Автоматическое определение плотности

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1561

Плотность – одна из основных физических характеристик качества вещества, численно равная массе единицы объёма. В международной системе единиц (СИ) плотность выражается в кг/м³. иногда применяют относительную плотность, которая представляет собой отношение плотности данного вещества к плотности другого вещества при определённых физических условиях. Относительная плотность есть величина безразмерная. В качестве вещества для сравнения при определении относительной плотности жидких и твёрдых веществ используют плотность дистиллированной воды при 4°С, которая равна 1000 кг/м³. Для определения относительной плотности газов используют плотность воздуха при 0°С, которая равна 1,293 кг/м³. Плотность нефти и нефтепродуктов определяют при 20°С и относят к плотности воды при 4°С. Приборы для измерения плотности называют плотномерами. В зависимости от метода измерения их подразделяют на поплавковые, весовые, пьезометрические, радиационные и ультразвуковые.

Поплавковый плотномер (ареометр) представляет собой стеклянный цилиндрический герметично запаянный сосуд, в нижней части утяжелён свинцовой дробью, а в верхней – расположена градуированная шкала. На рисунке 17.1 показаны два типа ареометров: цилиндрический и веретенообразный.

Рисунок 17.1- Ареометры: (а) – цилиндрический, (б) – веретенообразный.

Поплавковые плотномеры подразделяются на денситометры, у которых шкала градуирована в единицах плотности с ценой деления от 0,0001 до 0,02 г/см³, и ареометры – для измерения концентрации вещества в растворе, например спиртометр.

Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда, согласно которому тело при погружении его в жидкость испытывает действие выталкивающей силы, равной весу вытесненной телом жидкости. Глубина погружения, при которой ареометр приходит в равновесие и начинает плавать, зависит от плотности жидкости: чем больше плотность, тем меньше глубина погружения ареометра.

Автоматический плотномер с плавающим поплавком, представленный на рисунке 17.2, содержит металлический поплавок 6, связанный с сердечником дифференциально-трансформаторного преобразователя 3, измерительный сосуд 7, снабжённый переливным устройством, контрольный сосуд 2, обеспечивающий постоянство напора и перелива жидкости в измерительный сосуд по трубе 1, термометр сопротивления 8, включённый в схему измерительного моста 4, выходной сигнал которого передаётся на вторичный показывающий прибор 5, градуированный в единицах плотности.

1- труба; 2- контрольный сосуд; 3- дифференциально-трансформаторный преобразователь; 4 – измерительный мост; 5- вторичный показывающий прибор; 6- металлический поплавок плотномера; 7 - измерительный сосуд; 8- термометр сопротивления.

Рисунок 17.2 - Схема автоматического плотномера с плавающим поплавком.

При измерениях плотности жидкости происходит вертикальное перемещение поплавка, а следовательно, и изменение положения сердечника в индукционных катушках преобразователя, которое приводит к изменению сигнала, передаваемого на измерительный мост и ко вторичному прибору.