RU67262U1 - DEVICE FOR MEASURING LIQUID DENSITY - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения плотности жидкости.The utility model relates to measuring technique and is intended to determine the density of a liquid.

Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем наполняемую исследуемой жидкостью камеру, в которой вертикально расположен снабженный постоянным магнитом поплавок, выполненный из немагнитного материала, а также соленоид, индуктивный датчик положения поплавка и генератор стабильного тока, при этом поплавок в камере установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках и дополнительно снабжен магнитопроводной вставкой, которая отделена от постоянного магнита и расположена в поплавке ниже постоянного магнита, индуктивный датчик положения поплавка выполнен в виде включенных в измерительный мост двух идентичных катушек индуктивности, расположенных одна над другой соосно с направляющими подшипниками поплавка и размещенных снаружи нижней части камеры, а соленоид охватывает верхнюю часть камеры, вместе с этим магнитопроводная вставка в поплавке отделена от постоянного магнита настолько, что, если постоянный магнит поплавка, при соответствующем положении поплавка, находится внутри соленоида, то магнитопроводная вставка поплавка находится между катушками индуктивности измерительного моста.The problem is solved due to the fact that in a device for measuring the density of a liquid containing a chamber filled with the liquid under investigation, a float made of non-magnetic material vertically arranged with a permanent magnet, as well as a solenoid, an inductive float position sensor and a stable current generator, are the float in the chamber is installed in two mutually coaxial guide bearings and is additionally equipped with a magnetic insert that is separated from the permanent magnet and located in the float below the permanent magnet, the inductive sensor of the position of the float is made in the form of two identical inductors included in the measuring bridge, located one above the other coaxially with the guide bearings of the float and placed outside the lower part of the chamber, and the solenoid covers the upper part of the chamber, with this the magnetic conductor in the float is separated from the permanent magnet so that if the permanent magnet of the float, with the corresponding position of the float, is inside the solenoid, then the magnetic circuit The float insert is located between the inductance coils of the measuring bridge.

Полезная модель позволила получить технический результат, а именно повысить чувствительность устройства относительно плотности исследуемой жидкости и тем самым повысить точность измерения плотности исследуемой жидкости.The utility model made it possible to obtain a technical result, namely, to increase the sensitivity of the device with respect to the density of the investigated fluid and thereby increase the accuracy of measuring the density of the investigated fluid.

10 з.п. ф-лы и 3 ил.10 s.p. f-ly and 3 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения плотности жидкости.The utility model relates to measuring technique and is intended to determine the density of a liquid.

Известно устройство для измерения уровня и плотности жидкости по патенту РФ №2270982, МПК G01F 23/30, G01N 9/10, сущность которого заключается в том, что оно содержит вертикально расположенную перфорированную трубу, внутри которой размещен поплавок, систему перемещения поплавка, измерительный блок, датчик температуры и тензопреобразователь, при этом система перемещения поплавка выполнена в виде шагового реверсивного электродвигателя, барабана с тросом, установленного на его валу, и направляющего ролика, причем система перемещения поплавка сопряжена с тензопреобразователем посредством смонтированного на нем направляющего ролика, поплавок выполнен в виде трубки, нижний конец которой герметично закрыт, а измерительный блок выполнен в виде управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом тензпреобразователя, второй вход - с выходом датчика температуры, выход - со входом шагового электродвигателя.A device for measuring the level and density of a liquid according to the patent of the Russian Federation No. 2270982, IPC G01F 23/30, G01N 9/10, the essence of which is that it contains a vertically arranged perforated pipe, inside which is placed a float, a float moving system, a measuring unit , a temperature sensor and strain transducer, while the float displacement system is made in the form of a stepping reversible electric motor, a drum with a cable mounted on its shaft, and a guide roller, the float displacement moving system on with the strain gauge by means of a guide roller mounted on it, the float is made in the form of a tube, the lower end of which is hermetically closed, and the measuring unit is made in the form of a control microcontroller, the first input of which is connected with the output of the strain gauge, the second input is with the output of the temperature sensor, the output is with stepper motor input.

