4.6. Методы и средства измерений свойств веществ

Анализаторы свойств веществ всех агрегатных состояний под­комплекса АСАТ можно подразделить на анализаторы: плотно­сти, влажности и вязкости.

4.6.1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ПЛОТНОСТИ

Плотность вещества — это величина, определяемая как отно­шение массы вещества к занимаемому им объему.

СИ плотности жидкостей подразделяют на поплавковые, ве­совые, гидростатические, вибрационные и радиоизотопные плот­номеры.

Поплавковые плотномеры (ареометры) в основном применяют­ся в лабораторной практике для измерений плотности жидко­стей, т. е. для определения процентного содержания растворен­ных веществ в бинарных растворах. Принцип их действия осно­ван на измерении выталкивающей силы, действующей на поплавок, частично или полностью погруженный в контролируе­мое вещество. В зависимости от типа датчика (ЧЭ) плотномера на выходе может формироваться электрический или пневматиче­ский сигнал.

Плотномеры с частично погруженным поплавком осуществля­ют измерение плотности в диапазоне 0,005 + 0,01 г/см³ с погреш­ностью 1,5 + 3% от диапазона измерений. Плотномеры с полно­стью погруженным поплавком могут измерять плотность жидко­стей в диапазоне 0,5+1,2 г/см³, их класс точности 1,0.

Весовые плотномеры применяют для измерения плотности ве­щества в потоке. В них жидкость протекает по петлеобразному участку трубы, соединенному с основным трубопроводом гибки­ми резиновыми или металлическими патрубками (сильфонами). При изменении плотности жидкости соответственно изменяется масса петлеобразной трубы и с помощью электросилового или пневмосилового преобразователя формируется унифицированный сигнал, который поступает на регистрирующий прибор. Диапазон измерений этих плотномеров составляет 0,5 + 2,5 г/см³. Класс точности 1,0; 1,5.

Гидростатические плотномеры можно применять для непосред­ственного измерения плотности в технологических объектах. Их действие основано на зависимости давления столба жидкости по­стоянной высоты» от ее плотности. Эти плотномеры имеют диа­пазон измерений от 0,04 до 0,35 г/см³ и от 0,08 до 0,50 г/см³. Основная погрешность составляет 1,5 + 2,0% диапазона измере­ний.

Работа вибрационных плотномеров основана на функциональ­ной зависимости характеристик упругих колебаний резонатора от плотности контролируемого вещества. Резонаторы изготавливают­ся в форме трубы, пластины, стержня, струны, камертона и т. д. По конструкции различают проточные и погружные вибрацион­ные плотномеры: в проточных контролируемое вещество проте­кает через внутреннюю полость резонатора; в погружных резона­тор размещается в потоке контролируемого вещества. Диапазон измерений вибрационных плотномеров составляет 05 + 0,6 г/см³ с абсолютной погрешностью 0,0001 г/см³.

Принцип действия радиоизотопных плотномеров основан на измерении изменения интенсивности ионизирующего излучения при его прохождении через контролируемую среду. Они находят применение для измерений плотности агрессивных, а также дос­таточно вязких сред.

Расходомер для измерения плотности (концентрации) жидкости Promass

Принцип действия этого расходомера основан на измерении величин кориолисовых сил в трубах первичного преобразователя при протекании через них потока среды. Измерение плотности основано на измерении резонансной частоты колебания трубок первичного преобразователя расхода. Расходомер представляет собой программное средство измерений, состоящее из первично­го преобразователя расхода и электрической части в герметичном корпусе.