Плотномер жидкости

 

О П И С А Н И Е < gg12g(}

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Соцкалмстммеосиа

Респубпнк (6!) Дополнительное к авт, санд-ву(22) Заявлено 01.03.77 (21) 2461658/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано05.03.79. бюллетень N. 9 (51} М. Кл.

B 01 М 9/22

ГвеударетвеннМ кенетет

СССР ве делам ееебретеел в етлрытей (53) УЙК 532.14 (088.8) Дата опубликования описания 08.03.79 (72) Авторы изобретения

В. С. Барабаш, lO. В. Подгорный, Ю. H. Гиганов и А. A. Шахматов (71) Заявитель (54) ПЛОТНОМЕР ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения плотности жидкостей.

Известны плотномеры для жидкостей, содержащие корпус, поплавок с магнитным сердечником, систему регулирования поплавка по вертикали и измерительный соленоид. В них разность силы тяжести н выталкивающей силы поплавка компенсируется магнитным полем соленоида, при этом величина протекающего через соленоид тока является мерой измеряемой плотности (1) .

Основным недостатком плотномера со стабилизацией положения поплавка еевлиетса изменение усилия, действуюmего в магнитном поле на поплавок, при изменении его положении. Изменение же его положения обусловливается конечной величиной коэффициента передачи САР, которая, как и любая САР, работающая по пропорциональному закону регулирования, имеет остаточную неравномерность, Эта неравномерность проявляется в виде измененного поло-. жения поплавка при компенсации ет о веса. В результате величииа тока, по которой производится определение плотности

Б жидкости, зависит не ч элько от веса поплавка и плотности жидкости, но н от изменения положения поплавка, что вызывает значительную погрешность измерения. ю

Наиболее близким по технической сущности является резервуар для измеряемой жидкости, помещенный в термостатированную ванну, поплавок с постоянным магнитом, два соленоида (главный и втягивающий), блок развертки тока главного соленоида, который представляет собой многоступенчатый магазин сопротивлений и отсчетное устройство (дифференциальный вольтметр) .

Зтот плотномер имеет недостатокбольшие заграты времени на измерение, так как развертка тока соленоида

651230 производится вручную, а регистраци! отрыва поплавка визуально (2) .

Цель предлагаемого изобретения— повышение быстродействия прибора.

Она достигается тем, что в лотномер введены ограничитель хода поплавка, три схемы И, счетный триггер и последовательно соединенные схема

ИЛИ и схема возврата поплавка, выход которой подключен к первому входу блока развертки тока соленоида, запускающий вход которого соединен с нулевым выходом счетного триггера и вторым входом гретьей схемы И, первый вход которой соединен с индикатором положе ния поплавка и первыьи входами первой и второй схемы И, причем выход третьеч схемы И подключен к вторым входам блока развертки тока соленоида и отсчетного устройства, выход которого соединен с первым входом схемы ИЛИ, ко второму входу которой подключен выход первой схемы И, второй вход кото рой соединен со вторым входом второй схемы И и единичным выходом счетного триггера, ко входу которого подключен выход второй схемы И.

На чертеже изображена схема предлагаемого плотномера жидкости.

Предлагаемый плотномер содержит сосуд 1 с исследуемой жидкостью, помещенный в термостатированную ванну

2, неподвижно закрепленную на соленоиде 3 так, чтобы дно сосуда 1 было строго перпендикулярно оси соленоида .3, ограничитель 4 хода поплавка, поплавок 5, выполненный, например, из кварцевого стекла, содержащий магнитный цилиндрический сердечник, индикатор положения поплавка, состоящий иэ чувствительной катушки 6 индуктивности, включенной в колебательный контур

ВЧ-генератора 7, отсчетное устройство (цифровой вольтметр) 8, фиксирующее значение тока соленоида 3, логическую схему И 9, выход которой соединен с запускающим входом отсчетного устройства 8 и входом lf блока 10 развертки тока соленоида 10, обеспечивающего изменение тока соленоида по заданному закону и стабилизацию тока в момент отрыва поплавка 5 от дна сосуда 1. Кроме того, содержит счетный триггер 1 1, выход "О" которого соединен со входом lf схемы И 9 и запускающим выходом блока 10 развертки тока соленоида, а выход "! соединен .со входами двух логических схем И 12

I и 13; схему 14 возврата поплавка, выход .! которой соединен входом блока 10 развертки, тока соленоида, а вход — с выходом логической схемы ИЛИ

15, один из входов которой соединен с выходом схемы И 13. Выход схемы

И 12 соединен со входом счетного триггера 11, выход генератора 7 соединен со входами I схем И 9,12, 13.

Предлагаемый плотномер работает следующим образом.

В исходном состоянии через соленоид 3 течет максимальный ток и поплавок 5 притянут ко дну сосуда 1. На

fQ входах I схем "И 9, 12, 13 и выходе

О счетного триггера 1 1 сигнал от сутствует {логический нуль), а на выходе 1" счетного триггера 11 присутствует Сигнал, соответствующий логической единице.

Схема 14 возврата поплавка через вход 1 блока 10 развертки тока соленоида скачком увеличивает ток соленоида до значения, достаточного, чтобы притянуть поплавок 5 в исходное положение ко дну сосуда 1, но значительно меньше исходного благодаря тому, что при всплытии поплавок 5 упирается в ограничитель 4 хода поплавка, что существенно сокращает продолжительность

При замыкании ключа к", входящего в блох 10 развертки тока соленоида, ток соленоида 3 начинает уменьшаться с большой скоростью (режим

"поиска ) до момента всплытия поплавка

5, который при перемещении изменяет индуктивность катушки 6. Изменение индуктивности вызывает резкое изменеЗО ние выходного сигнала генератора 7, работающего в пороговом режиме. Это1 сигнал череФвход 1 схемы И 12 поступает на вход счетного триггера 11 и опрокидывает" его. На выходе 1

35 счетного триггера 11 появляется логический О, а на выходе "О логическая 1, которая по запускающему входу блока 10 развертки тока соленоида

40 включает малую скорость развертки тока соленоида (режим подготовкч отсчета), Одновременно сигнал с индикатора положения поплавка через вход 1 схемы И 13 и схему ИЛИ 15 поступает на схему 14 возврата поплавка, так как на входе П схемы И 13 в этот момент еще присутствует логическая

Ф1 У развертки тока соленоида с малой скоростью, т. е. режима подготовки отсчета.

651230 медленных измерений плотности время измерения составляет 10 — 15 сек.

На выход схемы И 9 сигнал с индикатора положения поплавка не поступает, так как на выходе II схемы в этот момент еще присутствует логический О . В момент следующего всплытия поплавка (T. е. собственно момент измерения) выходной сигнал индикатора положения поплавка (генератор 7 с катушкой 6) через вход 1 схемы И 9 запускает отсчетное устройство 8, работающее в ждущем режиме, и останавливает развертку тока соленоида. На выходы схем И 12, 13 этот сигнал не поступает, тах как на их входах II присутствует логический О . Отсчетное устройство фиксирует величину тока соленоида, которая определяется в этот момент действующим на поплавок усилием, соответствующим величине измеряемой плотности жидкости.

При использовании в качестве сердечника поплавка постоянного магнита из высококоэрцитивного сплава /например, феррита бария/ шкала прибора линейна. Далее сигнал с выхода отсчетного устройства, свидетельствующий об окончании счета, подается через второй вход схемы ИЛИ 15 на схему 14 возврата поплавка и цикл измерений с малой скоростью развертки автоматически повторяется до размыкания ключе э ю

Двухскоростная развертка тока соленоида обеспечивает высокую точность измерений и максимальное быстродействие прибора. Время одного измерения автоматическим плотномером составляет 40 - 50 сек против 4-5 мин известного плотномера. При контроле

5 Формула изобретения

Плотномер жидкости, содержащий сосуд с исследуемой жидкостью, поплавок с постоянным магнитом, термоI0 статированную ванну, соленоид, соединенный с блоком развертки тока соленоида и первым входом отсчетного устройства, индикатор положения поплавка,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия прибора в него введены ограничитель хода поплавка, три схемы И, счетный триггер и последовательно соединенные схема ИЛИ и схема возврата поплавка, выход которой подкпючен к первому входу блока развертки тока соленоида, запускающий вход которого соединен с нулевым выходом счетного триггера и вторым входом третьей схемы И, первый вход которой соединен с индикатором положения поплавка и первыми входами первой и второй схемы И, причем выход третьей схемы И подключен к вторым входам блоке развертки тока

36 соленоида и отсчетного устройства, выход которого соединен с первым входом схемы ИЛИ, ко второму входу ко торой подключен выход первой схемы

И, второй вход которой соединен со вто3S рым входом второй схемы И и единичным выходом счетного "триггера, ко входу которого подкпючен выход второй схемы И.

Источники информации, принятые во

40 внимание при экСпертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 389439, кл. G 01 и 9/22, 1967.

2. Приборы для .иаучных исследований, % 10, 1967, с. 83-86.

I

1

I

I

Составитель Л. Свешникова редактор Б. Павлов Техред С. Мигай Корректор А. Кравченко

Заказ 795/40 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делаМ изобретений и открытий

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4