В процессе измерения плотности жидкости, при изменении положения поплавка изменяется и длина части троса, расположенной между поплавком и направляющим роликом, что приводит к изменению массы связки, включающей поплавок и указанную часть троса, т.е. изменяется плавучая масса устройства.In the process of measuring the density of the liquid, when the position of the float changes, the length of the part of the cable located between the float and the guide roller changes, which leads to a change in the mass of the bundle including the float and the specified part of the cable, i.e. the floating mass of the device changes.

Основным недостатком известного устройства по патенту РФ №2270982 является недостаточная точность измерения плотности жидкости, из-за изменчивости плавучей массы устройства.The main disadvantage of the known device according to the patent of the Russian Federation No. 2270982 is the lack of accuracy in measuring the density of the liquid, due to the variability of the floating mass of the device.

Известно также устройство для измерения плотности жидкости по авторскому свидетельству СССР №894467, МПК G01N 9/22, которое принято в качестве ближайшего аналога. Известное устройство для измерения плотности жидкости содержит сосуд для исследуемой жидкости и помещенный в него поплавок с магнитным сердечником, находящимся в поле электромагнита, установленного под сосудом, индуктивный датчик положения поплавка, источник тока. В качестве источника тока применен генератор тока, управляемый напряжением и подключенный к электромагниту. Индуктивный датчик положения поплавка связан с преобразователем перемещений. Сосуд для исследуемой жидкости снабжен A device for measuring the density of a liquid is also known according to the USSR author's certificate No. 894467, IPC G01N 9/22, which is accepted as the closest analogue. A known device for measuring the density of a liquid contains a vessel for the liquid under investigation and a float placed in it with a magnetic core located in the field of an electromagnet mounted under the vessel, an inductive float position sensor, and a current source. A voltage controlled current generator connected to an electromagnet is used as a current source. An inductive float position sensor is connected to a displacement transducer. The vessel for the test fluid is equipped with

термостатирующей рубашкой. В процессе измерения плотности жидкости, в момент отрыва поплавка от дна сосуда плавучесть поплавка равна нулю. Отрыв поплавка от дна сосуда происходит не мгновенно, поплавок какое-то время находится около дна сосуда, а затем медленно начинает всплывать в виду того, что в момент начала измерений поплавок притягивается ко дну максимальным током электромагнита, где поплавок занимает произвольное начальное положение. Для принятия исходного положения поплавка и его стабильного состояния, позволяющего производить измерения, необходимы, по меньшей мере 30-60 секунд. Для определения тока отрыва поплавка от дна сосуда с повышенной точностью необходимо использовать дискретное регулирование тока электромагнита, разделенное паузами для надежной регистрации момента всплытия поплавка, причем по мере приближения тока электромагнита к току отрыва поплавка необходимо уменьшать величину ступеней дискретизации тока электромагнита при одновременном увеличении пауз между ними. Дискретный метод приближения к показателю истинного результата не позволяет повысить точность измерения плотности жидкости.thermostatic jacket. In the process of measuring the density of the liquid, at the time of separation of the float from the bottom of the vessel, the buoyancy of the float is zero. Detachment of the float from the bottom of the vessel does not occur instantaneously, the float for some time is near the bottom of the vessel, and then slowly begins to emerge due to the fact that at the time of the start of measurements the float is attracted to the bottom by the maximum current of the electromagnet, where the float occupies an arbitrary initial position. At least 30-60 seconds are required to assume the float's initial position and its stable state allowing measurements. To determine the detachment current of the float from the bottom of the vessel with increased accuracy, it is necessary to use discrete regulation of the electromagnet current, separated by pauses to reliably record the moment of float ascension, and as the electromagnet current approaches the detachment current of the float, it is necessary to reduce the magnitude of the discretization steps of the electromagnet current while increasing the pauses between them . The discrete method of approaching the indicator of the true result does not allow to increase the accuracy of measuring the density of the liquid.

Основным недостатком устройства для измерений плотности жидкости по авторскому свидетельству СССР №894467 является его низкая чувствительность и связанная с этим недостаточная точность определения плотности исследуемой жидкости.The main disadvantage of the device for measuring the density of a liquid according to the USSR author's certificate No. 894467 is its low sensitivity and the associated lack of accuracy in determining the density of the studied liquid.

Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача повысить точность определения плотности исследуемой жидкости за счет повышения чувствительности устройства относительно плотности жидкости.The claimed utility model has the task of increasing the accuracy of determining the density of the investigated fluid by increasing the sensitivity of the device relative to the density of the fluid.

Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем наполняемую исследуемой жидкостью камеру, в которой вертикально расположен снабженный постоянным магнитом поплавок, выполненный из немагнитного материала, а также соленоид, индуктивный датчик положения поплавка и генератор стабильного тока, при этом поплавок в камере установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках и дополнительно снабжен магнитопроводной вставкой, которая отделена от постоянного магнита и расположена в поплавке ниже постоянного магнита, индуктивный датчик положения поплавка выполнен в виде включенных в измерительный мост двух идентичных катушек индуктивности, расположенных одна над другой соосно с направляющими подшипниками поплавка и размещенных снаружи нижней части камеры, а соленоид охватывает верхнюю часть камеры, вместе с этим магнитопроводная вставка в The problem is solved due to the fact that in a device for measuring the density of a liquid containing a chamber filled with the liquid under investigation, a float made of non-magnetic material vertically arranged with a permanent magnet, as well as a solenoid, an inductive float position sensor and a stable current generator, are the float in the chamber is installed in two mutually coaxial guide bearings and is additionally equipped with a magnetic insert that is separated from the permanent magnet and located in the float below the permanent magnet, the inductive sensor of the position of the float is made in the form of two identical inductors included in the measuring bridge, located one above the other coaxially with the guide bearings of the float and placed outside the lower part of the chamber, and the solenoid covers the upper part of the chamber, with this the magnetic conductor in

поплавке отделена от постоянного магнита настолько, что, если постоянный магнит поплавка, при соответствующем положении поплавка, находится внутри соленоида, то магнитопроводная вставка поплавка находится между катушками индуктивности измерительного моста.the float is separated from the permanent magnet so that if the permanent magnet of the float, with the corresponding position of the float, is inside the solenoid, the magnetic insert of the float is between the inductance coils of the measuring bridge.

Каждая из двух катушек индуктивности может быть установлена с возможностью фиксированного смещения вдоль оси установки поплавка в его направляющих подшипниках.Each of the two inductors can be installed with the possibility of a fixed displacement along the axis of installation of the float in its guide bearings.

Каждая из двух катушек индуктивности может быть установлена на резьбовой каретке, связанной с одним из двух микрометрических винтов, установленных параллельно оси установки поплавка, при этом каждый микрометрический винт снабжен средством для его вращения.Each of the two inductors can be mounted on a threaded carriage associated with one of two micrometric screws mounted parallel to the axis of installation of the float, each micrometer screw provided with a means for its rotation.

Средство для вращения микрометрического винта может быть выполнено в виде рифленого буртика, расположенного на самом микрометрическом винте.The means for rotating the micrometer screw can be made in the form of a grooved collar located on the micrometer screw itself.

Поплавок в камере может быть установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках посредством взаимно соосных полуосей, выполненных на концах поплавка.The float in the chamber can be installed in two mutually coaxial guide bearings by means of mutually coaxial half shafts made at the ends of the float.

Магнитопроводная вставка поплавка может быть выполнена цилиндрической и расположена в поплавке соосно с поплавком.The magnetic core of the float can be made cylindrical and located in the float coaxially with the float.

Магнитопроводная вставка поплавка может быть выполнена сферической и расположена на оси симметрии поплавка.The magnetic insert of the float can be made spherical and located on the axis of symmetry of the float.

Магнитопроводная вставка поплавка может быть выполнена из феррита.The magnetic core of the float can be made of ferrite.

Магнитопроводная вставка поплавка может быть отделена от постоянного магнита посредством немагнитной распорки.The magnetic core of the float can be separated from the permanent magnet by means of a non-magnetic spacer.

Камера, наполняемая исследуемой жидкостью, может быть выполнена в виде вертикальной проточной трубы, а ее верхний и нижний концы снабжены штуцерами для подключения к источнику исследуемой жидкости.The chamber, filled with the test fluid, can be made in the form of a vertical flow pipe, and its upper and lower ends are equipped with fittings for connecting to the source of the test fluid.

