Поплавковый плотномер

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к поплавковым плотнометрам, и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерения. Плотномер содержит тонущий в жидкости поплавок, жестко связанный с дистанционным преобразователем перемещения и с противодействующим устройством, термосопротивление, погружаемое в контролируемую жидкость и включенное в одно из плеч автоматического электронного уравновешенного моста. Он снабжен также параллельно соединенными переменным сопротивлением и резистором, включенным в одно из плеч автоматического электронного уравновешенного моста. Передвижной контакт переменного сопротивления соединен с реверсивным двигателем вторичного прибора с возможностью одновеременного перемещения с его контактом. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2

0% Of) (51)5 С 01 М 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1182334 (21) 4376001/24-25 (22) 25. 12. 87 (46) 30. 07.90. Бюл. Р 28 (75) И.П.Глыбин и В.И.Глыбин (53) 532.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1.182334, кл. G 01 N 9/12, 1983. (54) ПОПЛАВ!(ОВИЙ ПЛОТНОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к поплавковым плотнометрам, и может быть

Использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения. Плотномер содерИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности жидкости в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерений плотности жидкости.

На фиг. 1 изображена общая схема поплавкового плотномера с дистанционным преобразователем перемещения, противодействующим устройством типа рычажно-грузовых весов и вторичным

1 прибором в виде автоматического электронного уравновешенного моста (типа КСМ); на фиг. 2 — электрическая схема плотномера с дистанционным преобразователем перемещения ферродинамического типа (ПФ) и автоматическим электронным уровновешенным мостом; на фиг. 3 — электрическая

2 жит тонущий в жидкости поплавок, жестко связанный с дистанционным преобразователем перемещения и с противодействующим устройством, термосопротивление, погружаемое в контролируемую жидкость и включенное в одно из плеч автоматического электронногб уравновешенного моста. Он снабжен также параллельно соединенными пере" менным сопротивлением и резистором, включенным в одно из плеч автоматического электронного уравновешенного моста . Передвижной контакт переменного сопротивления соединен с реверсивным двигателем вторичного поибора с возможностью одновременного перемеще- ф ния с его контактом. 4 ил.

° схема плотномера с дистанционным преобразователем перемещения сельсинного типа (ПС); на фиг. 4 - электри- >> ческая схема соединения плотномера с р дифференциально-трансформаторным преобразователем перемещения (ПД), с

1ружинным уравновешивающим устройством и автоматическим электронным урановешенным мостом.

Поплавковый плотномер жидкости состоит из поплавка 1 (фиг. 1), подвешенного к нижнему концу троса 2, верхний конец которого связан с пра- ®, вым плечом коромысла 3 рычажных весов, к левому плечу коромысла подве-: М шен с помощью троса груз 4, уравновешивающий тонущий поплавок при минимальной плотности контролируемой жидкости 5 в измерительном диапазоне.

К оси 6 призмы весов прикреплен ры 582075 чаг 7 под углом 90 к коромыслу ве..ов, на котором расположен противодействующий груз 8. Ось призмы весов также соединена с осью 9 рамки ферро5 .динамического дистанционного преобразователя 10 или с осью ротора сельсинного преобразователя ПС при помощи П-образной скобы,11. К автоматическому электронному уравновешенно- ., му мосту 1?, выполняющему функции вторичного прибора, подключены ферродинамический преобразователь ПФ (сельсинный преобразователь ПС или дифФеРенциально-трансформаторнЫй преобразователь ПД)..

Термореэистор 13 погружен в контРолируемую жидкость рядом с поплавком 1.

Устройство плотномера, кроме поплавка и термометра сопротивления, Размещено внутри корпуса 14 для ЗвШиты от механических повреждений, / ля предохранения движущихся элементов устройства: рамки ферродинамического преобразователя, ротора сельСина и рычажных весов, от черезмерных йерегруэок во время нахождения поплавка в воздухе на тросе 2 закреплен упор 15. Последний не доходит до днища корпуса 14 и не создает препятствий нормальной работе устройства, Плотномера, когда поплавок погружен в жидкость.

Рычаг 7 с противодействующим гру- З5 зом 8 расположен вертикально, т.е. угол о = О, а коромысло 3 весов рас положено горизонтально при минимальном значении пгтотности жидкости и ее температуре 20 С. В этом случае рамка 16 (фиг. 2), имеющая несколько десятков витков проволоки, расположена горизонтально, в результате чего магнитный поток, создаваемый обмоткой

17 возбуждения, не пересекает витков проволоки, а ЭДС в рамке равна нулю.

