Устройство для измерения плотности и вязкости жидкостей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 1717624 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл2 (22) Заявлено 09.03.78 (21) 2588555/18-25

/ с присоединением заявки №вЂ”

G 01 N 11/08

Государственный комитет ссср по делам изобретвиий и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 532.137 (088.8) Опубликовано 25.02.80. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 29.02.80

Н. P. 1Осупбеков, Т. 3. Закиров, А. И. Либус, Б. А. Мавлянкариев и К. У. Ходжаева (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Ташкентский политехнический институт им. А. P. Беруни (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

И ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано в тех видах научного и технического эксперимента, где требуется определение точных значений вязкости технологических жидкостей, например, в нефтеперерабатывающей, лакокрасочной, химической промышленностях.

Известен целый ряд отечественных и зарубежных физико-химических анализаторов.

Например, поплавковый плотномер непрерывного действия для жидкостей, состоящий из корпуса, внутри которого расположен поплавок, погружного типа с цепочкой и устройства дистанционной передачи (1).

Известен также плотномер, аналогичный по принципу действия и по конструк15 ции с первым, но отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух поплавков, один из которых помещен внутри другого нового поплавка (2).

Известные устройства обладают следующими недостатками: невысокая точность из- 20 мерений, инерционность.

Известно также устройство для измерения плотности и вязкости жидкостей, содержащее расходомер-ротаметр с тарельчатым

2 ротором, соединенный через теплообменник с технологическим трубопроводом, фотоэлектрическую систему измерений (3) .

В известном устройстве жидкость, плотность которой измеряется, до чувствитель- ного элемента измерителя пропускается через нагреватель. Чувствительный элемент выполнен в виде расходомера-ротаметра с тарельчатым ротором. Постоянство расхода жидкости обеспечивается установкой напорного сосуда с переливной трубкой. Положение верхней кромки тарельчатого ротора чувствительного элемента контролируют с помощью светового луча от лампочки накаливания, падающего на фотосопротивление в момент, когда тарельчатый ротор не перекрывает луч. При некоторой определенной плотности тарельчатый ротор чувствительного элемента займет исходное положение, перекрывая луч света. При этом срабатывает реле, включается подогреватель жидкости, плотность жидкости уменьшается, тарельчатый ротор смещается вниз и подогреватель выключается. Жидкость охлаждается и ротор вновь занимает исходное положение. Далее цикл нагрева и охлаждения повторяется. Измерение достигается компенсацией погрешности ротаметра от изменения плотности, "йбгрешностью от измейения температуры. Таким образом, мерой пл<Угности

Жидкости; протекающей через чувствительный элемейт, является температура послед- ней, которая измеряется при помощи лагометра.

Устройство обладает следующими недостатками. Й измерителе поплавок с твердым матерйалом установлен соосно в вертикаль" "но"РасйолоЖенном измерительном сосуде. Испытуемая жидкость непрерывно подается

" снизу и течение ееламинарное. В этом приборе йа поплавок с твердым материалом действуют-силы: выталкивающие снизу (сила, обусловленная перепадом давления до

" и после поплавка; сила, обусловленная изменением плотности; сила, обусловленная из мейеййем Вязкости жидкости, компенсирующаяся силой тяжести действующей сверху).

То есть, при нагнетании исследуемой жидкости с постоянной скоростью положение поплавка зависит от плотности и от вязкости.исследуемой жидкости. Кроме того, изме "@ение -температуры жидкости значительно влияет на ее плотность и"визкость," то ейь, прибор йм еет невы-соку@> точносты йзме рения. Так как исследуемая жидкость подается в чувствительный элемент через напорный сосуд с переливной трубкой, прибор отлич ается и инерционностью. Кр ом е "т ого," е гЪ нельзя применять для измеренйя плбтнос- ти и вязкости в системах под давлением.

Цель предлагаемого изобретения — повышение точности измерений и снижение инерционности.

Для этого устройство для измерения плот" йостн и вязкости жидкостей, снабженйое фотоэлектрическим измерительным устрой= ством и теплообменником, дополнительно снабжено вторым теплообменником и вторым

""" pañõîäoìåðîì-ротаметром с"ротором койусб- образной фбрмы; "параллельйб" со63ййейНь1- ми с первыми. Кроме того, для отбора пробы в технологическом трубопроводе установлено сужающее устройство.

