Tihedusandurid (0)

10
Tallinna Tööstushariduskeskus
25Mehg
Антонов Максим
Датчики плотности
Реферат
Руководитель:
А. Гринько
Таллинн 2014

Оглавление

Оглавление 2
Общие понятия 3
Вибрационные плотномеры  4
Поплавковые плотномеры 6
Радиоизотопные плотномеры  7
Гидростатические плотномеры 9
Ссылки 10

Общие понятия

ПЛОТНОСТЬ — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).
ПЛОТНОМЕР, прибор для непрерывного (или периодического) измерения плотности веществ в процессе их производства или переработки, устанавливается непосредственно в технологических линиях или производственных агрегатах.
По принципу действия плотномеры для измерения плотности жидкостей (они наиболее распространены) делятся на следующие основные группы:

• поплавковые (например, ареометр),
  
• весовые (например, пикнометр),
  
• гидростатические,
  
• радиоизотопные,
  
• вибрационные,
  
• ультразвуковые.
  
• 
  

Вибрационные плотномеры 

Вибрационные плотномеры используют и для измерений на потоке нефти в промысловых условиях. Датчик такого плотномера представляет собой тонкостенный цилиндр, внутри которого расположена электронная автоколебательная система, сообщающая цилиндру незатухающие колебания. Колебания цилиндра передаются окружающей жидкости, причем частота колебаний тем меньше, чем больше плотность среды. Зависимость плотности от частоты колебаний цилиндра в жидкости имеет то же математическое выражение, что и для газа.
Преимущества вибрационных плотномеров: отсутствие движущихся частей, нейтральность к электрическим свойствам среды, высокая точность и стабильность измерений (+0,3-1,0 кг/м3), работоспособность при высоких и низких температурах (от минус 70 до 200 °C), больших статических давлениях (до 20 МПа), малые масса и габариты, компактность (диаметр 25 мм), низкое энергопотребление (0,5-2,5 Вт).
a - коническое резьбовое соединения, b - измерительная труба, c - камертон, d - катушки, e - постоянный магнит

Поплавковые плотномеры

Действие поплавкового плотномера основано на измерении выталкивающей силы, действующей на чувствительный элемент — полый поплавок, полностью погруженный в контролируемую жидкость.
Изменение выталкивающей силы, пропорциональное изменению плотности, преобразуется преобразователем в пневматический или электрический выходной сигнал и поступает на вторичный прибор.
Схема плотномера с плавающим поплавком: 1 — входная труба; 2 — переливной сосуд, обеспечивающий постоянство напора жидкости; 3 — диафрагма, устанавливающая скорость потока; 4 — измерительный сосуд с переливным устройством; 5 — металлический поплавок с сердечником 6; 7 — индуктивный датчик, включенный в схему измерительного моста 8; 9 — самопишущий прибор (или автоматический регулятор); 10 — термометр сопротивления для коррекции показаний на изменение температуры.

Радиоизотопные плотномеры 

Радиоизотопными плотномерами возможно измерение плотности загрязненных жидкостей и пульп, находящихся в трубопроводе под любыми давлениями и при любых температурах, что невозможно с помощью других методов.
Принцип действия этих плотномеров основан па том, что интенсивность излучения, прошедшего через объект контроля, является функцией плотности среды. При измерении плотности жидкостей и твердых веществ применяются i3- и у-излучения, а при измерении плотности газообразных сред а-излучения. В радиоизотопных плотномерах применяются цезий-137, стронций-90, кобальт-60 и др. Приемниками излучения являются газоразрядные сцинтилляционные счетчики, ионизационные камеры и др. В промышленности широко распространены радиоизотопные плотномеры для непрерывного бесконтактного измерения плотности жидкости, протекающей по трубопроводу. Для измерения плотности источник излучения и приемник излучения располагаются на одной оси по обе стороны от трубопровода. Интенсивность у-излучения, прошедшего через объект контроля (трубопровод с жидкостью) и зарегистрированного приемником, является функцией плотности жидкости и коэффициента поглощения излучения в ней.
1 – источник излучения, 2 – кожух датчика, 3 – трубопровод, 4 – приемник

Гидростатические плотномеры

Гидростатические плотномеры основаны на зависимости гидростатического давления р столба жидкости высотой Н от плотности жидкости q, что выражается уравнением p=qgH и делятся на приборы, непосредственно измеряющие давление жидкости (мембранные, сильфонные), и приборы, измеряющие давление косвенным путем (пневмометрические, гидропневмометрические). Для исключения влияния на точность показаний гидростатических плотномеров измерение уровня жидкости или давления используется дифференциальный метод, то есть производится измерение давления жидкости на двух уровнях. Гидростатические плотномеры применяются для измерения плотности вязких, загрязненных, кристаллизирующихся и агрессивных жидкостей в закрытых и открытых резервуарах.
Схема дифференциального гидростатического плотномера с продувкой газа: 1 — дифференциальный манометр; 2 — длинная трубка; 3 — короткая трубка; 4 — сосуд с исследуемой жидкостью; 5 — вентили.

Ссылки

http://kip-guru.ru/wiki/Поплавковые_плотномеры
http://megabook.ru/article/ПЛОТНОМЕР
http://ru.wikipedia.org/wiki/Вибрационный_плотномер
http://www.ngpedia.ru/id262715p1.html
http://kip-guru.ru/wiki/Радиоизотопный_плотномер_типа_ПР-1025М
http://admetas.info/2011-08-09-20-17-11/33-stoitelstvo/10746-2012-04-13-14-56-15