Пьезометрический плотномер

 

1. ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР , содержащий проточный сосуд постоянного уровня, пьезометрическую трубку, преобразователь, включашций в себя релейный элемент с отрицательной обратной связью, пневмоемкость, переменный и постоянный дроссели, усилитель мощности, соединенный с вторичным прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений , преобразователь дополнительно снабжен пневматическим пульсирующим сопротивлением, при этом выход релей ного элемента подключен к камере управления пульсирующего пневматического сопротивления, через усилитель мощности - к вторичнс 4у прибору и через постоянный дроссель - к входу пульсирующего пневматического сопротивления, выход которого соединен через переменный дроссель с пьезометрической трубкой, а пневмоемкость подключена к камере пневматического пульсирующего сопротивления , соединенной с входом релейного элемента. 00 ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 01 N 9 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3524237/18-25 (22) 24.12.82 (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) М.М. Мордасов и A.B. Трофимов (71) Тамбовский институт химического машиностроения (53) 539.137 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 493702, кл. G 01 N 9/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9,641317, кл. G 01 N 9/18, 1979 (прототип). (54 ) (57, ) 1. ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛОТНОМЕР, содержащий проточный сосуд постоянного уровня, пьеэометрическую трубку, преобразователь, включаниций в себя релейный элемент с отрицательной обратной связью, пневмоемкость, переменный и постоян„,ЯО„„Х078279 A ный дроссели, усилитель мощности, соединенный с вторичным прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, преобразователь дополнительно снабжен пневматическим пульсирующим сопротивлением, при этом выход релейного элемента подключен к камере управления пульсирующего пневматического сопротивления, через усилитель мощности — к вторичному прибору и через постоянный дроссель — к входу пульсирующего пневматического сопротивления, выход которого соединен через переменный дроссель с пьезометрической трубкой, а пневмоемкость подключена к камере пневма- е тического пульсирующего сопротивления,соединенной с входом релейного элемента.

1078279

2. Плотномер по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что релейный элемент выполнен в виде двухпозиционрегулятора с настраи аеэоной нечувствительносного мой ти. номере, содержащем проточный сосуд постоянного уровня, пьезометрическую трубку, преобразователь, включающий в себя релейный элемент с отрицательной обратной связью,пневмоемкость, переменный и постоянный дроссели, усилитель мощности, соедиИзобретение относится к приборостроению, в частности к пневматическим измерителям плотности жидких сред, и может найти применение для измерения плотности в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения плотности жидкости, содержащее пневматический преобразователь, выполненный в виде релейного элемента, включенного по схеме отрицания с отрицательной обратной связью, сосуд с постоянным уровнем, колокол и регистратор 113.

Недостатком данного устройства является то, что при измерении плотности загрязненных жидкостей, а также жидкостей, склонных к кристаллизации, на внутренней поверхности колокола, в частности сиропов и суспензий, происходит изменение внутреннего объема колокола, а поэтому точность и воспроиэводимость показаний уменьшается.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пневмометрический плотномер, содержащий проточный сосуд постоянного уровня, релейный элемент с отрицательной обратной связью, пьезометрическую трубку, пневмоемкость, переменный и постоянный дроссели, усилитель мощности, соединенный с вторичным прибором (2 3.

Недостатком известного устройства для измерения плотности является то, что в процессе работы устройства .газ будет проходить через оба дросселя (постоянный и переменный) при заполнении и разгрузке пневмоемкости, установленной в цепи отрицательной обратной связи. При разгрузке давление из пневмоемкости стравливается тем быстрее, чем меньше давление в пьезометрической трубке, которое является функцией плотности, и чем больше проводимость постоянного дросселя.Расход газа через постоянный дроссель не несет информации о контролируемом параметре и отрицательно влияет на точность измерений. ления пульсирующего пневматического сопротивления, через усилитель мощности — к вторичному прибору и через постоянный дроссель — к входу пульсирующего пневматического сопротив15 ления, выход которого соединен через переменный дроссель с пьеэометрической трубкой, а пневмоемкость

2ц подключена к камере пневматического пульсирующего сопротивления, соединенной с входом релейного элемента, причем релейный элемент выполнен в виде двухпозиционного регулятора с

25 настраиваемой зоной нечувствительности.

На чертеже изображена схема пьезометрического плотномера.

