1. Здійснити порівняльну характеристику пікнометричних і п’єзометричних густиномірів. Вагові (пікнометричні) густиноміри

Їх принцип дії полягає у неперервному зважуванні постійного об'єму досліджуваної рідини в деякій ємкості або в трубопроводі. Тобто у відповідності з виразом (12.1) густина визначається через питому вагу.

Найбільш поширеним є густиномір, схема якого подана на рис. 12.1,а. Чутливим елементом густиноміра служить U-подібна трубка 7, виготовлена з нержавіючої сталі з’єднана через тягу 3 з коромислом 4. Кінці трубки 7 через сильфони 2 з'єднані з нерухомими патрубками 1, через які подається досліджувана рідина. Наявність сильфонів 2 дозволяє трубці 7 повертатися навколо осі 0-0. При збільшенні густини рідини збільшується маса трубки з рідиною, що через коромисло 4 передається до перетворювача 5, вихідний сигнал С_вих якого пропорційний зміні густини досліджуваної рідини. Противага 6 закріплена на коромислі 4 і призначена для зрівноваження момену сил, який створюється трубкою 7 з рідиною при вибраній нижній границі вимірювання густини. Пристрій 8 призначений для введення поправки на зміну температури досліджуваної рідини. Діапазон вимірювання (0,5…2,5) г/см³, клас точності 1…1,5.

2 Фізичні основи, конструкція і область застосування магнітних товщиномірів пондеромоторної дії та магнітостатичних товщиномірів. Магнітні товщиноміри

Магнітні товщиноміри призначені для контролю товщини захисного покриття на виробах з феромагнітних матеріалів або для вимірювання товщини феромагнітних листів.

Велику групу таких приладів складають товщиноміри пондеромоторної дії, принцип дії яких базується на вимірюванні сили відриву чи притягування постійних магнітів і електромагнітів до контрольованого об’єкту. Сила притягування пропорційна квадрату магнітної індукції в зазорі між феромагнітним виробом і намагніченим тілом. Індукція залежить від намагнічуючої сили і зазору. На результати вимірювань товщини покриття в значній мірі впливають магнітні властивості матеріалу деталей, на які нанесено покриття. Тому магнітні товщиноміри калібруються за допомогою робочих зразків, виготовлених з тієї ж сталі, що й контрольовані деталі, з покриттям заданої товщини. Стан поверхні (її шорсткість) cуттєво впливає на похибки магнітних товщиномірів.

Головний недолік приладів пондеромоторної групи - циклічність процесу вимірювання (через необхідність ретельного дослідження значення сили до моменту відриву магніту), що утруднує автоматизацію процесу контролю.

Цих недоліків не мають прилади магнітостатичного типу. Їх принцип дії базується на визначенні зміни напруженості магнітного поля (за допомогою перетворювачів Холла, ферозондів, тощо) в колі електромагніту чи постійного магніту при зміні відстані між ними і феромагнітним виробом через наявність немагнітного покриття.

9.1 Фізичні основи магнітної товщинометрії

В магнітних товщиномірах використовується залежність магнітного опору ділянки магнітного кола від зазору, що ілюструється за допомогою рис.9.1. При малому зазорі δ поле в магнітопроводі і зазорі однорідне і тоді, згідно закону повного струму

(9.1)

де - довжина магнітопроводу перетворювача;

- число витків обмотки;

– напруженість магнітного поля в осереді і зазорі відповідно;

– струм обмоткі збудження.

Рисунок 9.1 – До ілюстрації принципу магнітної товщинометрії

Якщо зазор малий (δ << ), то і напруженість магнітного поля в осерді

, (9.2)

де – відносна магнітна проникність матеріалу осердя.

При цих умовах і з врахуванням (9.2) рівняння (9.1) набуває вигляду

, (9.3)

а залежність магнітної індукції від зазору записується формулою:

. (9.4)

Залежність (9.4) ілюструється рис. 9.2, який свідчить про нелінійність залежності .

По принципу дії магнітні товщиноміри можна розділити на три групи: магнітовідривні (пондеромоторної дії), магнітостатичні та індукційні.

Рисунок 9.2 – Залежність магнітної індукції від товщини неферомагнітного покриття