Вибрационный датчик для определения плотности жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения плотности жидких сред в различных резервуарах, в том числе в аппаратах под давлением. Вибрационный датчик для определения плотности жидкости, содержит корпус-держатель. Также датчик содержит два рабочих вибратора. Кроме того, датчик содержит катушечную электромагнитную измерительно-приводную систему. Причем катушечная измерительно-приводная система размещена на уровне вибраторов в герметичном защитном кармане между вибраторами. При этом в вибраторах, в герметичных каналах, установлены постоянные магниты как для системы измерения амплитуды колебаний вибраторов, так и для системы привода. Техническим результатом изобретения является снижение фазового запаздывания между измерительным и приводным сигналами, а также уменьшение зависимости работы устройства от давления в аппарате до величины, обеспечивающей стабильную работу устройства. 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.

Устройство предназначено для определения концентрации урана, тяжелых элементов и других веществ в технологических растворах радиохимического производства в аппаратах с любым избыточным давлением при переработке отработанного ядерного топлива по значению измеренной плотности раствора.

Известно устройство для измерения плотности или вязкости жидкостей (авторское свидетельство СССР №312181 «Вибродатчик вязкости»). Конструктивно оно представляет собой двухстержневую колебательную систему, разделенную в узловой плоскости защитным корпусом, внутри которого смонтирована дифференциальная электромагнитная система измерения-привода.

Для определения плотности раствора с помощью известного устройства в режиме автоколебаний измеряют собственную частоту колебаний вибраторов (стержней), для определения вязкости - амплитуду собственных колебаний.

Недостатком известного устройства является то, что верхние (приводные) части стержней удалены от нижних (рабочих) частей стержней. Это приводит к большому фазовому запаздыванию рабочих частей стержней по отношению к верхним частям, доходящее до 180° при осушении датчика. Большое фазовое запаздывание между измерительным и приводным сигналами вызывает недостаточную стабильность работы автогенератора как по амплитуде, так и по частоте, а при осушении чувствительного элемента вызывает срыв автоколебаний, что в некоторых случаях эксплуатации недопустимо. Например, в тех случаях, когда на плотномер заведена уставка блокировки насосов азотной кислоты, исключающая подачу кислоты в технологический процесс при превышении концентрации.

Наиболее близким к заявляемому (прототипом) является виброзонд для определения плотности жидких сред (патент России №2346259). Конструктивно виброзонд представляет собой вилку с вибраторами, снабженную в верхней переходной части пьезоэлектрическим кристаллом и магнитострикционным приводом, закрепленными на изогнутом участке вилки, защитную трубу, между нижней частью которой и вилкой введено демпфирующее устройство, представляющее собой сильфон, стакан и пружину, причем сильфон расположен внутри стакана и герметично врезан в трубу.

Сильфон защищает проходящие внутри сильфона электрические проводники, а также пьезоэлектрические кристаллы и магнитострикционный привод от воздействия агрессивной измеряемой среды.

Преимуществом прототипа перед аналогами является приближение приводного устройства к нижним рабочим вибраторам и уменьшение фазового запаздывания.

Недостатком прототипа является то, что прототип не может работать в аппаратах с давлением, выше 0,3·105 Па, так как чувствительный элемент соединен с корпусом датчика через сильфон (гибкий элемент). При подаче в аппарат даже малого давления чувствительный элемент будет прижат к корпусу датчика и автоколебания пропадут или, как минимум, частота автоколебаний изменится непредсказуемо.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является дальнейшее снижение фазового запаздывания между измерительным и приводным сигналами и уменьшение зависимости работы устройства от давления в аппарате до величины, обеспечивающей стабильную работу устройства.

Заявляемое устройство представляет собой дальнейшее приближение привода к нижним (рабочим) вибраторам, выражающееся в том, что привод размещается в нем непосредственно между рабочими вибраторами, что позволяет снизить фазовое запаздывание при полном осушении чувствительного элемента практически до безопасного уровня, позволяющего автогенератору функционировать как в контролируемой жидкости, так и в воздухе.

Вторая задача, а именно создание условий для работы устройства в аппаратах с давлением без изменения его метрологических характеристик, решена в предлагаемом устройстве изготовлением корпуса датчика и его составных элементов (рабочих вибраторов и защитного кармана для имерительно-приводной системы) из монолитного куска нержавеющей стали, что исключает деформации корпуса и составных частей при появлении давления в аппарате.

Конструкция заявляемого устройства представлена на фиг.1.

Заявляемое устройство представляет собой защитную трубу 1, к нижнему краю которой герметично примыкает корпус-держатель 2, с рабочими вибраторами 3 и защитным карманом 4 для катушек измерителя-привода с сердечниками из магнитной стали 5. В корпусе-держателе выполнены три вертикальных загрузочных канала. Один, центральный, продолжающийся в защитном кармане каналом 6, предназначен для загрузки во время сборки устройства измерительно-приводной системы. Два боковых канала выполнены с продолжением их в вибраторах (каналы 7) и предназначены для загрузки в вибраторы магнитных измерительно-приводных активаторов 8. Магнитные активаторы выполнены на основе постоянных самарий-кобальтовых магнитов. Снизу каналы вибраторов и защитного кармана герметично заглушены защитными крышками 9 и 10. Верхние части вибраторов выше активаторов выполнены с пазами для создания упругих элементов. Зазоры между стенками вибраторов и защитного кармана составляют 3 мм при величине диаметра корпуса-держателя 42 мм.

Макет заявляемого устройства был изготовлен и испытан. Испытания показали, что поставленная цель, то есть сохранение работоспособности автогенератора при любой степени осушения чувствительного элемента, достигнута.

При полном осушении чувствительного элемента фазовое запаздывание не превысило 30°, а фактический запас для сохранения режима автогенератора составляет не менее 60°. Срыва автоколебаний вибраторов не было. Надежность работы плотномера была доведена до нужного уровня.

Что касается внутриаппаратного давления, то отсутствие сильфона и абсолютно симметричная и герметично-жесткая конструкция предлагаемого устройства гарантирует сохранение не только работоспособности, но и метрологических характеристик устройства вплоть до значений давления в аппарате 20·105 Па и более.

Вибрационный датчик для определения плотности жидкости, содержащий корпус-держатель, два рабочих вибратора, катушечную электромагнитную измерительно-приводную систему, отличающийся тем, что катушечная измерительно-приводная система размещена на уровне вибраторов в герметичном защитном кармане между вибраторами, а в вибраторах в герметичных каналах установлены постоянные магниты как для системы измерения амплитуды колебаний вибраторов, так и для системы привода.



 

Похожие патенты:

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 точному приборостроению и может применяться для определения плотности и вязкости газообразных и жидких сред. .

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 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 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