CN2216247Y

CN2216247Y - 一种液体比重实时测量装置

Info

Publication number: CN2216247Y
Application number: CN 92232590
Authority: CN
Inventors: 杜安棣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1995-12-27
Anticipated expiration: 2002-09-10

Abstract

本实用新型给出了用力传感器测浮力对液体比重实时测量的装置。实现对工业生产线上液体(尤其是混合液)的比重实时测量。

方法易行可靠，装置简单，现场标定容易实现，精度可达0.1％，可广泛用于泥浆比重、矿浆比重、电介质比重、纸浆比重、药液比重及其它溶液比重的在线监测及控制。

Description

本实用新型给出了用力传感器测量液体比重的装置实现了工业生产线上液体比重的实时测量。

目前中国液体比重测量大多数仍沿用古老的玻璃泡比重计来完成。中美合资出版的“新产品世界”杂志1992年第4期P8页发表的深圳大学新技术研究中心开发的SU－893智能光纤传感浓度测试仪，是用光纤传感器根据溶液的浓度不同对光的吸收不一样，由光纤传感器将光信号的变化转化成电信号输出，进而对信号进行处理。该方法通过溶液浓度间接计算比重，解决了溶液的比重测量。但对两相流、混合液的比重则无法测量。使用在油田泥浆比重测量的装置是用两个压力传感器安装在不同高度的液面处，用测压差的办法实现现场比重监测。该方法的问题是传感器须与被测物接触，因此对传感器的材料工艺要求高，而测量精度较低，适用范围有限，两者现场标定麻烦。

本发明的目的是提供能广泛用于生产线上在线测量液体（尤其是混合液）比重的测量装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：根据阿基米德原理，用力传感器测液体浮力的方法监测液体比重。装置的具体设计是：将一双连孔（或双梁，五梁）应变式力传感器固定在一块有通孔（或槽）的底板上，穿过底板上的孔（或槽）用软索（或硬杆）把一专用重物与力传感器相连接，使力传感器悬臂受力。重物的材料及形状可根据被测液体的具体情况选择，满足重物比重＞被测液比重。将重物全部浸没在液体中，物体所受的浮力通过传力物（软索或硬杆）传给力传感器。液体比重变化时物体的浮力也变化，力传感器把接受到的浮力转换成电信号输出，由二次仪表进行数字显示及进一步处理。还可以在专用物体上封装温度传感器，以便对液体的温度进行同步测量。

使用本实用新型的优点是：

1.使液体（溶液或混合液）的比重可在线实时测量，且装置简单。

2.精度高，适用范围广。

3.现场标定方便。

下面结合附图对本实用新型的实例作进一步描述：

图1是本装置实施方案的正视剖面图，图2是右视图，图3是二次仪表的方框图。（1）是弹性体，（2）是底板，（3）是钢丝，（4）是重球，（5）是外壳，（6）是调零电位计，（7）是插座，（8）是满度电位计，（9）是前置放大器，（10）是应变片（或半导体应变片）（11）是挂环。在双连孔（或双梁，五梁）式力弹性体（1）上贴上电阻应变片（或半导体应变片）（10），将其组成电桥成为力传感器。将力传感器标定后用螺钉固定在一块带有孔（或槽）的金属板（2）上。将重球（4）（材料可任选，形状可任意）但应保证其整体比重＞被测液体比重。

用钢丝（尼龙绳、金属索、其它缆绳或杆）（3）与力传感器相连接（可以是软连接，也可以是硬连接）使力传感器悬臂受力。在壳体（5）内装上前置放大器（9）和调零、调满度的电位计（6）、（8）（此放大器及两个电位计可视现场情况装在一次仪表内，也可装在二次仪表内）。

将装置固定放置在空气中与数显表相联接。调节调零电位计至0，然后将重球完全浸没在水中，调节满度电位计至1。完成调节后即可将装置装在需检测的液体生产线的适当位置，将重球浸没在液体中，将传感器输出与二次仪表相联（如需对液体比重进行温度测量及处理可将温度传感器封装在挂环（11）上）。

力传感器在空气中与重球相连接后，力传感器所受到重球的自重，此时将调零电位计调到0即认为力传感器此时为稳定状态（初始状态）。根据阿基米德定律可知：当物体浸入到液体中时，它所受的浮力为它所排出液体的重量：

Q＝d·V P＝P’－ Q

Q代表浮力，d代表液比重，V代表物体的体积，P代表传感器所受的力，P’代表重球的自重。

把物体浸没在液体中，由于浮力的存在力传感器所受的力发生变化，将减少，由于已将传感器在空气中所受的重球的自重调为零，因此重球浸没在水中时力传感器所受的变化后的力（即数显表中所显示的值）即为所受的浮力大小，又由于重球的形状，大小已定，体积就为定数。此时浮力的大小随液体的d变化，因为水的比重是1，将满度电位计调至1。此时数显表的显示就与液体的比重建立了关系。当重球浸没在其它液体中时数显表的显示就是该液体的比重。液体的比重发生变化时，数显表的数值也将随之线性变化。

由图1看出本实用新型所给出的实施方案装置简单，成本低廉，易于实现。根据该方案做出的“液体比重监测仪－Ⅰ型”具有显示、定时打印功能，有BCD码输出口可与微机联机进行进一步控制，其比重测量精度达0.1％，Ⅱ型除有以上功能外还在重物上封装有温度传感器，可同步测量液体温度并进行处理。

此装置可广泛用于油田钻井时的泥浆比重监测，选矿工艺中的矿浆比重监测，电介质比重监测，纸浆比重监测，中药液比重监测等。

Claims

一种用力传感器测量液体比重的装置，其特征为：将一双连孔式、多梁式应变力传感器固定在一块有任意形状之通孔的底板上，穿过该底板上的孔用软索、硬杆、将一专用重物与力传感器相连，使力传感器悬臂受力；且使专用重物的比重＞被测液体的比重能全部浸没在液体中，力传感器带有前置放大器、调零电位计和调满电位。