SU651231A1

SU651231A1 - Liquid media density measuring device

Info

Publication number: SU651231A1
Application number: SU762409367A
Authority: SU
Inventors: Михаил Павлович Кулик; Евгений Павлович Пистун; Тадей Станиславович Подольский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8296
Priority date: 1976-10-04
Filing date: 1976-10-04
Publication date: 1979-03-05

Description

tt

Изобретение относитс к контрольноизмерительным устройствам дл измерени плотности жидких сред. Оно может примен тьс в качестве анализатора состава жидких сред в системах автматического регулировани и оперативного контрол технологическими прюцес- сами в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности.This invention relates to reference measurement devices for measuring the density of liquid media. It can be used as an analyzer for the composition of liquid media in systems of automatic regulation and on-line control of technological processes in the chemical, petrochemical, and other industries.

Известен поплавковый плотномер дл измерени плотности однородных жидкостей . Принцип его действи заключаетс в определени глубины погружени поплавка посто нного веса в контролруемую срецу 1 .A float density meter is known for measuring the density of homogeneous liquids. Its principle of action is to determine the depth of the float of constant weight in controlled sretsu 1.

При измерении плотности растворов полимеров, обладающих высокой адгезией , из-за невозможности поддерживать вес поплавка посто нным, значительно снижаетс точность измерени .When measuring the density of polymer solutions with high adhesion, due to the inability to maintain the weight of the float constant, the measurement accuracy is significantly reduced.

Известен также пневмометрический плотномер с проточным датчиком типа КМ. Принцип его действи основан на измерении перепада павлений, создаваемом в пневмометр1гческих трубках, погруженных в контролируемую и эталонную жидкости .Also known pneumometric densitometer with flow sensor type KM. The principle of its operation is based on the measurement of the drop in fluxes created in pneumometric tubes, immersed in a controlled and reference fluid.

Известное устройство не примеш1мо цл измерени плошости растворов лолик еров непосредственно в технологическом процессе. Это св зано с невозможностью сброса прокачиваемого впэ.духа в атмосф1фу или в емкость с посто нным давлением.The known device is not imparted by the measurement of the density of the solutions of the liquors directly in the technological process. This is due to the impossibility of discharge of pumped air into the atmosphere or into the container with constant pressure.

Наиболее близким по технической -сущности вл етс устройство дл иэмерени плотности газов и жидкостей. Оно состоит из измерительного пневматического (гидравлического) моста, задатчкка посто нного расхода и регистрирующего прибора. Измерительный мост состоит из турбулентных пневматических (гидравлических) сопрот}шлений (дросселей), которых в противоположных плечах моста равны, а в смежных - различны по величине. Регистрирующий прибор подключен к диагонали моста 3J .The closest in technical content is a device for measuring the density of gases and liquids. It consists of a measuring pneumatic (hydraulic) bridge, a constant flow gauge, and a recording instrument. The measuring bridge consists of turbulent pneumatic (hydraulic) resistances (chokes), which are equal in the opposite arms of the bridge, and are different in adjacent ones. The recording device is connected to a 3J bridge diagonal.

Принцип его действи заключаетс в измерении перепада давлени в диагонали моста, вызваннс1Го изменением пневк1 тичесхого (гидравлического) сопротивле ни -дросселей при изменении плотности контролируемой среды.Its principle of action is to measure the pressure drop in the diagonal of the bridge, caused by a change in the pneumatic (hydraulic) resistance of the chokes when the density of the controlled medium changes.

Недостатком устройства вл етс недостаточно высока точность измерений , обусловленна неполной компенсацией вли ни в зкости на результат измерени при протекании газов или жидкостей по цилиндрическим каналам, соедин ющим турбулентные дроссели. Кроме того, известное устройство имеет невысокую чувствительность при измерении плотности двухкомпоне тных смесей, компоненты которых незначително отличаютс друг от друга по плотности . Уто выражаетс в,том, что при изменении плотности одного из компонентов от минимального до максимапь- кого значени / выходной сигнал, соответствующий этому изменению, находитс на фоне сигнала, соответствующего плотности пругого компонента. Поэтому при измере1ши концентррции одного из компнентов по плотности их смеси обычно используетс небольшой диапазон измерени (перемещение стрелки регистрирующего прибора).The drawback of the device is that the measurement accuracy is not high enough due to the incomplete compensation of the effect of viscosity on the measurement result when gases or liquids flow through cylindrical channels connecting the turbulent throttles. In addition, the known device has a low sensitivity in measuring the density of two-component mixtures, the components of which differ slightly from each other in density. This is expressed in that when the density of one of the components changes from minimum to maximum value / the output signal corresponding to this change is against the background of the signal corresponding to the density of the other component. Therefore, when measuring the concentration of one of the components by the density of their mixture, a small measuring range is usually used (movement of the recording instrument).

