Устройство для измерения плотности жидкости

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее верхний и нижний мембранные датчики, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включённьй в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемейта сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика - с вторьм соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, исключения контакта жидкости в аппарате с атмосферным воздухом и повышения точности измерений при изменениях давления испытуемой среды, сопло повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, а мембранные датчики выполнены в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями , при этом камеры мембран, не контактирующих с измеряемой жидкостью , соединены между собой и подключены к аппарату над уровнем жидкости. to 0 N9 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ 3

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1122922 11 G 01 М 9/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ н nsxopcsovv сеидктильству (21) 3535890/18-25. (22) 10. 01 ° 83 (46) 07. 11. 84. Бюл. 941 (72) Ю.А.Курлянд, Д.Н.Онуфриев, Ю.Д.Култаев, И.Н.Нечепуренко, А.И.Гарькавенко и А.Г. Белоус (53) 548. 137(088.8) (56) 1. Глыбин И.П. Автоматические плотномеры. Киев, "Техника", 1965, с.99. . 2. Пневматическое устройство на элементах УСЭППД. "Химическое машиностроение". N- 17, 1973, с.101.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке -2993378/18-25, кл. С 01 N .9/26, 1980. (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее верхний и. нижний мембранные датчики, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включенный в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой злемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика — с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, исключения контакта жидкости в аппарате с атмосферным воздухом и повышения точности измерений при изменениях давления испытуемой среды, сопло повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, I а мембранные датчики выполнены в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями, при этом камеры мембран, не контактирующих с измеряемой жидкос- g тью, соединены между собой и подключены к аппарату над уровнем жидкости.

)saaL

Ф 11229

Изобретение относится к пневматическим устройствам измерения плотности кристаллизующихся жидкостей, суспензий в техноЛогических аппаратах химической, микробиологической

5 и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения плотности жидкости, в котором в качестве датчиков давления использованы разделительные устройства с эластичны-,10 ми тонкими перегородками в форме мешков, заполненных рабочей жидкостью, и соединенных трубками с кольцевым дифманометром. Для смещения нижнего предела измерения таких устройств до или выше значения плотности воды к кольцу дифманометра крепят дополнительный грУз, создающий постоянный противодействующий момент Г1 J.

Недостатками данного устройства являются увеличение погрешности при изменении температуры рабочей жидкости в разделительных устройствах, а также увеличение отрицательного сигнала давления, поступающего на вторичный прибор при сливе из аппарата контролируемой жидкости..

Известно также устройство для измерения плотности, содержащее верхний и нижний датчики давления, соединенные с управляющими камерами элемента сравнения, выход которого соединен с измерительным прибором, и повторитель со сдвигом. В результа- те такого соединения элементов получают возможность устанавливать требуемый предел измерения и соответствующие его началу и концу давления выхода, соответственно равные

0,2 кгс/см и 1,0 кгс/см, при этом давление на выходе устройства пропорционально измеряемому перепаду давления. Данное устройство исключает также влияние температуры на точность измерения и отрицательного 45 сигнала давления, поступающего на вторичный прибор при сливе из аппарата контролируемой жидкости P2 ), Недостатком этого устройства яв- ляется низкая точность измерения при перепаде давлений от 0 до

300 мм вод.ст., так как стабильная работа устройства наблюдается при перепаде давления от 600 мм вод.ст.

Наиболее близким к описываемому устройству является устройство для измерения плотности жидкости со- . держащее верхний и нижний мембранные

22 2 датчики компенсационного типа, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включенный в линию, соединяющую выход верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения, а выход нижнего мембранного датчика дополнительно соединен с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора. Преимуществами этого устройства являются защита измерительного прибора от перегрузки и повышение надежности и точности измерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под разрежением. Недостатками известного устройства являются невозможность измерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под избыточным давлением выше давления воздуха КИП (О, 14 МПа), необходимость подвода воздуха в аппарат, что особенно вредно при работе аппарата под вакуумом, а также нежелательный контакт жидкости в аппарате с атмосферным воздухом, и существенные погрешности измерения при изменении давления в аппарате, обусловленные изменением перепада давления на дросселях, а следовательно, и расхода воздуха, подаваемого на измерительные сопла мембранных датчиков и элементы устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерений при изменениях давления испытуемой среды.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем верхний и нижний мембранные датчики, элемент сравнения, повторитель со сдвигом, включенный в линию, соединяюшую выхол верхнего мембранного датчика с управляющей камерой элемента сравнения, с минусовой камерой измерительного прибора и первым соплом элемента сравнения а выход нижнего мембранного датчика — с вторым соплом элемента сравнения, причем сопловые камеры элемента сравнения соединены с плюсовой камерой измерительного прибора, сопло.повторителя со сдвигом соединено с атмосферой, а мембранные датчики выполнены в виде двух20

3 11229 мембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями, при этом камеры мембран, неконтактирующих с измеряемой жидкостью, соединены между собой и подключены к аппа5 рату, над уровнем жидкости.

