Способ измерения плотности жидкости

 

О П И С А Н И Е 495584

Соеа Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свпд-ву (22) Заявлено 24.09.74 (21) 2061709/26-25 (51) М. Кл. G 01н 9/04 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР па Мелам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.75, Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 16.03.76 (53) УДК 532.47(088.8) (72) Автор изобретения В. И. Лаптев (71) Заявитель Проектно-конструкторское бюро Гусевского филиала Государственного научно-исследовательского института стекла г

J г (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ )КИДКОСТЙ»

Изобретение относится к области измерения плотности жидкости и может быть использовано для измерения ее уровня при постоянной плотности.

Известен способ измерения плотности жидкости путем барботирования пузырьков газа через исследуемую среду и измерения давления в пьезоэлектрическом датчике при статическом состоянии газовой среды.

Однако такой способ ограничен в применении из-за необходимости подачи газа через жидкость и отличается недостаточно высокой точностью измерения в связи с влиянием сил поверхностного напряжения. действующих при образовании пузырька газа, на давление, замеряемое пьезометрическим датчиком. Давление в пузырьке газа (пьезометрическом датчике) меняется от максимального (при пузырьке газа в форме полусферы) до минимального (при отрыве пузырька от трубки).

После отключений подачи газа и установления статического состояния газовой передающей среды, объем пузырька газа на конце трубки каждый раз будет иметь различную величину при неизменном уровне жидкости, а следовательно, будет различное давление, замеряемое пьезометрическим датчиком. Ошибка зависит от начального значения давления, объема газовой среды, температуры и других трудно учитываемых факторов и колеблется в пределах разности между мак нимальным давлением в пузырьке.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу поддерживают неизменный объем пу. зырька газа и измеряют изменение давления газа, годводимого через трубку к пузырьку.

Предлагаемый способ измерения плотности жидкости включает следующие операции: получение пузырька газа на конце трубки, помещенной в исследуемую жидкость, поддержание объема пузырька газа постоянным, измерение давления в пузырьке газа при заданном его

15 объеме.

На чертеже представлена пршщипиальная схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема включает в себя трубку 1 с электродами 2 и 3, введенную в электропроводную

20 жидкость 4 и заполненную газом так, что пузырек газа 5, образованный на конце трубки, неподвижен и занимает фиксированное положение. Трубка соединена каналами с термокомпенсаторами 6, датчиком давления 7, ис25 точнпком питания через клапан 8 и дроссель 9 и атмосферой через клапан 10 и дроссель 11.

Термокомпенсатор представляет собой сильфон 12 с пружиной 13, выполненной из биметаллической проволоки, один конец которой

30 жестко прикреплен к стенке трубки, а другой

495584

/( ((( ( (I (Г, W&872i&

) ( (1

/ ;((/7 г- — у б

Заказ 314/11

Изл. ЛЪ 20(10 Тапа (к 002 По !!i:- ñflañ

Та:»(ãð:»I»::, L, ; а»уао. а, 2 упирается в подвижную стенку спльфсна, нри этом изменению объема газа от температуры соответствует изменение объема сильфона.

Клапаны 8 и 10 управляются от контактов реле 14 и 15, соединенных с электродами 2;I 3.

В исходном положении на пузырек газа 5 действует вес столба жидкости 4, пропорциональный произведению плотности на уровень жидкости, давление, обусловленное силами поверхностного натяжения при данном радиусе пузырька, и давление газа, подводимое к пузырьку через трубку 1. Hpè равновесии, когда пузырек газа занимает заданное положение, электрод 3 контактирует с жидкосгь1О (реле 15 включено, клапан 10 закрыт), а электрод 2 не касается жидкости (реле 14 Отключено, клапан 8 закрыт), и давление н трубке, измеряемое датчиком давления 7, пропорционально уровню жидкости. При отклонении уровня жидкости, например при 1гаполнении бассейна, увеличивается давление столба жидкости на пузырек газа, и поверхность его уменьшается, касаясь электрода 2. В результате срабатывает реле 14, открывая клапан о, и газ от источника питания через дроссель 9 подается в трубку 1 до тех пор, пока поверхность пузырька газа не занимает заданное положение. Лналогично работает схема при уменьшении уровня, когда пузырек газа расширяется, цепь питания реле 15 разрывается и включается клапан 10 — газ из трубки чсрсз Открь:TL»If клапан и дроссель 11 выходит в тмосферу. Давление, установившсеся в трубке, я»ляется мерой уровня жидкости.

Изменение температуры газа, вследствие разных коэфф,щ Ie:1то|; температурногo расUIIlpeIIIIII l3d lf материала CTPIIOK, Bl :,зываег изменение давлс11ия газа, а следоьательно, привод .т к погрешности измерения уровня.

Одна О благодаря термокомненсатору 6 из:»elle«»c температуры газа вызывает растяжеи с биметаллической пружины 13 и смещение

Ilo;il IIkкной стенки силь(рона 12. Характеристика пружины и размер». спльфона вь браны такими, чтобы изменение объе:аа газа (объема пузырька) было скомпенсировано изменением объема сильфона, ири этом положение

In зы рыси и величина давления Газа Оста10тся неизменными. ПлОтнОсть жидкости измеряют à fdлогично ири постоянном уровне. л) Формула изобретения

Способ измерения плотности жидкости пу", см из:»ер ения давления барботируемого га25 за в пузырьке, образованном на конце тр.бки, помещенной в исследуемую среду, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повь:щения точности измерений, поддерживают неизменный объем пузырька газа и измеряют изменение давления газа, подводимого через трубку к пузырьку.