сильфоне 5 растет до момента восстановления исходного положения равновесия трубы.

Минимальный диапазон измерений равен 0,05 г/см.

Вид А

Иа бторичный npuffop

Рис. 329. Схема весового плотномера:

/ -и-образная труба; 2 -рычаг с заслонкой; 3 -сопло; 4~ мебранный усилитель пневматического сигнала; 5 - сильфон обратной связи; 6 - неподвижный патрубок; 7 - гибкий соединительный элемент

§ 174. Гидростатические плотномеры

Действие гидростатических плотномеров основано на том, что давление Р в жидкости на глубине Н от поверхности

P = gHp,

(134)

где Q - плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения.

Как видим, давление столба жидкости неизменной высоты является мерой плотности.

Гидростатические плотномеры делятся на две группы: 1) непосредственно измеряющие давление столба жидкости; 2) измеряющие давление столба жидкости косвенным путем.

Чтобы исключить влияние колебаний уровня жидкости, применяют дифференциальный метод, измеряя разность давлений АР двух столбов жидкости разной высоты

AP=ghp,

(135)

где h - разность высот столбов жидкости.

Дифференциальный плотномер с непосредственным измерением давления жидкости в вертикальном трубопроводе или резервуаре представляет собой два преобразователя давления, установленных на определенном расстоянии друг от друга (по вертикали) и подключенных к дифманометру.

Обычно диапазон измерений, на который должен быть рассчитан плотномер, невелик, а нижний предел измерений далек от нуля, в то время как нижний предел показаний дифманометра равен нулю. Следовательно, участок, занимаемый шкалой плотности, получается очень коротким, что снижает точность измерений. В целях получения необходимой точности применяют устройства для компенсации балластного перепада давления, соответствующего минимальной плотности жидкости в измеряемом интервале [1], или используют дифманометр с безнулевой шкалой (с подавленным нулем).

Значительное распространение получили гидростатические плотномеры с косвенным измерением давления при непрерывной продувке инертного газа (или воздуха) через исследуемую жидкость. Приборы содержат погруженную в жидкость вертикальную трубку, по которой непрерывно пропускается газ (воздух) так.

Газ

Рис. 330. Схема дифференциального плотномера с продувкой газа

что он выходит из трубки отдельными пузырьками; давление газа прямо пропорционально плотности жидкости, так как давление столба жидкости, которое должны преодолеть пузырьки газа, пропорционально ее плотности.

Достоинства этих приборов: измерительная часть прибора не погружается в жидкость; возможно применение для вязких, загрязненных, кристаллизующихся и агрессивных жидкостей; показания не зависят от скорости потока жидкости и ее поверхностного натяжения; удобно передавать показания на расстояние.

Если постоянство уровня жидкости не может быть обеспечено, применяют дифференциальный гидростатический плотномер, схема которого показана на рис. 330. В резервуар 3 вертикально опуще-

ны две трубки 2 и 5, глубина погружения которых различна, причем расстояние h (по вертикали) неизменно. Через обе трубки непрерывно пропускается газ (воздух) с небольшим, но постоянным и одинаковым расходом, который регулируют при помощи вентилей 4. Разность давлений газа в трубках, равная давлению столба жидкости высотой h, пропорциональна плотности жидкости и измеряется дифманометром /. Как и в рассмотренном плотномере с непосредственным измерением давления, должна быть предусмотрена компенсация балластного перепада давления.

Гидростатические плотномеры обладают сравнительно низкой точностью: погрешность, отнесенная к диапазону показаний по шкале, достигает ± (2-4) %

Для поверки гидростатических плотномеров с продувкой газа на месте их установки применяют устройство, описанное в работе [6].

§. 175. Радиоизотопные плотномеры

Радиоизотопные плотномеры относятся к так называемым бесконтактным приборам (чувствительный элемент не вводится в измеряемую среду). Их целесообразно применять для измерения плотности агрессивных или весьма вязких жидкостей, пульп и жидкостей, находящихся под высоким давлением или имеющих высокую температуру, однако лишь в тех случаях, когда другие рассмотренные выше приборы практически неприменимы.

Важным достоинством радиоизотопных приборов является возможность контроля за ходом технологического процесса в труднодоступных местах.

Датчик прибора содержит источник у-излучения (изотопы це-зий-137, стронций-30, кобальт-60 и др.) и приемник излучения, располагаемые по обе стороны трубопровода (резервуара) на линии -его диаметра, у-излучение представляет собой электромагнитные

О

колебания с очень малой длиной волны (до 0,4 А). Интенсивность у-излучения, прошедшего через измеряемое вещество и зарегистрированного приемником, при прочих равных условиях является экспоненциальной функцией плотности.

В качестве приемника излучения в современных плоттгомерах используют ионизационную камеру. Для примера на рис. 331 приведена схема автокомпенсационного радиоизотопного плотномера ПЖР-5 с дифференциальной ионизационной камерой. Лучи от основного источника / излучения (цезия-137) проходят через контролируемую жидкость 2 и поступают в основное отделение 3 ионизационной камеры, а лучи от вспомогательного источника Ю, пройдя через компенсационный металлический клин 9, попадают во второе отделение 6 камеры.

Разностный сигнал, вызванный изменением плотности жидкости, после усиления в электронном усилителе 4, поступает в реверсивный двигатель 7, который поворачивает клин до момента полу-

9. 611