В этом случае величина давления воздуха для питания пневмосиловых преобразователей мембранных датчиков не зависит от давления в аппарате, а изменение последнего не увеличивает погрешность измерения плотности жидкости. Кроме того, импульсные .пневматические линии устройства не сообщаются с аппаратом.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из верхнего .и нижнего датчиков, .выполненных в виде двухмембранных измерительных блоков 1 и 2 с пневмосиловыми преобразователями 3 и 4. Камеры 5 и 6 мембран, не контактирующих с измеряемой жидкостью, соединены между собой и подключены к аппарату над уровнем жидкости.

Редуктор давления 7 и манометр

8 включены в линию питания воздухом пневмосиловых преобразователей 3 и 4, а редуктор давления 9 и манометр

10 — в линию питания пневматического повторителя 11 со сдвигом.

Выход пневмосилового преобразователя 3 верхнего датчика соединен со входом пневматического повторителя 11 со сдвигом, сопла которого соединено с атмосферой. Выход пневмоповторителя 11 соединен с линией питания воздухом через дроссель

12, с управляющей камерой и соплом элемента 13 сравнения с минусовой камерой дифманометра 14. Выход пневмосилового преобразователя 4 нижнего датчика соединен с другой управляющей камерой и соплом элемента 13 сравнения, оба выхода которого сое- 45 динены между собой и плюсовой камерой дифманометра 14.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии уровня жидкости над верхним датчиком (давление на выходе пневмосилового преобразователя 3 равно 0,2 кгс/cd на повторителе 11 устанавливают сдвиг выходного сигнала (давления) в сторону увеличения на величину

Н о кгс/см

22 4 где Н вЂ” измерительная база устройства,м;

Ъ вЂ” верхний предел измерителя датчиков, м;

p — выбранное значение нижнего предела диапазона измерения плотности жидкости кг/мз. рп — плотность воды, кr/мз, Это обеспечивает измерение плотности жидкости в диапазоне изменения плотности выше Рр с повьппенной точностью. При этом сигнал с выхода повторителя 11 поступает в минусовую камеру дифманометра 14 и одновременно перемещает подвижную мембранную систему элемента

13 сравнения таким образом, что этот же сигнал через сопло и один из выходов элемента 13 сравнения поступает в плюсовую камеру дифманометра 14. Перепад давления на дифманометре в этом случае равен нулю. Такое состояние сохраняется при отсутствии контролируемой жидкости в аппарате, защищая дифманометр от перегрузки со стороны минусового сигнала. При изменении плотности жидкости вьппе нижнеro значения диапазона измерения двухмембранные измерительные блоки

1 и 2 верхнего и нижнего датчиков воздействуют на соответствующие пневмосиловые преобразователи

3 и 4, на выходе которых сигналы увеличиваются пропорционально изменениям гидростатического давления на мембраны измерительных блоКоВ 1 и 2, контактирующие с измеряемой жидкостью. Давление на выходе преобразователя 3 верхнего датчика становится больше давления, поступающего на элемент сравнения 13 с выхода пневмоповторителя 11. Подвижная мембранная система элемента 13 сравнения перемещается в сторону приложения меньшего давления, перекрывает сопло, соединенное с выходом повторителя 11 и открывает сопло, соединенное с выходом преобразователя 4 нижнего датчика. При этом сигнал с выхода повторителя 11 продолжает поступать в минусовую камеру дифманометра 14. Выходной сигнал преобразователя 4 нижнего датчика через сопловую камеру элемента !3 сравнения и его второй выход поступает в плюсовую камеру дифманометра

1122922

14ФЛа

ВЯИИПК Зажав 8128/34 Тираж 822 Подписное филиал ППП "Патеит", г. загород, ул.Проектная,4

14, выход которого выдает сигнап про порциональный перепаду давлений или измеряемой плотности жидкости.

Изменения .давления в аппарате одновременно воздействуют как на находящуюся в нем жидкость, а следовательно, и на контактирующие с ней мембраны измерителей 1 и 2, так и на неконтактирующие с ней мембраны этих измерителей. Двухмембранные измерительные блоки 1 и 2 при этом не изменяют своего положения, не воздействуюг на соответствующие преобразователи 3 и 4 верхнего и нижнего датчиков, а следовательно, и на их выходные сигналы, что значительно повышает точность измерения.

Выполнение верхнего и нижнего датчиков в виде двухмембранных измерительных блоков с пневмосиловыми преобразователями исключает необходи-

5 мость подвода воздуха для питания датчиков непосредственно в измерительный блок, позволяет отключить сопло повторителя со сдвигом от датчиков и соединить его с атмосфе1О рои, что обеспечивает возможность измерения плотности жидкости в аппаратах, находящихся под вакуумом; атмосферным или избыточным давлением, исключает подвод воздуха в аппарат и контакт его с находящейся в нем жидкостью, исключает влияние изменений давления в аппарате на работу повторителя со сдвигом, а следовательно, и на точность измерений.