На чертеже представлена схема устрой " ства для измерения плотности и- вязкости жидкостей.

Ойо содержит сужающее устройство 1, которое размещается в -- технологическом трубопроводе 2 и служит для отбора испьгтуемой жидкости. В прибор также входят теплообменники 3 и 3, нагреватели 4 и 4 .

Воспринимающий блок содержйт Ыа "датчика-ротаметра 5, 5 с чувствительйыми элементами 6, 6 . Фотосопротивления 7, 7 лампы 8, 8 накаливания и реле 9, 9 йредставляет собой фотоэлектрические измерители устройства. Измерительный блок содержит термометры 10, 10 сопротивления, включенные встречно автоматическому мосту 11.

Устройство работает следующим образом.

717624

Испытуемая жидкость отбирается при помощи сужающего устройства 1 их технологического трубопровода 2 и подается одновременно в теплообменники 3 и 3, температура" в которых регулируется нагревате лями 4 и 4 . Далее Жидкость поступает в ротаметры 5 и 5 . Ротаметр 5 представляет собой датчик плотности и расхода.

Изменение вязкости исследуемой жидкости практически не сказывается на положении чувствительного элемента 6, так как он вы полнея в виде тарельчатого ротора. Ротаметр 5 чувстйителен к изменению расхода, плотности и вязкости, так как чувствительный элемент 6 выполнен в виде конусообразного поплавка. Положение чувствительного элемента фиксируется фотоэлектричес1$ кими устройствами. Ток, вырабатываемыи фотосопротивлениями 7 и 7, пропорциона лен световому потоку от ламп 8 и 8 накаливания при пересечении верхней кромки чувствительных элементов 6 и 6 .

2о При протеканий жидкости через датчикй 5 и 5 в начальный момент времени при некоторой определенной плотности и вязкости чувствительные элементы 6 и 6 перемещаются вверх и перекрывают фотосопротиви ления 7 и 7 . Поляризованное реле 9 и 9 подключают нагреватели 4 и 4"к источнику питания. Далее исследуемая жидкость нагревается и чувствительные элементы 6 и 6 из-за уменьшенйя плотности и вязкости перемещаются вниз,- открывая путь световому

36 потоку, и нагреватели 4 и 4 выключаются.

При этом жидкость охлаждается, плотность и вязкость ееувеличиваются и чувствительные элементы 6 и 6 перемещаются вверх. Та кйм образом, цикл нагрева и охлаждения повторяется. Однако,включение" и выключе ние нагревателей 4 и 4 происходит не при одинаковых 11рйрйцеййях плотности на определейное -приращейие температуры значи- . тельно меньше, чеМ" уменьшение вязкосги на это же приращение температуры. ао Температура, до которой осуществляется нагрев и охлаждение испытуемой жидкости в теплообменниках 5 и 5, измеряется при пбмощи термосопротивлений 10 и 10 . Раз" ность температур; йзмеренных термосопротивлениями 10 и 10 регистрируется авто матическим мостом 11, ЙЬказания -которого и является мерой в3И и..

Благодаря дифференциальному методу измерений, ПрименяемоМу в предлагаемом устройстве,"и геометрической форме чувстви @ тельных элементов 6 и ог исключается влияние динамического отММонения расхода от номинальйого.

Устройство с достаточной точностью может использоваться как плотномер и вис козиметр, причем" точность при измерении вязкости выше, чем при измерении плотности. Технико-экономический эффект заключается в увеличении точности измерений и снижении инерционности.

71762.4

Формула изобретения

1. Устройство для измерения плотности и вязкости жидкостей, содержащее расходомер-ротаметр с тарельчатым ротором, соединенный через теплообменник с технологическимм трубопроводом, фотоэлектрическую

S систему измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно снабжено вторым теплообменником и вторым расходомером-ротаметром с ротором конусообразной формы, параллельно соединенными с первыми.

220 8

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения инерционности, в технологическом трубопроводе для отбора

11робы установлено сужающее устройство.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 160025, кл. G 01 N 9/18, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР № 180396, кл. G 01 N 9/18, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР № 139144, кл. G 01 N 9/36, 1960.

Составители Н. Плотникова

Редактор Павлов Тедред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 9839/59 Тарик 1919 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П с Ïàòåíò», г. Ужгород, ул. Проектная, 4