Цель предлагаемого изобретени повышение точности и чувствительности измерений.The purpose of the present invention is to improve the accuracy and sensitivity of measurements.

Она достигаетс тем, что гидравлический мост выполнен в виде проточной полости, разделенной двум горизонтальными перегородками на три части, причем средн часть полости разделена на две равные камеры, имеющие вход- -нее и выходное отверсти разных диаметров , при этом диаметр входного отверсти первой камеры равен диаметру выходного отверсти второй камеры, а диаметр входного отверсти второй камеры равен диаметру выходного отверсти первой камеры, обе камеры подсоединены к дифманометру, а между первой камерой и цифманометром установлен блок компенсации балластного давлени .It is achieved by the fact that the hydraulic bridge is made in the form of a flow cavity divided by two horizontal partitions into three parts, with the middle part of the cavity divided into two equal chambers having the entrance and the outlet of different diameters, while the diameter of the inlet of the first chamber is the diameter of the outlet of the second chamber, and the diameter of the inlet of the second chamber is equal to the diameter of the outlet of the first chamber, both chambers are connected to a differential pressure gauge, and between the first chamber and the digital meter a detecting unit ballast pressure compensation.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.The drawing shows a General view of the proposed device.

Предлагаемое устрюйство состоит из задатчика 1 посто нного расхода, гидравлического измерительного моста 2, дифманометрического преобразовател 3, регистрирующего прибора 4. Гидравлический измерительный мост 2The proposed device consists of a constant flow setting device 1, a hydraulic measuring bridge 2, a differential pressure transmitter 3, a recording device 4. A hydraulic measuring bridge 2

представл ет собой пр моугольную полость 5, разцеленную перегородками 6 и 7 на три части. Обе перегородки имеют отверсти 8 и 9 малого оиамет- ра и отверсти 10 и 11 большого диаметра . Средн часть полости раздел етс дополнительной перегородкой 12, размещенной перпендикул рно к перегородкам 6 и 7, на плюсовую и минусовуюis a rectangular cavity 5, divided by partitions 6 and 7 into three parts. Both partitions have holes 8 and 9 of small diameter and holes 10 and 11 of large diameter. The middle part of the cavity is divided by an additional partition 12, placed perpendicular to the partitions 6 and 7, into a plus and a minus.

меж дроссельные камеры 13 и 14. Отверсти 8 и 9 малого диаметра и отверсти 10 и 11 большого диаметра вл ютс турбулентными дроссел ми и образуют измерительный мост, причем диаметрь дросселей в противоположных плечах моста равны, а в смежных .- различны по величине. В импульсную линию, соедин ющую плюсовую междроссельную камеру 14 гидравлического моста и минусовую камеру дифманометрического преобразовател 3, включен вентиль 15. В импульсную линию, соедин ющую плюсовую междроссельную камеру 13 с плюсовой камерой дифманометрического преобразовател 3, вентиль 16 и блок 17 компенсации балластного давлени . Блок 17 выполнен в виде разделительного сосуда с раздел ющим элементом - сильфономbetween the throttle chambers 13 and 14. The small-diameter holes 8 and 9 and the large-diameter holes 10 and 11 are turbulent throttles and form a measuring bridge, with the diameter of the throttles in the opposite arms of the bridge being equal, and in the adjacent .- are different in size. A valve 15 is connected to the impulse line connecting the positive inter-throttle chamber 14 of the hydraulic bridge and the minus chamber of the differential pressure transmitter 3. The impulse line connecting the positive inter-throttling camera 13 to the positive pressure regulator chamber 3, valve 16 and the ballast pressure compensation unit 17. The block 17 is made in the form of a separating vessel with a separating element - bellows.

18, поджимной пружиной 19 и подстроечным винтом 20. Полости сосуда сообщены между |робой, на линии св зи имеетс вентиль 21. Плюсова и минусова камеры дифманометрического преобра- зовател 3 также св заны между собой , на линии св зи расположен усрец- нительный вентиль 22.18, the pressing spring 19 and the trimmer screw 20. Cavities of the vessel are in communication between | a valve 21. There is a valve 21 on the communication line. The plus and minus chambers of the differential pressure converter 3 are also interconnected, and there is an obstruction valve 22 on the communication line. .

