком. B зависимости от положения поплавка, на который воздействует выталкивающая сила, будет меняться характер интерференционного поля, образованного световым потоком, прошедшим через голограмму, и дифрагированным потоком, что фиксируется фотоприемником. Решающее устройство позволяет определить уменьшилась или увеличилась плотность жидкости и на какое значение, 2 ил, вительностью упругого элемента и датчика регистрирующего величину деформации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является геофон, ко торый состоит из платформы, подвижного груза. лазера, коллиматора, фокусирующей линзы, трех зеркал, голограммы, фотоприемника, счетчика, блока индикации, позволяющее определять текущее значение силы давления волны воздействующей на подвижный груз.

Однако известное устройство не позволяет определить в какую сторону произошло смещение подвижного груза, вверх или вниз, что необходимо при определении плотности жидкости, 1789907

Цель изобретения — повышение чувствительности плотномера.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, состоящее из емкости, частично заполненной исследуемой жидкостью, поплавка, частично погруженного в исследуемую жйдкость, лазера, коллиматора, фокусирующей линзы ; ц ех отражательных зеркал, голограммы, фотоприемника, усилителя, блока индикаций, введены второй фотоприемник, второй "усйлитель, два с формирователя коротких ймпульсов, две схемы "И" и реверсивный счетчик.

На фиг, 1 представлена блок-схема плотномера жидкости; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Плотномер состоит из емкости 1, частично заполненной исследуемой жидкостью

2, поплавка 3, частично погруженного в жидкость 2, последовательноустановленных лазера 4, коллиматора 5, фокусирующел линзы б, отражательного зеркала 7, расположенного под углом 46„,47 к оптической оси, голограммы 8, нг которой в исходном состоянии заэкспонировано и зафиксировано исходное положение поплавка 3, отражательного зеркала 9, расположенного на поплавке 3 и в фокусе линзы 6, отражательного зеркала 10, расположенного под углом

45 к оптической оси отраженного луча, фотоприемников 11 и 12, усилителей 13 и 14, формирователей импульсов 15 и 16, схем И

17 и 18, реверслвного счетчика 19 и блока индикации 20, Голограмма 8 в устройстве выполняет роль памяти исходного состояния сферической волны (или исходного состояния поплавка), а в процессе работы и прохождения сквозь нее оптических лучел в общей совокупности связей образует интерференционную картину (фиг, 2а) в виде концентрических колец.

При иЗменении плотности жидкости поплавок смещается, вследствие чего изменяется соотношение фаз лучей дифрагированного от голограммы 8 и отраженного от зеркала 9, образующих интерференционную картину, и вследствие чего происходит изменение интенсивности в интерферограмме, на что реагируют фотоприемники 11 и 12 размещенные в плоскости интерференционной картины в точках А и В соответственно (фиг, 2а).

Усилители 13 и 14 усиливают сигнал поступающий с фотоприемников 11 и 12 и фор5 мируют прямоугольные импульсы (фиг. 2б, в).

Блок 15 — формирователь коротких импульсов по спаду импульсов, поступающих с усилителя 14, Блок 16 — формирователь коротких импульсов по фронту импульсов. поступающих с усилителя 14, Плотномер работает следующим образом, На фиг. 2а показано изменение интерференционной картины. (tp t< — повышение плотности на ЛР, t> -tz — уменьшение плотности на Л Р). При изменении плотности на п ЛР, (где n = 1, 2, 3 ...) интерференционная картина изменится с tp до t> или с t> до tg u раз.

Как видно.(фиг. 2б, в), при увеличении плотности жидкости фронты и спады импульсов на выходе усилителя 13 отстают от фронтов л спадов на выходе усилителя 14.

При уменьшении плотности — наоборот.

С блока 15 импульсы поступают на схему И 17. С блока 16 импульсы поступают на схему И 18, Через схемы И 17 и 18 короткие импульсы с блоков 15 и 16 пропускаются импульсами с усилителя 13 и поступают на входы реверсивного счетчика 19.

При увеличении плотности короткие импульсы поступают с блока 15 через схему И

17 на выход прямого счета реверсивного счетчика 19.

При уменьшении плотности короткие импульсы поступают с блока 16 через схему

И 18 на вход обратного счета реверсивного счетчика 19, Блок 20 отображает информацию, записанную в счетчик 19.

Минимальный перепад плотности Л Р, который фиксируется прибором, можно определить по формуле (1), fTl = s где m — масса поплавка 3 и зеркала 9;

Х вЂ” длина волны лазера 4 (il = 0,53 мкм):

S — площадь поперечного сечения поплавка 3;

1789907

11 12

Uj 1

Ь

Фпг.2

Составитель В.Ивойлов

Редактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 346 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

Формула изобретения

Плотномер жидкостей, состоящий из емкости. поплавка, размещенного в емкости, последовательно установленных лазера, коллиматора, фокусирующей линзы, зеркала, размещенного под углом и с возможностью поворота, голограммы с записанным на ней исходным состоянием волнового фронта, зеркала, размещенного на поплавке и в фокусе фокусирующей линзы, зеркала, расположенного на пути обратного хола лучей и установлечного под углом

45 к оптической оси, фотоприемника. усилителя, выход которого соединен с выходом фотоприемника, и блока индикации, о т л ич э ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения. в него введены второй фотоприемник, размещенный в одной плоскости с первым, второй усилитель, вход которого соединен с выходом второго фотоприемника. первый и второй формировате5 ли коротких импульсов, входы которых соединены с выходом второго усилителя, первая схема И, первый вход которой соединен с выходом первого формирователя коротких импульсов, а второй вход — с выхо10 дом первого усилителя, вторая схема И, первый вход которой соединен с выходом второго формирователя коротких импульсов, а второй вход — с выходом nepsaro усилителя, реверсивный счетчик, первый вход

15 которого соединен с выходом первой схемы

И, второй вход — с выходом второй схемы И, а выход — с входом блока индикации.