Устройство для измерения плотности диэлектрической жидкости

 

Использование: для измерения плотности жидких сред при исследовании их свойств. При подаче напряжения на электроды, установленные в трубке с исследуемой жидкостью, создается давление, которое поднимает исследуемую жидкость по капилляру. При подаче напряжения на электроды капилляра происходит задавливание столба исследуемой жидкости до нулевого уровня, который отмечает система электрода "игла-полукольцо". Используя зависимость измеренных токов на электродах в трубке и капилляре, аналитически определяется плотность жидкости. Технический результат: возможность измерения плотности при небольших количествах жидкости, снижение инерционности процесса и упрощение конструкции. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для измерения плотности диэлектрической жидкости и предназначено для измерения плотности жидких сред при исследовании их свойств.

Известен плотномер для неньютоновских структурных жидкостей, состоящий из вертикальной колонки, разделенной продольной перегородкой на две сообщающиеся сверху и снизу полости, соединенные соответственно с входными и выходными патрубками, двух датчиков давления и регистратора (а.с. СССР 800812). Недостатком плотномера является низкая точность измерений, обусловленная, во-первых, конструкцией вертикальной колонки, во-вторых, отсутствием устройства, компенсирующего пульсации давления, создаваемого насосом, прокачивающим жидкость через вертикальную колонку.

Прототипом предлагаемого изобретения является плотномер, содержащий вертикальную колонку, выполненную с подводящим и отводящим участками, имеющими проходное сечение, датчик давления, установленный в окне подводящего участка, и регистратора (а.с. SU 1111069 А).

Это устройство обладает большей надежностью по сравнению с аналогом (а. с. СССР 800818), так как пульсации давления поглощаются эластичной диафрагмой, установленной в одном из окон подводящего участка.

Недостатками этого устройства являются: а) сложность конструкции, обусловленная наличием в вертикальной колонке подводящего, восходящего и отводящего участков, а также наличия в подводящем участке двух окон с диафрагмой и датчиком давления; б) низкая точность при малых количествах измеряемой жидкости и невысоком их давлении; в) достаточно большая инерционность, обусловленная использованием в конструкции датчика давления, регистрирующего давление измеряемой жидкости, и эластичность диафрагмы, установленной в одном из окон подводящего участка.

Цель предлагаемого технического решения - повышение точность измерения при небольших количествах жидкости, снижение инерционности процесса и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности диэлектрической жидкости содержится трубка, закрытая с одной стороны, с имеющимися в ней парой электродов, с помощью которых создают неоднородное электрическое поле в измеряемой жидкости, с закрепленным и сообщающимся с ней вертикальным капилляром, имеющим две пары электродов, с помощью которых измеряют созданное избыточное давление в трубке.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение отличается тем, что в нем пара электродов, расположенных в трубке, и две пары электродов, расположенных в капилляре, являются чувствительными элементами, сигналы которых постоянно фиксируются, что соответствует критерию "новизна".

Выявленные признаки с их функциями не выявлены в других технических решениях, что соответствует критерию "существенное отличие".

Положительным эффектом при осуществлении заявляемого технического решения будет повышение точности измерения плотности диэлектрической жидкости с небольшим количеством жидкости и снижение инерционности процесса.

Использование предложенного технического решения, т.е. устройства для измерения плотности диэлектрической жидкости позволит снизить инерционность процесса, что связано с тем, что роль задатчика давления выполняет напряжение, подаваемое на электрод "игла", расположенный в трубке, а роль регистратора возникающего при этом давления выполняет напряжение, подаваемое на электрод "игла", расположенный в вертикальном капилляре.

На чертеже представлена схема прелагаемого устройства.

Устройство для измерения плотности диэлектрической жидкости содержит трубку 1, закрытую с одной стороны для измеряемой жидкости, выполненную из диэлектрического материала, электроды "кольцо" 2 и "игла" 3, расположенные в трубке 1, вертикальный капилляр 4, выполненный из диэлектрического материала, электроды "кольцо" 5 и "игла" 6, расположенные в верхней части капилляра 4, электроды "полукольцо" 7 и "игла" 8, расположенные в месте соединения трубки 1 и капилляра 4, высоковольтные провода 9, регистрационный датчик 10.

Работа устройства для измерения плотности диэлектрической жидкости осуществляется следующим образом: трубка 1 с расположенными в ней электродами "кольцо" 2 и "игла" 3 устанавливается в емкости с исследуемой жидкостью, электроды "полукольцо" 7 и "игла" 8, расположенные в месте соединения трубки и капилляра, находятся под постоянным высоковольтным напряжением. При подаче напряжения на электроды 2, 3 в исследуемой жидкости создается давление, которое поднимает исследуемую жидкость по капилляру на высоту h. При проходе жидкости через электроды 7,8 фиксируется резкое изменение тока. После этого подача напряжения на электрод "игла" 3 прекращается и фиксируется ток на электроде "кольцо" 2. При подаче напряжения на электроды 5, 6 происходит задавливание столба h исследуемой жидкости до нулевого уровня, который отмечают электроды 7, 8, и вновь фиксируется резкое изменение тока на электроде 7. После этого прекращается подача напряжения на электрод 6 и фиксируется ток на электроде 8. Используя зависимость измеренных токов от плотности измеряемой жидкости, аналитически определяется плотность жидкости.

Как показали многочисленные эксперименты, величина изменения токов находится в зависимости от плотности измеряемой жидкости.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогичными состоят в следующем.

1. Устраняется погрешность измерения плотности жидкости за счет использования чувствительных элементов электродов трубки и электродов капилляра.

2. Улучшение динамических характеристик за счет применения малоинерционных элементов.

3. Простота конструкции устройства, поскольку устройство имеет единую схему, рассчитанную на работу с широким диапазоном диэлектрических жидкостей.

Формула изобретения

Устройство для измерения плотности диэлектрической жидкости, включающее трубку, размещенную в измеряемой жидкости, отличающееся тем, что трубка, закрытая с одной стороны, выполнена из диэлектрического материала, с расположенными в ней электродами типа "кольцо" и "игла", вертикальный капилляр, закрепленный и сообщающийся с трубкой, выполненный из диэлектрического материала, с расположенными в верхней его части электродами типа "кольцо" и "игла", причем в месте соединения трубки и капилляра расположены электроды типа "полукольцо" и "игла".

РИСУНКИ

Рисунок 1