Манометрический плотномер

Манометрический метод измерения плотности основан на том, что давление жидкости р на глубине Н от поверхности равно массе столба жидкости при площади основания 10^-4 м²: р = ρ·g·Н. Тогда ρ = р/(g·Н).

При неизменной высоте столба жидкости давление является мерой её плотности. Измерение давления столба жидкости производится аналогично измерению уровня жидкости манометрическим уровнемером (рис.в) при условии постоянного уровня. Плюсовая камера дифференциального манометра 3 соединена трубкой 2 с уравнительным сосудом 1, а минусовая камера – с нижней частью водяного пространства резервуара трубкой 4. Уровень жидкости в сосуде 1 поддерживается постоянным и её плотность можно определить по показаниям дифманометра.

Погрешность таких плотномеров составляет ±3%.

Ультразвуковой плотномер

В ультразвуковых плотномерах используется зависимость скорости распространения ультразвука в жидкости от её плотности. Измеряя скорость распространения ультразвуковых колебаний, можно судить о её плотности.

Радиоизотопный плотномер

Радиоизотопные методы измерения плотности основаны на измерении поглощения γ-излучения радиоактивного источника при прохождении лучей через вещество, которое изменяется в зависимости от изменения его плотности.

Схема радиоизотопного плотномера приведена на рис.г. На участке трубопровода 5, в котором протекает исследуемая жидкость, устанавливается источник излучения 4 и счётчик 6. В качестве излучателя применяется радиоактивный изотоп 60Со; γ-излучатель 4 размещается на диске 2, вращающемся от двигателя 3. Излучение попеременно попадает на один и тот же сцинтилляционный счётчик 6: то через трубопровод 5, то через компенсационный клин 1. Со счётчика 6 сигнал поступает на интегрирующее устройство 7 и усилитель переменного тока 8. Усиленный сигнал управляет реверсивным двигателем 9, который перемещает компенсационный клин 1 таким образом, чтобы потоки, попадающие на сцинтилляционный счётчик, были равны. Величина перемещения клина, с которым связана стрелка показывающего прибора, пропорциональна изменению плотности жидкости.

Метод просвечивания γ-лучами также находит широкое применение для определения плотности плит, бетонных блоков, грунтовых пульп и т.п.

Проточный виброчастотный плотномер для жидкостей (например, фирмы «Солартрон», Великобритания)

Снабжается сдвоенным камертонным резонатором из железоникелевых трубок. С обоих концов трубки приварены к общей пластине параллельно друг к другу.

Между трубками устанавливаются три катушки: одна возбуждающая колебания и две – воспринимающие.

Возбуждающая катушка, управляемая усилителем, колеблет трубки с собственной частотой, которая зависит от их массы в пересчете на единицу длины и является функцией плотности контролируемой жидкости.

Обе трубки резонатора колеблются в противофазе, поэтому работу системы можно сравнить с камертоном.

Трубки имеют высокий коэффициент затухания (порядка 3000), что обеспечивает стабильность частоты вибрации, которая составляет один импульс в минуту и даже меньше при нормальных условиях работы.

Размеры трубок таковы, что изменение плотности контролируемой жидкости на 1 кг/дм³ соответствует 20%-ому изменению периода колебания трубок.

Контролируемая жидкость течет непосредственно через прибор. Трубки соединены с корпусом прибора при помощи сильфонов, устраняющих температурные напряжения и влияние вибрации корпуса на вибратор. И чем быстрее идет затухание, тем больше вязкость.

Серия промышленных плотномеров “Solartron Mobrey” была разработана специально для использования в наиболее критичных местах современного производства.

Плотномеры выпускаются в трех модификациях:

• 7645 из нержавеющей стали, предназначенные для общего применения;

• 7846 из хастеллоя С22 для коррозионных сред;

• 7847, имеющие сертификат 3А, для пищевых продуктов.

Особенности:

• полностью укомплектованный прибор типа «поставь и забудь» для цифровых измерений плотности в целях контроля и управления;

• низкая стоимость при установке;

• прямой аналоговый (4-20мА) вывод плотности, базовой плотности или специальных величин (% твердых примесей, удельный вес и т.п.);

• связь по протоколу RS485/Modbus;

• возможность настройки на месте;

• прочность и надежность;

• программа для ПК для диагностики плотномера, ввода и регистрации данных.