При отклонении плотности жидкости от ее минимального значения моменты, создаваемые подъемной силой поплавка 1, уравновешиваются моментами, создаваемыми грузом 8 (фиг. 1), а рамка 16 (фиг. 2) поворачивается на некоторый угол Ы.. В рамке 16 индуцируется ЭДС, величина Е которой определяется уравнением 55

E = B1rn

uJ где ы - угловая частота питающего тока;

 — амплитудное значение индукции;

1 — активная длина провода рамки, пересекаемая магнитным потоком;

r - средний радиус рамки, . п - число витков рамки; - угол поворота рамки.

При постоянных значениях со, В, 1, r, n величина индуцируемой ЭДС в рамке прямо пропорциональна ее углу поворота а, т.е. е = (a)

При повороте рамки 16 от горизонтальной оси (нейтрали) на 20 о выходная ЭДС .изменяется от Е „„ до Е

ЭДС рамки 16 компенсируется напряжением небаланса, снимаемым с индикаторной диагонали электронного автоматического моста. Разница между ЭДС рамки 16 и напряжением небаланса моста, вызванным изменением плотности жидкости, поступает. на вход электрон-. ного усилителя 18, в котором усиливается и приводит в действие реверсивный двигатель 19. Последний перемещает подвижные контакты 20 реохорда до момента компенсации ° Одновременно реверсивный двигатель 19 перемещает стрелку, 21 моста, шкала которого г, адуирована в единицах плотности жи,,кости при 20 С °

При постоянной концентрации контролируемой жидкости и при изменении ее температуры возникают температурные изменения плотности, которые компенсируются дополнительным изменением напряжения небаланса моста, создаваемым температурными изменениями терморезистора 13, включенного во второе плечо моста, и изменением переменного сопротивления реостатного датчика типа реохорда 22

R, включенного в третье плечо моста (в смежное с плечом терморезистора 13). Например, при неизменной концентрации контролируемой жмдкости, но меньшей по величине от ее максимальной концентрации, при которой осуществлена полная термокомпенсация с помощью терморезистора 13, и при возрастании температуры среды стрелка 21 беэ второй термокомпенсации переместилась бы к верхнему преде5 1 8 лу шкалы на и делений за счет перекомпенсации. Последняя возникает по той же причине, что и для концентраций, отличных от максимальнои концентрации.

В плотномере с двойной термокомпенсацией при тех же условиях стрелка 21 не перемещается при любой концентрации контролируемой жидкости в измерительном диапазоне, так как на эти же и делений она одновременно перемещается в противоположном направлении (к нижнему пределу) в результате действий первой и второй термокомпенсаций.

Плотномеры с применением сельсинного дистанционного преобразователя

ПС (фиг. 3) и дифференциально-трансформаторного преобразователя ПД (Фиг. 4) работают аналогично.

В плотномерах с сельсинным дистанционным преобразователем ПС поворот ротора в измерительном диапазоне такой же величины, как и ферродйнамических преобразователях ПФ, а именно + 20 от нейтральной оси. С целью получения равномерной шкалы плотномера экспериментально устана вливают положение ротора P сельсина, при котором на графике синусоидального выходного напряжения в пределах поворота ротора 20 практически по лучается линейная зависимость выход2075 ного напряжения U от угла o(поворота ротора, U = f(d).

Таким образом, обеспечены показания плотности контролируемой жидкости в измерительном диапазоне вне !

О зависимости от температуры среды, т.е. на шкале плотномера показания приведены к плотности среды при о стандартной температуре 20 С.

При двойной автоматической тер15 мокомпенсации ошибки измерения при любом значении плотности в данном измерительном диапазоне примерно такого же порядка, как ошибки вторичного прибора типа автоматического

20 электронного уравновешенного моста. формула и з о б р е т е н и я

Поплавковый плотномер по авт. св.

N 1182334, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

2 измерений, он снабжен параллельно соединенными переменным сопротивлением и резистором, включенным в од-. но из плеч автоматического электронного уравновешенного моста, при

30 этом передвижной контакт переменного сопротивления соединен с реверсивным двигателем вторичного прибора с возможностью одновременного перемещения с его контактом.

1582075

Фиг.4

Редактор Е.Копча

Заказ 2083 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101

) Составитель В. Каликов

Техред Л.олийнык Корректор И.Иуска