Виброзонд для определения плотности жидких сред

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.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для измерения параметров пластовых флюидов по глубинным пробам непосредственно на скважине без применения стационарных PVT установок. Техническим результатом является повышение качества отбираемой глубинной пробы. Глубинный пикнометр «Пентометр» состоит из гидравлического реле времени, включающего сообщающиеся между собой через гидравлическое сопротивление масляную камеру с расположенным в ней подвижным разделительным поршнем и балластную камеру. К масляной камере подсоединен полый корпус со вставленной внутрь него пикнометрической камерой, имеющей входные отверстия для поступления в нее глубинной пробы. Внутри пикнометрической камеры расположены верхний и нижний подвижные поршни с плоскими торцами, причем нижний подвижный поршень имеет канал с запорным элементом для вывода отобранной глубинной пробы и шток, проходящий сквозь уплотненное отверстие в верхнем подвижном поршне и имеющий на конце упор. Верхний и нижний подвижные поршни в исходном положении плоскими торцами плотно с усилием прижаты друг к другу. Линия смыкания указанных поршней находится напротив входных отверстий для поступления глубинной пробы в пикнометрическую камеру. Пространство над верхним подвижным поршнем сообщено со скважинным пространством, а поршень гидравлического реле времени связан с верхним подвижным поршнем с возможностью их совместного перемещения в крайние положения после холостого хода поршня гидравлического реле времени с заданной гидравлическим реле времени скоростью, предотвращающей выделение газа в отбираемой глубинной пробе. 2 з.п. ф-лы, 3 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

Наверх