Виброзонд для определения плотности жидких сред



Виброзонд для определения плотности жидких сред

 


Владельцы патента RU 2346259:

ФГУП "Производственное объединение "Маяк" (RU)

Изобретение может быть использовано для определения плотности жидких сред в различных резервуарах, в том числе в аппаратах под давлением. Сущность изобретения заключается в том, что в виброзонд, содержащий вилку, снабженную пьезоэлектрическим кристаллом, закрепленным на изогнутом участке вилки, и магнитострикционный привод, дополнительно введены труба и демпфирующее устройство. Демпфирующее устройство состоит из сильфона, стакана и пружины. Сильфон расположен внутри стакана и герметично врезан в трубу виброзонда, а пружина жестко соединена с торцом стакана и корпусом вилки. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения плотности жидких сред в различных резервуарах, в том числе в аппаратах под давлением.

Прототипом заявленного устройства является вибрирующее устройство для измерения температуры или других физических свойств жидких сред, содержащее вилку, снабженную пьезоэлектрическим кристаллом, закрепленным на изогнутом участке вилки, и магнитострикционным приводом (заявка №2079940 G01N 9/34, Великобритания).

Данные устройства, как правило, устанавливаются непосредственно на крышках или боковых стенках резервуаров. Во многих случаях такие конструктивные решения невозможны для практического применения, особенно на предприятиях атомной и химической промышленности, где по специфическим условиям нет доступа к устройствам для их обслуживания и ремонта.

Поэтому вибрационное устройство (зонд) необходимо вводить внутрь резервуара с помощью герметичной удлинительной трубы, в которой размещаются кабели (провода) электрической схемы.

Общий недостаток указанных вибрационных устройств состоит в том, что при присоединении к ним герметичной удлинительной трубы происходит изменение резонансной частоты устройства, что приводит к снижению точности измерения плотности жидких сред.

Частота колебаний вибрирующего устройства определяется уравнением

где К - жесткость вилки;

М0 - масса вибрирующего устройства и жестко связанных с ним частей, кг;

ΔМ - масса жидкости, колеблющаяся вместе с вилкой вибрирующего устройства, кг.

Масса вибрирующего устройства и жестко связанных с ним частей зависит от плотности контролируемой жидкости и объема окружающей его контролируемой жидкости и определяется выражением

где d - плотность контролируемой жидкости, кг/м3;

S1 - площадь аппарата с контролируемой жидкостью, м2,

h1 - высота столба жидкости над вилкой, м.

Масса жидкости, колеблющаяся вместе с вилкой вибрирующего устройства, определяется выражением

где S2 - площадь, занимаемая жидкостью между вилкой, м2,

h2 - высота вибрирующего устройства, м.

Подставляя выражения (2) и (3) в выражение (1), имеем:

Из выражения (4) видно, что частота колебаний вилки зависит не только от плотности (d) контролируемой жидкости, но и от высоты столба жидкости (h1) расположенного над вилкой. Величины S1, S2 и h2 постоянные и в процессе измерения не изменяются.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности определения плотности жидких сред при изменении уровня контролируемой жидкости.

Поставленная задача решается с помощью заявляемого устройства. В виброзонд (см. чертеж), содержащий вилку 1, снабженную пьезоэлектрическим кристаллом и магнитострикционным приводом 6, закрепленными на изогнутом участке вилки 1, и трубу 2, введено демпфирующее устройство, расположенное между ними и представляющее собой сильфон 3, стакан 4 и пружину 5, причем сильфон расположен внутри стакана и герметично врезан в трубу 2, что защищает проходящие внутри сильфона электрические проводники от пьезоэлектрических кристаллов и магнитострикционного привода 6 от воздействия агрессивной измеряемой среды. Пружина, жестко соединенная с торцом стакана и корпусом 7 вилки 1, предназначена для уменьшения механических нагрузок на сильфон и, следовательно, для повышения надежности работы устройства.

Работа виброзонда с демпфирующим устройством осуществляется следующим образом. При подаче напряжения на привод вилка начинает вибрировать с резонансной частотой, которая зависит от физических свойств контролируемой жидкости. Колебания вилки 1 приводят к сжатию-растяжению сильфона 3 и пружины 5 с частотой колебания стержней. За счет сжатия-растяжения сильфона 3 и пружины 5 не происходит передача колебаний вилки 1 на трубу 2. Таким образом, труба 2 не участвует в создании резонансной частоты и выражение (4) в этом случае имеет вид

Из выражения (5) видно, что частота колебаний вилки зависит только от параметров вилки К, S2 и h2, которые определяются геометрическими размерами вилки и не изменяются в процессе измерения, и от плотности контролируемой жидкости и не зависит от уровня контролируемой жидкости h1, что повышает точность измерения и расширяет область применения устройства на предприятиях атомной, химической и др. отраслях промышленности при внутри аппаратной установке за счет применения удлинительной трубы.

Виброзонд для определения плотности жидких сред, содержащий вилку, снабженную пьезоэлектрическим кристаллом, закрепленным на изогнутом участке вилки, и магнитострикционный привод, отличающийся тем, что в него дополнительно введены труба и демпфирующее устройство, состоящее из сильфона, стакана и пружины, причем сильфон расположен внутри стакана и герметично врезан в трубу виброзонда, а пружина жестко соединена с торцом стакана и корпусом вилки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерителям плотности жидкостей, предназначенных для прямых, наиболее быстрых измерений плотности жидких тел. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности, в том числе локальной, жидких сред. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения уровня и плотности нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных, при их отпуске, приеме и хранении.

Изобретение относится к устройствам для измерения плотности жидкостей с низкой величиной плотности и может быть использовано в системах измерения плотности нефтепродуктов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных, при их отпуске, приеме и хранении с измерением плотности на разных уровнях.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения уровня и плотности нефтепродуктов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных, при их отпуске, приеме и хранении.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения уровня и плотности нефтепродуктов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных.

Изобретение относится к точному приборостроению и может применяться для определения плотности и вязкости газообразных и жидких сред

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах, в частности топлива для двигателей внутреннего сгорания железнодорожного транспорта

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения плотности жидких сред в различных резервуарах, в том числе в аппаратах под давлением

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности жидкостей в нефтяной, химической, пищевой промышленности и в других областях

Изобретение относится к буровой технике, а именно к способам определения дебитов и плотности пластового флюида нефтяных пластов и слоев пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности, объединенных в общий эксплуатационный объект скважины

Изобретение относится к области контроля плотности жидких сред и может быть использовано для непрерывного контроля плотности технологических жидкостей. Устройство для измерения плотности жидких сред содержит выполненные из немагнитного материала измерительную камеру с поплавком, внутри которого находится магниточувствительное вещество. Также устройство содержит катушку соленоида, размещенную снаружи измерительной камеры и подключенную к выходу источника регулируемого напряжения, сенсорную катушку, подключенную ко входу источника регулируемого напряжения и параллельно ко входу измерительного индикатора. При этом измерительная камера имеет входной и выходной патрубки, выполненные с возможностью подключения к магистральному трубопроводу с контролируемой жидкостью. Корпус поплавка измерительной камеры выполнен из эластичного немагнитного материала и заполнен магниточувствительным веществом, в качестве которого используется ферромагнитная суспензия. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности проведения непрерывного измерения плотности, упрощение конструкции, а также повышение точности измерений. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх