Плотномер жидкости

 

ОЛИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Всбсои>Зная

Вйтбнтно" те.:, -и:я<с чэнь.т, 655248Союз Советских

Содиалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.12.77 (21) 2549366/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (51) М. К .

G 01N 9/18

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 532 14 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (72) Авторы изобретения

В. Я. Тихонов, М. П. Асмаев и В. И. Левченко

Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (54) ПЛОТНОМЕР ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к области измерения плотности жидкостей, и может быть использовано при разработке измерителей плотности различных жидкостей.

Извсстен автоматический плотномер с магнитным уравновешиванием выталкивающей силы, действующей на полностью или частично погруженный в контролируемую жидкость поплавок, содер>кащий поплавок со встроенным или закрепленным на нем сердечником из магнитомягкого или магнитотвердого материала, соленоид, систему контроля поло>кения поплавка, регулятор всличины тока, протекающего по обмоткс соленоида, и измерительный прибор, измеряющий величину этого тока (1).

Недостатком конструкции плотномера с электромагнитным уравновешиванием подвижной системы (поплавки с магнитом или сердечником) является наличие специального датчика положения поплавка, а точнее — магнита в катушке соленоида, представляющего собой фотометрическую или дифференциально-трансформаторную систему, обладающих нестабильностью характеристик.

Наиболее близким по технической сущности является плотномер жидкости, принятый в качсстве прототипа. Это устройство содержит измерительный сосуд, заполненный контролируемой жидкостью, подвижную систему в виде полностью погруженного поплавка с подвешенными к нему по5 стоянным магнитом н сердечником из ферромагнитного материала, двойной со.чсноид, индукционную катушку дифференциальнотрансформаторного типа, образующую совместно с сердечником датчик положения подви>кпой системы, электронный блок управления током соленоида, имсющ|лй в своем составе усилитель переменного тока и фазочувствительный усилитель, причем вход усилителя переменного тока соединен

15 с датчиком положения подвижной системы, а выход фазочувствительного усилителя подключен к обмотке соленоида. Имеется также измерительный прибор, подключенный параллельно резистору, соединенному последовательно с обмоткой соленоида,(2).

Недостатками такого плотномера являются наличие специального датчика положения подвижной системы, приводящее к усложнению конструкции и увеличению е:" габаритов, а также дополнительная погрешность, вызванная магнитным взаимодействием сердечника с катушкой дифференциально-трансформаторного типа.

Целью изобретения является повышение

30 точности измерения. Для этого плотномср о65248

3 снабжен мостом переменного тока, при этом катушки соленоида соединены со входом блока управления током соленоида и через конденсаторы подключены в смежные плечи моста, два других плеча которого, образованные двумя постоянными и одним переменным резистором, подключены к выходу блока управления током соленоида.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого плочномера.

Плотномер содержит сосуд 1, заполненный контролируемой жидкостью 2, в которой находится поплавок 3 с подвешенным к нему на нити 4 цилиндрическим постоянным магнитом 5. На наружной поверхности нижней части сосуда 1 размещены катушки 6 и 7 соленоида, соединенные между собой последовательно встречно и включенные через разделительные конденсаторы 8 и 9 в смежные плечи моста переменного тока, два других плеча которого образованы двумя постоянными резисторами 10 и

11 и переменным резистором 12, служащим для балансировки моста. Диагональ питания моста подключена к источнику напряжения переменного тока (на схеме не показан), а измерительная диагональ соединена со входом блока 13 управления током в обмотках 6 и 7 соленоида, непосредственно подключенных к выходу блока 13. Блок

13 включает в себя дифференциальный усилитель 14 сигнала разбаланса моста переменного тока, включенный на выходе усилителя 14 амплитудный детектор 15, выход которого одновременно соединен со входами пропорционального усилителя 16 и интегратора 17, а выходы усилителя 16 и интегратора 17 соединены с двумя входами сумматора 18, к третьему входу которого подключен источник регулируемого напряжения 19. Выход сумматора соединен со входом регулируемого источника постоянного тока, состоящего из предварительного усилителя 20 и усилителя мощности

21, в цепь обратной связи которых включены катушки 6 и 7 соленоида. Измерительный прибор 22 подключен также к выходу сумматора 18. Вентиль 23 служит для слива контролируемой жидкости 2 из сосуда 1.

Устройство работает следующим образом.

В статике, т. е. при постоянном значении плотности контролируемой жидкости, на поплавок 3 действует со стороны жидкости

2 определенное значение выталкивающей силы, которое уравновешено силой магнитного взаимодействия между полем магнита

5 и полем катушек 6 и 7. При этом магнит

5 занимает такое положение, при котором индуктивности катушек 6 и 7 равны между собой. В этом случае мост переменного тока, состоящий из катушек 6 и 7, раздели50

Плотномер жидкости, содержащий измерительный сосуд, подвижную систему в виде поплавка с постоянным магнитом, расположенным в поле двойного соленоида, и сердечником из ферромагнитного материала, расположенным в поле индукционной катушки, блок управления током соленоида и вторичный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, плотномер снабжен мостом переменного тока, при этом катушки соленоида сосдинены со входом блока управления током соленоида и через конденсаторы подключены в смежные плечи моста, два других плеча которого, образованные двумя постоянными и одним переменным резистором, подключены к выходу блока управления током соленоида. тельных конденсаторов 8 и 9 и резисторов

10, ll и 12 уравновешен, на входе усилителя 14 отсутствует сигнал, а величина тока через обмотки 6 и 7 определяется только величиной выходного напряжения источника 19.

При изменении плотности контролируемой жидкости 2, например, в сторонуувеличения подвижная система (поплавок 3 и

Ip магнит 5) выйдет из равновесия, т. е. поплавок начнет всплывать, нарушится равновесие моста переменного тока. Сигнал разбаланса усиливается усилителем 14, детектируется детектором 15 и поступает на

15 входы пропорционального усилителя 16 и интегратора 17. Таким образом на входе сумматора 18 присутствуют три сигнала: постоянная составляющая, соответствующая некоторому номинальному значению плотности контролируемой жидкости, сигнал, пропорциональный величине разбаланса, и сигнал, являющийся интегралом от величины разбаланса моста переменного тока. Сумма этих трех сигналов поступает

25 на вход предварительного усилителя 20 и далее на вход усилителя мощности 21, которые управляют величиной тока в обмогках 6 и 7, Таким образом, управление величиной тока в обмотках 6 и 7 осуществляется в соответствии с пропорциональноинтегральным законом, применение которого исключает появление статической ошиб. ки, следовательно, поплавок 3 с подвешенным к нему магнитом 5 займут точно такос же положение, в каком они находились до появления возмущсния по плотности.

Подключенный к выходу сумматора 18 измерительный прибор 22 покажет новое . значение напряжения, пропорциональное

4О новому значению плотности контролируемой жидкости 2, при этом шкала измерительного прибора 22 может быть проградуирована непосредственно в единицах плотности.

Формула изобретения

665248

Составитель Л. Свешникова

Техред А. Камышникова Корректоры: О. Тюрина и P. Беркович

Редактор Е. Дайч

Заказ 842/11 Изд. № 328 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каупельсон О. Г., Эдельштейн A. С.

Автоматические измерительные приборы с

6 магнитной подвеской. М., «Энергия», 1970, с. 216.

2. Заявка Франции № 2266162, кл. С 01

9/22, 75.