Измерительный мост может кроме катушек индуктивности содержать два резистора, включенных последовательно между катушками индуктивности.The measuring bridge can, in addition to inductors, contain two resistors connected in series between the inductors.

Благодаря изложенной сущности полезной модели получен технический результат, а именно повышена чувствительность устройства относительно плотности исследуемой жидкости и тем самым повышена точность измерения плотности исследуемой жидкости.Due to the essence of the utility model, the technical result is obtained, namely, the sensitivity of the device with respect to the density of the investigated fluid is increased, and thereby the accuracy of measuring the density of the investigated fluid is increased.

На фиг.1 чертежа приведен общий вид устройства в разрезе;Figure 1 of the drawing shows a General view of the device in section;

На фиг.2 - показана электронная схема устройства;Figure 2 - shows the electronic circuit of the device;

На фиг.3 - приведен один из примеров исполнения поплавка.Figure 3 - shows one example of the execution of the float.

Устройство для измерения плотности жидкости содержит наполняемую исследуемой жидкостью камеру 1 (фиг.1), в которой вертикально расположен снабженный постоянным магнитом 2 поплавок 3, выполненный из немагнитного материала, соленоид 4, индуктивный датчик положения поплавка 3, который выполнен в виде измерительного моста 5 (фиг.2) с двумя идентичными катушками 6 и 7 индуктивности, а также генератор 8 (фиг.2) стабильного тока, при этом поплавок 3 в камере 1 установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках 9 и 10 и дополнительно снабжен магнитопроводной вставкой 11, которая отделена от постоянного магнита 2 и расположена в поплавке 3 ниже постоянного магнита 2. В то же время соленоид 4 охватывает верхнюю часть 12 камеры 1, а катушки 6 и 7 индуктивности измерительного моста 5 расположены одна над другой соосно с направляющими подшипниками 9 и 10 поплавка 3 и размещены снаружи нижней части 13 камеры 1. При этом магнитопроводная вставка 11 в поплавке 3 отделена от постоянного магнита 2 настолько, что, если постоянный магнит 2 поплавка 3, при соответствующем положении поплавка 3, находится внутри соленоида 4, выше его нижнего среза 14, то магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 находится между катушками 6 и 7 индуктивности измерительного моста 5. Каждая из двух катушек 6 и 7 индуктивности установлена с возможностью фиксированного смещения вдоль оси 15, являющейся осью установки поплавка 3 в направляющих подшипниках 9 и 10, посредством резьбовой каретки 16 или 17, соответственно, каждая из которых связана с одним из двух микрометрических винтов 18 и 19, которые установлены параллельно оси 15 установки поплавка 3. При этом каждый микрометрический винт 18 и 19 снабжен средством для его вращения, которое выполнено в виде рифленого буртика 20 и 21, соответственно, расположенного на самом микрометрическом винте 18 и 19. Поплавок 3 в камере 1 установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках 9 и 10 посредством взаимно соосных полуосей 22 и 23, соответственно, выполненных на концах поплавка 3. Магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 выполнена цилиндрической и соосной с поплавком 3. Магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 выполнена из феррита. Магнитопроводная вставка 11 в поплавке 3 отделена от постоянного магнита 2 немагнитной распоркой 24. Камера 1 выполнена в виде вертикальной цилиндрической проточной трубы, а ее концы снабжены соответственно верхним штуцером 25 и нижним штуцером 26 для подключения камеры 1 к источнику исследуемой жидкости, при этом на внутренних концах обоих штуцеров 25 и 26 A device for measuring the density of a liquid contains a chamber 1 filled with the liquid under investigation (Fig. 1), in which a float 3 made of non-magnetic material, a solenoid 4, an inductive sensor of the position of the float 3, which is made in the form of a measuring bridge 5 ( figure 2) with two identical inductors 6 and 7, as well as a generator 8 (figure 2) of a stable current, while the float 3 in the chamber 1 is installed in two mutually coaxial guide bearings 9 and 10 and is additionally equipped with a magnet a wire insert 11, which is separated from the permanent magnet 2 and located in the float 3 below the permanent magnet 2. At the same time, the solenoid 4 covers the upper part 12 of the chamber 1, and the inductors 6 and 7 of the measuring bridge 5 are located one above the other coaxially with the guide bearings 9 and 10 of the float 3 and are located outside the lower part 13 of the chamber 1. In this case, the magnetic core 11 in the float 3 is separated from the permanent magnet 2 so that if the permanent magnet 2 of the float 3, with the corresponding position of the float 3, is inside 4, above its lower cut 14, then the magnetic insert 11 of the float 3 is located between the coils 6 and 7 of the inductance of the measuring bridge 5. Each of the two coils 6 and 7 of the inductance is mounted with the possibility of a fixed displacement along the axis 15, which is the axis of installation of the float 3 in the guides bearings 9 and 10, by means of a threaded carriage 16 or 17, respectively, each of which is connected to one of two micrometric screws 18 and 19, which are installed parallel to the axis 15 of the installation of the float 3. Each micrometric screw NT 18 and 19 is equipped with a means for its rotation, which is made in the form of a corrugated shoulder 20 and 21, respectively, located on the micrometer screw 18 and 19. The float 3 in the chamber 1 is installed in two mutually coaxial guide bearings 9 and 10 by means of mutually coaxial half shafts 22 and 23, respectively, made at the ends of the float 3. The magnetic core insert 11 of the float 3 is cylindrical and coaxial with the float 3. The magnetic core insert 11 of the float 3 is made of ferrite. The magnetic core insert 11 in the float 3 is separated from the permanent magnet 2 by a non-magnetic spacer 24. The chamber 1 is made in the form of a vertical cylindrical flow pipe, and its ends are equipped with an upper fitting 25 and a lower fitting 26, respectively, for connecting the camera 1 to the source of the test fluid, while on the inside the ends of both fittings 25 and 26

