SU851195A1 - Устройство дл измерени поверхностногоНАТ жЕНи жидКОСТЕй - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к приборам дл  автоматического измерени  поверхностного нат жени  жидкостей, и может быть использовано в химической, пищевой и других отрасл х промышленности.

Известно устройство дл  измерени  поверхностного нат жени  жидкостей по максимальному давлению пузырька газа, выход щего из калиброванного отверсти , представл ющее собой пневматическую мостовую схему, в противоположные плечи которой включены капилл р и барботажна  трубка, установленные на одном уровне в контролируемой жидкости 1.

Недостатсгк известного устройства состоит в наличии контакта с контролируемой жидкостью, что делает невозможным измерение поверхностного нат жени  в зких жидкостей.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  поверхностного нат жени  жидкостей, содержащее струйную трубку, дроссель, блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состо ни  в неустойчивое, и расходомер 2.

Недостаток такого устройства заключаетс  в. сложности блока, фиксирующего переход от устойчивого состо ни  к неустойчивому . Кроме того, наличие в устройстве системы , измен ющей расход газа, содержащей релейный блок управлени  реверсивным двигателем и реверсивный двигатель, понижают надежность устройства. Использование электрических элементов в схеме затрудн ет измерение поверхностного нат жени  пожаро- и взрывоопасных жидкостей.

Цель изобретени  - повышение надеж10 ности при измерении пожаро- и взрывоопасных сред.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  поверхностного нат жени  жидкостей, содержащем струй 5 ную трубку, блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состо ни  в неустойчивое и расходомер, блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состо ни  в неустойчивое содержит струйный элемент труб20 ка-трубка, два струйных реле, реализующих логическую операцию «Запрет, усилитель, генератор линейно нарастающего давлени , дроссель и регул тор расхода воздуха, причем выход струйного элемента трубка-трубка подключен к одному из входов первого струйного реле, реализующего логическую функцию «Запрет, к другому входу которого присоединен выход второго струйного реле, реализующего логическую функцию «Запрет, при этом выход первого струйного реле соединен со входом усилител , выход которого подключен ко входу генератора линейно нарастающего давлени  и соединен с одним из входов второго струйного реле, реализующего функцию «Запрет, к другому входу которого подключен выход генератора линейно нарастающего давлени , который также соединен через дроссель и расходомер со входом струйной трубки, а. ко входу расходомера подключен источник посто нного расхода воздуха.

Кроме того, струйна  трубка расположена в центральной плоскости перпендикул рной к оси струйного элемента трубка-трубка .

На чертеже схематически изображено устройство дл  измерени  поверхностного нат жени  жидкостей.

Сжатый воздух подаетс  на вход трубки 1 струйного элемента трубка-трубка. Выход трубки 2 этого элемента подключен ко входу 3 струйного реле 4, реализующего логическую функцию «Запрет. Выход 5 реле 4 подключен ко входу усилител  6, выход которого через дроссель 7 соединен со входом 8 струйного реле 9, реализующего логическую функцию «Запрет, и входом в камеру А двухмембранного реле 10 генератора 11 линейно нарастающего давлени . К соплу реле 10 подключены емкость 12, выход трехмембранного элемента 13 сравнени  и вход ifoBторител  14. Выход повторител  14 подключен ко входу повторител  15, а также через дроссель 16 и расходомер 17 - ко входу струйной трубки 18. Ко входу расходомера 17 подключен источник посто нного расхода воздуха, функцию которого выполн ет регул тор 19 расхода воздуха. Струйна  трубка 18 расположена под углом к поверхности контролируемой жидкости. Выход повторител  15 подключен ко входу 20 струйного реле 9, выход 21 которого подключен ко входу 22 струйного реле 4.

Принцип действи  устройства дл  измерени  поверхностного нат жени  основан на зависимости скорости газовой струи, при которой происходит переход от устойчивого режима взаимодействи  к неустойчивому , от-коэффициента поверхностного нат жени  жидкости.

Стру  газа, вытека  из трубки 1 струйного элемента трубка-трубка, поступает на вход трубки 2, откуда по каналам 3 и 5 струйного реле 4 поступает на вход усилител  6., Сжатый воздух с выхода усилител  6 поступает в камеру А двухмембранного реле 10. Сопло реле 10 прикрываетс  и в емкости 12 начинает нарастать линейно давление Р {. Это давление после повторител  14 поступает на вход дроссел  16. Расход газа QI через дроссель 16 с ростом давлени  Р , на его входе увеличиваетс , так как

Q, ;3,(Р,-Р2), где J3(-проводимость дроссел  16;

PI-давление после дроссел  16.

На вход струйной трубки 18 поступает расход газа Q Q + Q где Q - расход газа, устанавливаемый регул тором 19 расхода воздуха и  вл ющийс  посто нной ве° личиной.

