1.2.5.2 Плотномеры для жидкостей

1.2.5.2 а) Весовые плотномеры.Датчики для измерения плотности называются плотномерами. Плотность исследуемых сред зависит от их температуры. В качестве t градуирование применяют t=20. Если t среды отличается от t = 20, то плотность рассчитывают по формуле: , коэффициент температурного расширения жидкости.По принципу действия плотномеры делятся:- весовые; - поплавковые; - гидростатические; - радиоизотопные.

Весовой метод Основан на изменении веса жидкости в постоянном V при изменении ее плотности. Вес жидкости: G=V*p*g,если V=const, то G=p

1 - Петлеобразная труба, которая крепится на гибких манжетах 2

2 с трубкой связана заслонка(3), сост из сильфона(5),пневмоусилитель-4

С хема:В данной трубке протекает контролируемая среда. При увеличении плотности данной среды вес трубки увеличивается, трубка опускается вниз и опускается заслонка(3), прикрывая сопло. Через пневмоустройсто пробивается сжатый воздух и давление воздуха зависит от сопротивления пневмоконтакта (соплозаслонка). Чем ниже опустится заслонка, тем выше давление. Давление равно весу контролируемой среды плотности. Для измерения давления применяется сильфон.Достоинство: простота, надежность в работе, в трубке не накапливаются осадки. Диапазон измеряемой плотности 0,5 - 2,5г/см³

1 .2.5.2 б) Поплавковые плотномеры подразделяются на плотномеры с плавающим поплавком (аэрометры постоянного веса) и плотномеры с полной погруженным поплавком (аэрометры постоянного объема).

Схема:1-корпус; 2-металл. поплавок;4- шток; 6-диф трансформатор.Через данный датчик протекает среда, уровень среды постоянный. При изменении плотности изменяется сила действия на поплавок. При увеличении плотности выталкивающая сила увеличивается, поплавок поднимается вверх, и вверх перемещается плунжер (6), изменяется ЭДС на вторичной обмотке данного преобразования. Данная ЭДС=p, вторичное преобразование градуируется в единицах плотности.

Аналогично устроены аэрометры постоянного объема. У них поплавок полностью погружается в контролируемую среду. При изменении плотности изменяется выталкивающая сила, изменяя его вес, выталкивающая сила преобразуется в инертный сигнал, который формируется на вторичной обмотке, деформация преобразователя. Данный датчик может быть выполнен с пневматическим преобразователем.

1.2.5.2 в) Гидростатические плотномеры Принцип действия основан на измерении давления столба жидкости высот. Н и плотности р. Р=рgH

Е сли Н=const, то Р р. В этих приборах измен. Разность давлений 2-х столбцов жидкости Н1 и Н2: . Это необходимо для обеспечения постоянства уровня контролируемой среды и температурной компенсации погрешности.

Схема:1-Основной резервуар с контролируемой средой с плотностью р;2- Резервуар заполнен жидкостью до уровня с известным р₀ . В этот резервуар помещен пьезометр трубки(3) и (4). Эти резервуары соединены между собой трубкой(5). Трубки 3 и 4 соединены левым и правым коленями. Через пьезотрубку продувается сжатый воздух. Давление воздуха в левом колене: Р1=рgH; в правом Р2= р₀ gH₀+pgH₂.Показания ДМ равно разности данных давлений:

Величина .Температурный комплекс погрешности в данных плотномерах производится тем, что контрольный сосуд(2) помещен в контролируемую среду находящуюся в сосуде (1), тем самым обеспечивая одинаковые температурные условия.

1.2.5.2 г) Радиоизотопные плотномеры Применяется для измерения плотности различных сред, в т.ч. вязких кристаллических и твердоподобных. Основано на поглощении излучения. Интенсивность гама излучения при прохождении его через слой вещества толщиной х и плотностью р определяется: , - интенсивность гама излучения после прохождения слоя. - первоначальная интенсивность. - коэффициент поглощения излучения ,С - удельное содержание i - того компонента в материале, - коэффициент поглощения

Если х и = const, то =р. В качестве излучения

Схема:1 – Источник гамма излучения.2 – Приемник,3 – Блок, в который поступает сигнал преобразующих в электрический унифицированный сигнал.Он усиливается в блоке (4) и величина плотности измеряется вторичными приборами (5) . Данная схема реализуется в промышленности в приборах ПИСР.