расположены направляющие подшипники 9 и 10, соответственно. Штуцер 25 закреплен на камере 1 гайкой 27, а штуцер 26 закреплен на камере 1 гайкой 28. Камера 1 установлена на подставке 29 и закрыта съемным кожухом 30. Измерительный мост 5 кроме катушек 6 и 7 индуктивности содержит два резистора 31 (R1) и 32 (R2) (фиг.2), включенных последовательно между катушками 6 и 7 индуктивности. К входу 33 измерительного моста 5, к катушкам 6 и 7 индуктивности через модулятор 34 подключены высокочастотный генератор 35 и генератор 36 импульсов модуляции и строба. К выходам 37 и 38 измерительного моста 5 последовательно подключены синхронный детектор 39, ключ 40, интегратор 41 и генератор 8 стабильного тока, при этом генератор 8 стабильного тока соединен с соленоидом 4 прямой и обратной связью. К выходу 42 соленоида 4 также подключен блок 43 измерения и обработки выходного сигнала и отображения величины плотности исследуемой жидкости. Кроме этого высокочастотный генератор 35 напрямую соединен с синхронным детектором 39, а генератор 36 импульсов модуляции и строба также напрямую связан с ключом 40. В обратную связь между соленоидом 4 и генератором 8 стабильного тока включен резистор 44 (R3). На фиг.3 чертежей приведен другой пример исполнения магнитопроводной вставки 45, которая выполнена сферической формы и расположена на оси 46 симметрии поплавка 3.guide bearings 9 and 10 are located, respectively. The fitting 25 is fixed to the chamber 1 with a nut 27, and the fitting 26 is fixed to the chamber 1 with a nut 28. The chamber 1 is mounted on the stand 29 and closed by a removable cover 30. The measuring bridge 5, in addition to the inductors 6 and 7, contains two resistors 31 (R1) and 32 ( R2) (FIG. 2) connected in series between the inductors 6 and 7. To the input 33 of the measuring bridge 5, to the coils 6 and 7 of the inductance through the modulator 34 connected to a high-frequency generator 35 and the generator 36 pulses of modulation and strobe. The outputs 37 and 38 of the measuring bridge 5 are connected in series with a synchronous detector 39, a key 40, an integrator 41 and a constant current generator 8, while the stable current generator 8 is connected to the direct and feedback solenoid 4. To the output 42 of the solenoid 4 is also connected to the unit 43 for measuring and processing the output signal and displaying the density of the investigated liquid. In addition, the high-frequency generator 35 is directly connected to the synchronous detector 39, and the modulation and strobe pulse generator 36 is also directly connected to the key 40. A resistor 44 (R3) is included in the feedback between the solenoid 4 and the stable current generator 8. Figure 3 of the drawings shows another example of a magnetic insert 45, which is made of a spherical shape and is located on the axis of symmetry 46 of the float 3.

