Ареометрические плотномеры.

Плотномеры с плавающим поплавком.

Г – газ, П – поплавок

Выталкивающая сила:

Т.к. , то глубина погружения

Т.к. , тогда

Такие плотномеры выпускаются в качестве лабораторных. Чем тяжелее поплавок, тем выше чувствительность.

Плотномеры с полностью погруженным поплавком.

(1)

с – жесткость пружины

l₀ – начальная длина

- начальная плотность

;

Достоинство – статическая характеристика линейная.

Такие поплавки называются буйками. Используется система следящего статического уравновешивания.

Весовые плотномеры.

П ринцип действия основан на непрерывном взвешивании участка трубы постоянного объема, через которую протекает контролируемая жидкость. Они требуют установки на фундаменте, поэтому не очень удобны.

Гидростатические плотномеры.

П ринцип действия основан на измерении давления столба жидкости постоянной высоты.

Сосуд с переливом.

- плотность сравнительной жидкости

- плотность измеряемой жидкости.

Выходной сигнал – перепад давления.

При начальном значении плотности, сравнительная плотность берется так, чтобы перепад давления был равен нулю. Т.к. плотность зависит от температуры, то используют термокомпенсацию, т.е. сравнительный сосуд помещают внутри рабочего.

Недостаток – можно измерять только при атмосферном давлении..

Радиоизотопные плотномеры.

Принцип действия основан на измерении степени ослабления проникающей радиации, при прохождении через измеряемую среду. Проникающая радиация – гамма и рентгеновское излучение.

I – интенсивность выходного потока

I₀ – интенсивность входного потока

l – толщина просвечиваемого слоя

- массовый коэффициент ослаюления

Достоинства – ничего не надо вводить в измеряемую среду, т.е. ничего не засоряется, нет потерь – можно проводить измерения чистых жидкостей, пульп, суспензий.

В качестве источников излучения используют:

Co₆₀ – начальная энергия 1,25 МэВ, период полураспада 5,5 лет.

Cs₁₃₇ – начальная энергия 66 МэВ, период полураспада 33 лет, более точен.

В качестве приемников излучения используются сцинтилляционные счетчики, основанные на двойном преобразовании - квантов. Сначала они преобразуются в световую энергию, а затем в электрическую. В качестве сцинтилляционных кристаллов используют антроцен, иодид натрия и др.

С К – сцинтилляционный кристалл

ФЭУ – фотоэлектронный умножитель

И – изотопы

СД – синхронный двигатель

М – модулятор

К – ключи

Работой управляет СД.

Модулятор – свинцовый барабан, который вращается с постоянной скоростью с помощью СД, при этом замыкаются ключи.

Класс точности 0,5 – 1%.

Вибрационные плотномеры.

Обеспечивают высокую точность, не боятся вибраций и трясок, неприхотливы.

Принцип действия основан на измерении частот автоколебаний упругого элемента (резонатора) в зависимости от плотности контактирующей среды.

Резонаторы бывают:

• трубчатые

• пластинные

• оболочковые

О ни могут измерять давление как жидкостей, так и газов.

ЧМ – частотомер

Сигнал подается в положительную обратную связь

В - возбудитель, фаза в нем сдвинута на .

П – приемник

Частота колебаний определяется:

- коэффициент, зависящий от условий закрепления концов трубки

Е – модуль упругости

I – момент инерции поперечного сечения трубки

m – масса трубки

- плотность измеряемой среды.

Чтобы построить статическую характеристику нужно знать всего два параметра: и .

Такие плотномеры с одной трубой не выпускаются, т.к возникают реакции. Поэтому используют следующий прибор, в котором эти реакции компенсируются:

Мощность У – 0,5Вт.

В автоколебаниях требуются небольшие мощности.

Абсолютная погрешность 0,5 кг/м³ – очень маленькая.