Струйна  трубка 18 расположена под углом к плоскости уровн  жидкости. При поступлении воздуха на вход струйной трубки и при взаимодействии газовой струи с поверхностью жидкости на последней образуетс  углубление, соверщающее при пороговой скорости набегающей газовой струи, завис щей от величины поверхностного нат жени  жидкости, колебани ,  вл ющиес  автоколебани ми . В колебательном режиме взаимодействи  стру  газа приобретает криволинейную составл ющую и совершает возвратно-поступательное движение.

Расход Q при Q 1 О не способен вызвать автоколебани  в системе стру -жидкость . Величина Q i  вл етс  добавкой, причем ее значение различно дл  жидкостей с различными коэффициентами поверхностного нат жени .

Рост давлени  Р ь а следовательно и расхода Q ) происходит до тех пор, пока в системе стру  газа-жидкость отсутствуют автоколебани . Как только возникают колебани , давление на входе усилител  6 уменьшаетс . Это приводит к тому, что стру  газа из канала 20 струйного реле 9 не отклон етс  струей газа, выход щей через дроссель 7 и канал 8. По каналу 21 стру  газа из канала 20 при этом поступает в канал 22, что приводит к отключению входа усилител  6. Разгрузка емкости 12, а следовательно, и уменьшение давлени  Р : происходит через открытое сопло реле 10 и дроссель в атмосферу .

Как только давление на выходе генератора 11 линейно нарастающего давлени  становитс  равным атмосферному, автоколебани  в системе исчезают и в линии, состо щей из каналов 20-22, отсутствует потоь воздуха. При этом стру  газа по каналам 2, 3 и 5 вновь поступает на вход усилител  6, вновь начинаетс  заполнение емкости 12 сжатым воздухом и рост давлени  в ней, т. е. процесс повтор етс .

Генератор непрерывно нарастающего давлени  состоит из емкости 12, сопротивлени  23, повторител  14, двухмембранного реле 10, трехмембранного элемента 13 сравнени .

На сопротивлении 23 поддерживаетс  посто нный перепад давлений при посто нном давлении Р на входе. Через это сопротивление протекает газ с посто нным массовым

расходом. В силу того, что управл емое сопротивление (сопло-заслонка в камере А элемента 13 сравнени ) соединено последовательно с посто нным сопротивлением 23, через него протекает то же количество газа. Посто жство передачи давлени  достигаетс  автоматически регулированием с помощью трехмембранного элемента 13 сравнени  проводимости управл емого сопротивлени . Таким образом, в каждый момент времени в емкость поступает одно и то же количество газа, и поэтому нарастание давлени  в ней происходит по линейному закону.

Величина посто нного перепада давлени  на сопротивлении задаетс  путем подачи посто нного давлени  Р з в камеру В трехмембранного элемента 13 сравнени . Дл  формировани  пневматического сигнала в зоне действи  отраженной колеблющейс  струи установлен струйный элемент типа трубка-трубка, на выходе которого по вл ютс  колебани . При по влении давлени  на выходе усилител  6 по каналу 8 струйного реле 9 поступает сигнал, запрещающий прохождение сигнала с выхода 20 в приемный канал 21.

Использование предлагаемого устройства дл  измерени  поверхностного нат жени  жидкостей позвол ет повысить надежность измерений пожаро- и взрывоопасных сред, а также упростить конструкцию за счет применени  стандартных устройств мембранной и струйной пневматических техник.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  поверхностного нат жени  жидкостей, содержащее струйную трубку, блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состо ни  в неустойчивое и расходомер , отличающеес  тем, что. с целью повы шени  надежности при измеремин ,пожарои взрывоопасных сред, блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из

устойчивого состо ни  в неустойчивое содержит струйный элемент трубка-трубка, два струйных реле, реализующих логическую функцию «Запрет, усилитель, генератор линейно нарастающего давлени , дроссель и источник посто нного расхода воздуха,

причем выход струйного элемента трубкатрубка подключен к одному из входов первого струйного реле, реализующего логическую функцию «Запрет, к другому входу которого присоединен выход второго струйного реле, реализующего логическую функцию «Запрет, при этом выход первого струй ного реле соединен со входом усилител , выход которого подключен ко входу генера ,тора линейно нарастающего давлени  и соединен с одним из входов второго струйного

реле, реализующего логическую функцию «Запрет, к другому входу которого подключен выход генератора линейно нарастающего Ьавлени , который также соединен через дроссель и расходомер со входом струйной трубки, а ко входу расходомера подключен источник посто нного расхода воздуха.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что струйна  трубка расположена в центральной плоскости, перпендикул рной к оси струйного элемента трубка-трубка.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 265551, кл. G 01 N 13/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 527638, кл. G 01 N 13/02, 1975 (прототип ).