Пневмоэлектрический измеритель плотности

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.76 (21) 2426520/18-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

On 6ëèêîâàHî 150980.Бюллетень М 34 (51)М. Кл.з

01 N 9/26

Государственный комнтет С С С Р по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 632.14 (088,8) Дата опубликования описания 180980 (72) Авторы изобретения

Л.С.Жидков, А.И.Четвериков, Г.Л.Назаров, В.Ф.Обухов, Л.В.Руденский и А.Н.Шилов (71) Заявитель (54) ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ПЛОТНОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности, где необходимо контролировать плотности 5 жидкостей.

Известен пневматический плотномер жидкости, содержащий две пьезометрические трубки, встроенные в резервуар с контролируемой жидкостью на раз- !0 личную глубину, и преобразователь с положительной и отрицательной глухими камерами, расположенными по общей вертикальной оси. Глухие камеры снабжены вялыми мембранами, жесткие центры которых подпружинены и соединены стержнем, который шарнирно опирается на одно из плеч двуплечего рычага, второе плечо которого шарнирно соединено с чувствительным 20 элементом дросселя, оснащенного проточной камерой, соединенной с входом четырехвходного сумматора, выход которого соединен с входом двухвходового усилителя. Сферическая 25 поверхность конца двуплечего рычага соосна с геометрической осью глухих камер и расположена с зазором между торцами стержней, соединяющих жесткие центры мембран (1) . 30

Недостатки плотномера: сложность изготовления чувствительного элемента дросселя, наличие трения, скольжения в трех точках (концы стержня преобразователя — сфера двуплечего рычага, сфера двуплечего рычага тело чувствительного элемента дросселя, тело чувствительного элемента дросселя — цилиндрическая поверхность дросселя), а также трение качения в опоре двуплечего рычага, что снижает чувствительность прибора и вносит значительную погрешность при контроле плотности жидкости на малых диапазонах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пьезометрический плотномер, содержащий две пьезометрические трубки, погруженные в контролируемую среду на различную глубину, линию подачи сжатого воздуха и измерительную схему с дифманометром,глчхие камеры которого сообщены соответственно с нижней и верхней ньезометрическими трубками. Применение этого прибора ограничено низкой точностью измерения жидкостей, плотность которых изменяется в малых диапазонах (21 .

763742; 2 Ск Ско+ СА"

, Н85 С+ск„. Р Ь 5э

ЬХ = с

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя выполнен верхним и нижним хвостовиками, которые содержат полусферические выступающие пояса, расположенные в цилиндрических направляющих корпуса дифтрансформаторного преобразователя, причем конец нижнего хвостовика сердечника выполнен в виде сферы, свободно лежащей на плоскости жесткого центра мембраны.

На чертеже представлена схема описываемого пневмоэлектрического измерителя плотности.

Две пьезометрические трубки 1 и 2 встроены на различной высоте в резервуар 3, плотность жидкости в котором необходимо контролировать, и соединены соответственно с положитель- 20 ной и отрицательной глухими камерами дифманометра 4. В дифманометре 4 мембрана 5 выполнена вялой и снабжена массивным жестким центром 6.

В качестве упругого элемента в дифманометре используется рессорообраэ. — : ная пружина 7. Эта пружина, обладая повьнаеиной жесткостью=в горизонтальной плоскости, способствует значительному уменьшению перекоса жесткого центра б, вызванного возможностью неравномерного распределения массы жесткого центра относительно вертикальной оси дифманометра 4.

Дифференциально-трансформаторный

35 преобразователь 8 имеет две цилиндрические направляющие 9, в которых с минимальным зазором размещены полусферические выступающие пояса верхнего и нижнего хвостовиков 10 и 11 ферромагнитного сердечника 12. 40

Нижний хвостовик 11 снабжен сферой

13, которая под действием веса сердечника 12 свободно прилегает к плоскости жесткого центра б.

Иневмоэлектрический измеритель плотности работает следующим образом.

Стабилизатором давления 14 через пневматические дроссели 15 и пьеэо-. метрические трубки 1 и 2 устанавливаются одинаковые расходи воздуха.

При этом давлении в положительной и отрицательной камерах дифманометра

4 будут отличаться друг от друга на величину разности гидростатических столбов контролируемой жидкости.

Эта разность гидростатических давлений создает на мембране 5 диф,манометра 4 силу F<, направленную вверх, сверху на мембрану дифманометра бу,дет действовать сила, равная весу Я 45 жесткого центра, а сила F рессоро2к образной пружины 7. Сила где. p — текущее значение плотности контролируемой жидкости;

Н вЂ” высота погружения пьезомет1 рической трубки 1;

Н вЂ” высота погружения пьезомет-

z рической трубки 2, H6 — базовое расстояние между трубками; — плотность контролируемой жидкости, соответствующая началу .предела измерения, ар — изменение плотности контролируемой жидкости;

S — эффективная площадь мембраны 5; с - .жесткость рессорообразной пружины 7 в вертикальной плоскости; величина начального сжатия пружины ;

Ьх - перемещение жесткого центра мембраны от начального положения.

При плотности о контролируемой жидкости мембрана дифманометра находится в нейтральном положении, а

ЭДС, созданная в обмотках катушки дифференциально-трансформаторного преобразователя и снижаемая на вторичнй прибор 16, соответствует начальному уровню выходного сигнала.

При этом должно соблюдаться условие равенства сил, действующих на мембрану,С увеличением плотности контролируемой жидкости увеличивается разность давлений, действующих на мембрану 5 дифманометра 4. усилие от мембраны через жесткий центр б и сферу 13 передается сердечнику 12, дифференциально-трансформаторного преобразователя 8. Под действием этого усилия сердечник 12 перемещается в цилиндрических направляющих 9 диффе. ренциально-трансформаторного преобразователя 8

Перемещение сердечника 12 вызывает разбаланс ЭДС в обмотках катушки дифференциально-трансформаторного преобразователя на величину, прямо пропорциональную изменению плотности контролируемой жидкости.

Настройка измерителя плотности на различные пределы измерения осуществляется изменением базового расстояния . (Н. ) между пьезометрическими 763742

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 6271/36 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, трубками 1 и 2 и расширением или .сужением шкалы вторичного прибора

16 в зависимости от максимальной

ЭДС раэбаланса, соответствующей выбранному диапазону измерения плотности.

Кроме этого, перестройку измерителя плотности на другие пределы измерения можно осуществлять заменой рессорообраэной пружины 7 и жесткого центра 6.

Пневмоэлектрический измеритель плотности, содержащий линию подачи сжатого воздуха, две пьеэометрические трубки, встроенные в резервуар с контролируемой жидкостью на различную глубину, мембранный дифманометр с подпружиненным жестким центром и дифференциально-трансформаторным преобразователем и вторичный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, сердечник дифференциальнотрансФорматорного преобразователя выполнен с верхним и нижним хвостовнками, которые содержат полусферические выступающие пояса, расположенные в цилиндрических направляющих корпуса дифференциально-трансформаторного преобразователя, причем конец нижнего хвостовика сердечника выполнен в виде сферы, свободно лежащей на плоскости жесткого центра мембраны.

Источники информации принятые во внимание при эксйертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2019033/25, кл. G 02 N 9/04, 23 04.74.

2.Авторское свидетельство СССР

20 9 342106, кл. G 01 и 9/26, 1972.