Для измерения плотности жидкости камеру 1 через нижний штуцер 26 заполняют исследуемой жидкостью с одновременным вытеснением из полости камеры 1 воздуха через верхний штуцер 25. После заполнения камеры 1 исследуемой жидкостью на поплавок 3 действует сила Архимеда F_A, при этом F_A=ρ·g·V,To measure the density of the liquid, the chamber 1 through the lower nozzle 26 is filled with the test fluid, while air is displaced from the cavity of the chamber 1 through the upper nozzle 25. After filling the chamber 1 with the test fluid, the Archimedes force F _A acts on the float 3, while F _A = ρ · g · V

где: ρ - плотность исследуемой жидкости;where: ρ is the density of the investigated fluid;

g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;

V - объем поплавка 3.V is the volume of the float 3.

На соленоид 4 подают ток, вырабатываемый генератором 8 стабильного тока. При взаимодействии магнита 2 поплавка 3 с магнитным полем соленоида 4 возникает магнитная сила F_M, действующая на поплавок 3 вертикально вверх, которая совпадает по направлению с силой Архимеда F_A и противодействует силе тяжести F_G поплавка 3, при этом F_G=m·g,The current generated by the generator 8 of a stable current is supplied to the solenoid 4. When the magnet 2 of the float 3 interacts with the magnetic field of the solenoid 4, a magnetic force F _M arises, acting on the float 3 vertically upward, which coincides in direction with the Archimedes force F _A and counteracts the gravity force F _{G of the} float 3, while F _G = m · g ,

где: m - масса поплавка 3;where: m is the mass of the float 3;

g - ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.

В процессе измерения плотности жидкости изменяют ток, подаваемый на соленоид 4, с таким расчетом, чтобы независимо от плотности исследуемой жидкости поплавок 3 In the process of measuring the density of the liquid, the current supplied to the solenoid 4 is changed so that, regardless of the density of the liquid under investigation, the float 3