Контролируемый раствор при помощи задатчика 1 посто нного расхода не-Controlled solution using a constant flow setting device 1

прерывно прокачиваетс через пр моугольную полость 5. Исследуема среда проходит через отверсти 8 и 10 малого и большого диаметра, заполн ет плюсовую и минусовую междроссельныо камеры 13 и 14, и через отверсти 9 н 11 малого и большого диаметра попадает в линию сброса. Отверсти 8, 9, 10 н 11 вл ютс турбулентными и образуют гидравлический измерительный мост с размещением в смежных плечах дросселей разного, а в противоположных - дросселей одинакового диаметра. Перепад давлени между плюсовой и минусовой междроссельнымн камерами 13 и 14 св зан с плотностью контролируемой среды одиозначнпй зэвисимостью . в том случае, когда исследуема среца вл етс двухкомпонент565is continuously pumped through the rectangular cavity 5. The test medium passes through the openings 8 and 10 of small and large diameter, fills the plus and minus intercranial chambers 13 and 14, and through the openings 9 n 11 of small and large diameter falls into the discharge line. Holes 8, 9, 10 and 11 are turbulent and form a hydraulic measuring bridge with different chokes in the adjacent arms, and chokes of the same diameter in opposite arms. The pressure difference between the positive and negative inter-throttling chambers 13 and 14 is associated with the density of the controlled medium of the same meaning. in the case when the test sample is a two component565

ной смесью, ее плотность фу 1кциональн( св зана с содержанием (кощентрацней) оцного иэ компоне}1тов в смеси при посто нном количестве tipyroro компонента . При этом плотность смеси будет мен тьс от некоторого минимального цо некоторого максимального значени . Минимальное значение перепаца давлений в меж дроссельных камерах 13 и14 определ етс параметрами гидрав- ического моста, плотностью основного компонента.mixture, its density is 1 циональн of the mixture (associated with the content (koscentrny) ss In component) 1 tons in the mixture with a constant amount of tipyroro component. At the same time the density of the mixture will vary from a certain minimum value of some maximum value. The minimum value of the pressure factor between throttle chambers 13 and 14 are determined by the parameters of the hydraulic bridge, the density of the main component.

При прокачивании через полость 5 одного из компонентов (растворител ) в междроссельных камерах 13 и 14 возникают давлени , разность которых пропорциональна плотности этого компонента . Эта разность давлений воспринимаетс дифманометрическим преобразователем 3. При этом давление в межцроссельной камере 13 больше давлени в междроссельной камере 14. При помощи блока 17 компенсации балластного давлени , посредством сильфона 18, поджимной пружины 19 и подстроечного винта 2 О выравниваетс давление в плюсовой и минусовой камерах дифма- нометрическоги преобразовател 3. Стрека регистрирующего прибора 4 при этом находитс в начальном (нулевом) положе ши, С постепенным увеличением содержани другого компонента будет увеличиватьс разность давлений в междроссельных камерах 13 и 14 и, следовательно , будет расти выходной сигнал цифманометрического преобразовател 3, фиксируемый регистрирующим прибором 4. Ввиду того, что дифмано- метрический преобразователь 3 настроен на перепад, соответствующий всему диапазону изменени плотности смеси, при наличии компенсации балластного давлени , этому же изменению плотности соответствует максимально возможн перемещение стрелки регистрирующего прибора. Таким образом, значительно повышаетс чувствительность измерений по плотности, а значит и по концентрации .When pumping through the cavity 5 of one of the components (solvent) in the inter-throttle chambers 13 and 14, pressures arise, the difference of which is proportional to the density of this component. This pressure difference is sensed by the differential pressure transducer 3. In this case, the pressure in the cross-choke chamber 13 is greater than the pressure in the inter-choke chamber 14. With the help of the ballast-pressure compensation unit 17, the bellows 18, the compression spring 19 and the trim screw 2 O are equalized - nonmetric converter 3. In this case the string of the recording device 4 is in the initial (zero) position. With a gradual increase in the content of another component, The pressure difference in the inter-throttle chambers 13 and 14 and, consequently, the output signal of the digital converter 3, recorded by the recording device 4, will increase. In view of the fact that the differential-magnetic converter 3 is tuned to a differential corresponding to the entire range of the mixture density variation, pressure, the same change in density corresponds to the maximum possible movement of the arrow of the recording device. Thus, the sensitivity of the measurements is greatly increased in terms of density, and hence concentration.

Предлагаемое устройство обеспечивает устранение вли ни на результатThe proposed device provides the elimination of the effect on the result.

316316

измерений в зкостных сил, особенно при работе с высоков зкими жицкими средами, когда практически недосттким турбулентный режим истечени . Кроме того, повышаетс чувствительность измерений плотности смесей топуопа и дивинила, изопрена и иэопентана, расворов каучука СКЛ в толуоле, растворов каучука СКИ-3 в изопентане и др., т. е. жидких сред, плотность которых измен етс в незначительных пределах с изменением состава.measurements of viscous forces, especially when working with highly viscous zhitsky media, when the turbulent flow regime is practically insufficient. In addition, the sensitivity of measurements of the density of mixtures of topuop and divinyl, isoprene and iopentane, SCR rubber solutions in toluene, SKI-3 rubber solutions in isopentane, etc., i.e., liquid media, the density of which varies slightly within the composition .

Claims

1.Glybin I.P. Automatic density meters, Kiev, Technique, 1965, p. 13.

2.Glybin I.P. Automatic density meters, Kiev, Technique, 1965, p. 13-15.

3. USSR author's certificate NO 393641, cl. 0 O1N 9/26, 1973.