Устройство для измерения физических параметров жидких сред

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскин

Социапистичвскик рвс ублик iu934357 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 25.09.80 (21) 2988628/25-28 с присоединением заявки М (26) Приоритет

Опубликовано 07.0б.82 ° Бюллетень М 21 (5 I ) NL. Кл.

G 01 и 29/02 фйнударетеенный комнтет

СССР ав денем нзееретеннй н юткрмтнй (53) УЙК 534.232 (088.8) Дата опубликования описания 07.06.82

Б.д. Белинский, Б.Ф. НоздРев, Е.П. Тетерин л и Н.Д. Чекунова .1

Е

f з .

I ! в

Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель з <

t i с. (54) УСТРОЙСТ80 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ

ПАРАИЕТР08 ЖИДКИХ СРЕД

- .кз

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля физических параметров жидкостей, их смесей и растворов.

Известно устройство для определения скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвуковых волн, диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь

1О и коэффициента динамической вязкос. ти жидкости, содержащее цилиндрический сосуд высокого давления со штуцерами, в котором размещены пьезопреобразовательр поршень-отражатель и nel5 реходник, электрически соединенный с пьезопреобразователем. Измерения осуществляются при повороте устройства на !80 в вертикальное положение его ocu l 1.3. 20

Недостатки устройства - невозможность определения таких важных физических характеристик жидкости, ка" кими являются температура, давление, плотность, низкая производительность и точность измерений. Производитель- ность измерений ограничена необходимостью поворота устройства в вертикальное положение, точность измерений — началом движения поршня вниз под действием сил тяжести, прежде чем устройство занимает строго вертикальное положение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения акустических параметров жидких сред, содержащее цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления с входными штуцерами, внутри которого установлен с зазором электрически изолированный от него измерительный цилиндр с пьезопреобразователем, тензопреобразователем и с поршнем-отражателем, вмонтированный со стороны пьезопреобразователя переходник, электроды которого соединены соответственно с пьезопреобразователем, 4357 ф

40

55

3 93 тейзопреобразователем и измерительным цилиндром. Поршень-отражатель, измерительный цилиндр и цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления изготовлены из металла (2).

Недостатками устройства являются невозможность определения плотности жидкости, низкая производительность и точность. измерения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности определения плотности жидкости, а также повышения точности измерения ,параметров и повышение производительности измерений.

Для достижения поставленной цели устройство для измерения физических параметров жидких сред, содер жащее цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления с входными штуцерами, внутри которого установлен с зазором электрически изолированный. от него измерительный цилиндр с пьезопреобраэователем, тензопреобразователем и с поршнем-отражателем, вмонтированный со стороны пьезопреобразовател переходник, электроды которого соединены соответственно с пьезопреобразователем, тензопреобразователем и измерительным цилиндром, снабжено установленным на цилиндрическом термостатируемом сосуде соленоидом, поршень-отражатель выполнен из ферромагнитного материала, а цилиндрический термостатируемый сосуд и измерительный цилиндр — из немагнитного материала.

Поршень-отражатель снабжен стабилизатором положения.

На чертеже изображено устройство для измерения физических параметров жидких сред.

Устройство содержит цилиндрический термостатируемый сосуд 1 высокого давления, термопару 2, кожух 3 с входными штуцерами 4, соединяющими внутреннюю полость цилиндрического . термостатируемого сосуда с аппаратурой создания высокого давления (не показана). Внутри цилиндрического термостатируемого сосуда 1 высокого давления помещен в зазором измерительный цилиндр 5, в котором находится поршень-отражатель 6 со стабилизатором 7, пьезопреобразователь

8, стакан 9 с отверстиями, обеспечивающими попадание контролируемой жидкой среды в его внутреннюю по$

S0 лость, переходник 10, имеющий три электроввода 11 для соединения с пьезопреобраэователем 8, измерительным цилиндром 5 и тензометрическим преобразователем 12. Кольца 13 и 14, шайба 15 и винт 16 обеспечивают герметизацию внутренней полости цилиндрического сосуда 1 высокого давления, На кожухе 3 расположен соленоид 17, имеются патрубки 18 для соединения устройства с ультратермостатом.

Устройство работает следующим образом.

На пьезопреобразователь 8 подаются определенной частоты радиоимпульсы, которые преобразуются в ультразвуковые колебания. Ими обучается контролируемая жидкая среда. Ультразвуковые колебания доходят до полированной поверхности торца поршня-отражателя 6, отражаются, вновь попадают на пьезопреобразователь 8, где преобразуются в электрические сигналы, которые подаются на радиоизмерительную аппаратуру (не показана). Коэффициент поглощения, скорость распространения ультразвуковых колебаний и динамический коэффициент сдвиговой вязкости определяют по изменению амплитуды ультразвуковых колебаний, времени их задержки, скорости изменения времени задержки и длины пути поршня-отражателя 6.

Диэлектрическую проницаемость устанавливают с учетом значений емкости цилиндрического конденсатора, высоты коаксиальных цилиндров, радиуса отверстия цилиндрического термостатируемого сосуда 1 высокого давления, радиуса измерительного цилиндра 5 и диэлектрической проницаемости вакуума. Тангенс угла диэлектрических no" терь определяют по значению параметров цилиндрического конденсатора, образованного измерительным цилиндром 5 и цилиндрическим термостатируемым сосудом 1 высокого давления. Давление жидкой среды устанавливают по величине изменения сопротивления тензометрического преобразователя 12, а по величине термоэлектродвижущей силы термопары 2 судят о температуре среды. Плотность контролируемой жидкой среды определяют по величине силы тока соленоида 17 в момент равновесного состояния поршня-отражателя 6 в жидкой среде с учетом силы тока соленоида 17 при тех же услови934357 ях, в эталонной среде, плотности поршня-отражателя и плотности эталонной жидкой среды.

Положительный эффект предлагаемого устройства заключающийся в обеспечении определения одной из важнейших физических характеристик жидкой среды какой является ее плотность, в одновременности определения основных физических характеристик среды, о в повышении точности и производительности измерений, достигается введением в устройство соленоида, сердечником которого является поршень-отражатель, использованием в качестве 1s датчика начала измерений системы: пьезопреобразователь — поршень-отражатель - соленоид.

Формула изобретения

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Устройство для измерения физических параметров жидких сред, содержащее цилиндрический термостатируемый сосуд высокого давления с входными штуцерами, внутри которого установлен с зазором электрически изолированный от него измерительный цилиндр с пьезопреобразователем, тензопреобразователем и с йоршнем-отражателем, вмонтированный со стороны пьезопреобразователя переходник, электроды которого соединены соответственно с пьезопреобразователем, тензопреобразователем и измерительным цилиндром, о т л и-ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения воэможности определения плотности жидкости, а также повышения точности измерения параметров и повышения производительности измерений, оно снабжено установленным на цилиндрическом термостатируемом сосуде соле-. ноидом, поршень-отражатель выполнен из ферромагнитного материала, а цилиндрический термостатируемый сосуд и измерительный цулиндр — из немаг нитного материала.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поршень-отражатель снабжен стабилизатором попожения.

1. Авторское свидетельство СССР

N 135080, кл. В 01 J 3/00, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР и 397836, кл. G 01 N 29/02, 1972 (прототип).