занимал одно и тоже положение, т.е. магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 постоянно находилась между катушками 6 и 7 индуктивности измерительного моста 5 и выходной сигнал, снимаемый с выводов 37 и 38 измерительного моста 5 был бы равен нулю, что соответствовало бы нулевому балансу измерительного моста 5 и, так называемому, нулевому положению магнитопроводной вставки 11 поплавка 3. В результате поплавок 3 занимает такое положение, при котором выполняется F_M+F_A=F_G. Так как сила F_G постоянна, то положение равновесия поплавка 3 зависит от величины силы F_A, а следовательно от плотности жидкости ρ. Это достигают при помощи сигнала, заводимого с измерительного моста 5 через синхронный детектор 39 и интегратор 41 на генератор 8 стабильного тока. При смещении поплавка 3, а вместе с ним и магнитопроводной вставки 11 вниз от ее нулевого положения между катушками 6 и 7 индуктивности, индуктивность нижней катушки 7 индуктивности увеличивается и на выходе измерительного моста 5 появляется сигнал разбаланса положительной полярности, выходной сигнал интегратора 41 также увеличивается, в результате чего увеличивается сила тока, подаваемого на соленоид 4 и увеличивается величина F_M, поплавок 3 перемещается вверх, а магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 возвращается к нулевому положению между катушками 6 и 7 индуктивности. Аналогично, при смещении поплавка 3 вверх, а вместе с ним и магнитопроводной вставки 11, из точки нулевого положения между катушками 6 и 7 индуктивности, на выводах 37 и 38 измерительного моста 5 появляется напряжение отрицательной полярности, выходное напряжение интегратора 41 уменьшается, уменьшается стабильный ток, подаваемый на соленоид 4, уменьшается и величина F_M, в результате поплавок 3, а вместе с ним и магнитопроводная вставка 11 возвращаются к точке нулевого положения. По величине установившегося тока на соленоиде 4, при котором магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 занимает нулевое положение, определяют плотность исследуемой жидкости, залитой в камеру 1. При этом синхронный детектор 39, генератор 36 импульсов модуляции и строба способствуют однозначному определению направления движения поплавка 3, а именно вверх - вниз, при нарушении баланса измерительного моста 5 в процессе измерения плотности исследуемой жидкости.held the same position, i.e. the magnetic insert 11 of the float 3 was constantly located between the inductance coils 6 and 7 of the measuring bridge 5 and the output signal taken from the terminals 37 and 38 of the measuring bridge 5 would be zero, which would correspond to the zero balance of the measuring bridge 5 and the so-called zero position of the magnetic circuit insert 11 of the float 3. As a result, the float 3 occupies a position in which F _M + F _A = F _G. Since the force F _{G is} constant, the equilibrium position of the float 3 depends on the magnitude of the force F _A , and therefore on the fluid density ρ. This is achieved using a signal wound from the measuring bridge 5 through a synchronous detector 39 and an integrator 41 to the generator 8 stable current. With the displacement of the float 3, and with it the magnetic insert 11 down from its zero position between the inductors 6 and 7, the inductance of the lower inductance 7 increases and an unbalance signal of positive polarity appears at the output of the measuring bridge 5, the output signal of the integrator 41 also increases, as a result, the current supplied to the solenoid 4 increases and the value of F _M increases, the float 3 moves up, and the magnetic core 11 of the float 3 returns to the zero position between coils 6 and 7 inductance. Similarly, when the float 3 is shifted up, and with it the magnetic insert 11, from the zero position between the inductors 6 and 7, the negative polarity voltage appears on the terminals 37 and 38 of the measuring bridge 5, the output voltage of the integrator 41 decreases, the stable current decreases supplied to the solenoid 4, decreases and the value of F _M , as a result of the float 3, and with it the magnetic insert 11 return to the zero position. The value of the steady-state current on the solenoid 4, at which the magnetic core insert 11 of the float 3 occupies a zero position, determines the density of the test fluid poured into the chamber 1. In this case, the synchronous detector 39, the pulse generator 36 modulation and strobe contribute to the unambiguous determination of the direction of movement of the float 3, and namely up and down, in case of imbalance of the measuring bridge 5 in the process of measuring the density of the investigated fluid.

Благодаря тому, что плотность исследуемой жидкости, залитой в камеру 1, определяют по величине установившегося тока на соленоиде 4, при котором постоянный магнит 2 поплавка 3 находится внутри соленоида 4, магнитопроводная вставка 11 поплавка 3 занимает нулевое положение между катушками 6 и 7 Due to the fact that the density of the investigated fluid, poured into the chamber 1, is determined by the value of the steady-state current on the solenoid 4, in which the permanent magnet 2 of the float 3 is located inside the solenoid 4, the magnetic core insert 11 of the float 3 occupies the zero position between coils 6 and 7

индуктивности измерительного моста 5, а сам поплавок 3 находится во взвешенном состоянии в исследуемой жидкости, устройство способно реагировать практически на любые, даже незначительные изменения плотности исследуемой жидкости.the inductance of the measuring bridge 5, and the float 3 itself is in suspension in the test fluid, the device is able to respond to almost any, even minor changes in the density of the test fluid.

Полезная модель позволила получить технический результат, а именно повысить чувствительность устройства относительно плотности исследуемой жидкости и тем самым повысить точность измерения плотности исследуемой жидкости.The utility model made it possible to obtain a technical result, namely, to increase the sensitivity of the device with respect to the density of the investigated fluid and thereby increase the accuracy of measuring the density of the investigated fluid.