Пьезометрический плотномер соЗО держи „:,елейный элемент 1, выход которого срединен через усилитель

2 мощности с вторичным прибором (не показан ) и с камерой 3 пневматического пульсирующего сопротивления

35 4. Вход пульсирующего сопротивления 4 соединен через постоянный дроссель 5 с выходом релейного элемента 1. Камера 6 пульсирующего сопротивления 4 соединена с пнев40 моемкостью 7 и с входом релейного элемента 1. Выход (камера 8) пульсирующего сопротивления 4 через переменный дроссель 9 соединен с пьезометрической трубкой 10, погру45 женной в жидкость, находящуюся проточном сосуде с постоянным уровнем (не показан), Принцип работы пьезометрического плотномера заключается в том,что

50 процессы заполнения и разгрузки пневмоемкости 7 осуществляются раздельно. При этом

К .40 К2=0 если Ро =1и

К = О К 4 ОО, если Р = О, 1

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в пьезометрическом плот55 ненный с вторичным прибором, преобразователь дополнительно снабжен пневматическим пульсирующим сопротивлением, при этом выход релейного элемента подключен к камере управ1078279

ВНИИПИ Заказ 935/35 Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 где К и К вЂ” проводимости постоянного 5 и переменного

9 дросселей соответственно;

Р— давление на выходе релейного элемента 1.

При соединении емкости 7 через дроссель 5 с выходом релейного элемента 1 происходит ее заполнение от давления Р до Р, устанавливаемых соответствующимй настроечными элементами (задатчиками) в конструкции релейного элемента. Время заполнения пневмоемкости 7 от давления P„ mo P> является постоянной величйной, т.е. независящей от

15 плотности контролируемой жидкости, После достижения давлением в пневмоемкости 7 значения Р> начинается процесс разгрузки посредством соединения пневмоемкости 7 через 20 переменный дроссель с пьезометрической трубкой 10. Время разгрузки пневмоемкости 7 от давления Р> до P„ зависит от гидростатического давления, т.е. при постоянном уровне — от плотности жидкости р.

Пьезометрический плотномер работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени на выходе релейного элемента 1 будет давление P = 1. Это давление поступает через усилитель 2 мощности на вход вторичного прибора, в камеру 3 управления пневматическим пульсирующим сопротивлением 4 и через постоянный дроссель 5

35 на вход пульсирующего сопротивления

4. Под действием давления Ра = 1 мембранный блок пульсирующего сопро тивления 4 перемещается вниз, соединяя при этом вход с камерой 6, 40 пневмоемкостью 7 и с входом релейного элемента 1. В общем объеме, состоящем из камеры б, пневмоемкости 7 и соединительного объема (объем соединительных трубок), начинает 45 расти давление Р . Время, в течение которого давление РЧ в общем объеме

V увеличивается от значения Р до

Р2 (P> — верхний предел срабатывания, а Р 1 - нижний предел срабатывания 50 релейного элемента) при входном давлении Рд = 1, определяется уравнением где с = Ч/ЙТК„ — постоянная инерционного звена (дроссель 5, общий объем

Ч), где Ч вЂ” общий объем, R — газовая. постоянная, Т вЂ” температура.

Время Ф1 = солМ и определяется как видно из полученной формулы, значениями постоянной времени г уровнями давлений срабатывания релейного элемента.

Как только давление в общем объеме V достигнет значения Р, произойдет переключение релейного элемента 1 и на его выходе будет сигнал нулевого уровня, т.е. P0 = 0;

Под действием подпора пульсирующее сопротивление 4 переключателя соединяет общий объем Ч через дроссель

9 с проводимостью К с пьеэометрической трубкой 10.

После переключения пульсирующего сопротивления начинается разгрузка емкости Ч от давления Р до Р при

1 сообщении с измерительной трубкой, давление в которой P t = р g h где

P< — гидростатическое давление, р — ускорение свободного падения, h — уровень жидкости. Время разгрузки общего объема Ч„ определяется формулой где = V 1/RTKg- постоянная времени, Ч = V + V — объем глухой

Г пневматической камерыу Ч вЂ” объем камеры 8.

После достижения давлечием в общем объеме значения Р„произойдет обратное переключ ние релейного элемента 1, при котором íà его выходе вновь появится сигнал единичного уровня, т.е. Po = 1. Вновь начинается процесс заполнения общего объема сжатым воздухом, который происходит аналогично рассмотренному.

На выходе предложенного пьезометрического пло номера будет последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых . является функцией плотности контролируемой жидкости.

Применение в схеме предлагаемого плотномера пульсирующего пневматического сопротивления позволяет исключить влияние соотношения проводимостей постоянного и переменного сопротивлений на результат измерений, что повышает точность и надежность измерений. Введение в конструкцию релейного элемента в виде двухпозиционного регулятора с настраиваемой зоной нечувствительности дает воэможность независимой настройки давлений срабатывания, что позволяет воздействовать на частоту выходного сигнала.