Claims (11)

1. Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее наполняемую исследуемой жидкостью камеру, в которой вертикально расположен снабженный постоянным магнитом поплавок, выполненный из немагнитного материала, а также соленоид, индуктивный датчик положения поплавка и генератор стабильного тока, отличающееся тем, что поплавок в камере установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках и дополнительно снабжен магнитопроводной вставкой, которая отделена от постоянного магнита и расположена в поплавке ниже постоянного магнита, индуктивный датчик положения поплавка выполнен в виде включенных в измерительный мост двух идентичных катушек индуктивности, расположенных одна над другой соосно с направляющими подшипниками поплавка и размещенных снаружи нижней части камеры, а соленоид охватывает верхнюю часть камеры, при этом магнитопроводная вставка в поплавке отделена от постоянного магнита настолько, что, если постоянный магнит поплавка, при соответствующем положении поплавка, находится внутри соленоида, то магнитопроводная вставка поплавка находится между катушками индуктивности измерительного моста.1. A device for measuring the density of a liquid, containing a chamber filled with the liquid under investigation, in which a float provided with a permanent magnet made of non-magnetic material is vertically located, as well as a solenoid, an inductive float position sensor and a stable current generator, characterized in that the float in the chamber is installed in two mutually coaxial guide bearings and is additionally equipped with a magnetic insert that is separated from the permanent magnet and is located in the float below the permanent magnet That, the inductive sensor of the position of the float is made in the form of two identical inductors included in the measuring bridge, located one above the other coaxially with the guide bearings of the float and placed outside the lower part of the chamber, and the solenoid covers the upper part of the chamber, while the magnetic core in the float is separated from the constant the magnet so that if the permanent magnet of the float, with the corresponding position of the float, is inside the solenoid, then the magnetic core of the float is between inductors measuring bridge. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая из двух катушек индуктивности установлена с возможностью фиксированного смещения вдоль оси установки поплавка в его направляющих подшипниках.2. The device according to claim 1, characterized in that each of the two inductors is installed with the possibility of a fixed displacement along the axis of installation of the float in its guide bearings. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая из двух катушек индуктивности установлена на резьбовой каретке, связанной с одним из двух микрометрических винтов, установленных параллельно оси установки поплавка, при этом каждый микрометрический винт снабжен средством для его вращения.3. The device according to claim 2, characterized in that each of the two inductors is mounted on a threaded carriage associated with one of the two micrometric screws mounted parallel to the axis of installation of the float, each micrometric screw equipped with a means for its rotation. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство для вращения микрометрического винта выполнено в виде рифленого буртика, расположенного на самом микрометрическом винте.4. The device according to claim 3, characterized in that the means for rotating the micrometer screw is made in the form of a grooved collar located on the micrometer screw itself. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок в камере установлен в двух взаимно соосных направляющих подшипниках посредством взаимно соосных полуосей, выполненных на концах поплавка.5. The device according to claim 1, characterized in that the float in the chamber is installed in two mutually coaxial guide bearings by means of mutually coaxial half shafts made at the ends of the float. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопроводная вставка поплавка выполнена цилиндрической и расположена в поплавке соосно с поплавком.6. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic core of the float is cylindrical and located in the float coaxially with the float. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопроводная вставка поплавка выполнена сферической и расположена на оси симметрии поплавка.7. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic core of the float is made spherical and is located on the axis of symmetry of the float. 8. Устройство по любому из пп.1, 6 и 7, отличающееся тем, что магнитопроводная вставка поплавка выполнена из феррита.8. The device according to any one of claims 1, 6 and 7, characterized in that the magnetic core of the float is made of ferrite. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопроводная вставка поплавка отделена от постоянного магнита посредством немагнитной распорки.9. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic core of the float is separated from the permanent magnet by means of a non-magnetic spacer. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера, наполняемая исследуемой жидкостью, выполнена в виде вертикальной проточной трубы, а ее верхний и нижний концы снабжены штуцерами для подключения к источнику исследуемой жидкости.10. The device according to claim 1, characterized in that the chamber filled with the test fluid is made in the form of a vertical flow pipe, and its upper and lower ends are equipped with fittings for connecting to the source of the test fluid. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный мост кроме катушек индуктивности содержит два резистора, включенных последовательно между катушками индуктивности.

11. The device according to claim 1, characterized in that the measuring bridge in addition to the inductors contains two resistors connected in series between the inductors.