При измерении плотностижидкости широко применяют весовые методы, основанные на взвешивании участка трубопровода с исследуемой жидкостью, метод гидростатического давления и барботажный метод, метод поплавка, вибрационный и радиоизотопный метод. Широко применяют также и ареометрический метод.
.files/image941.jpg)
Рис. 9.2 Плотномер с использованием весоизмерительного устройства: 1, 2 – спиральная и подводящая трубки, 3 – отводящая трубка.
Непрерывные методы измерения плотности основаны на взвешивании протекающей через емкость постоянного объема контролируемой среды. При этом должна обеспечиваться подвижность мерной емкости. Для этой цели могут применяться гибкие гофрированные шланги (сильфоны), обеспечивающие подвижность измерительного участка в вертикальном направлении. Для повышения точности используют принцип силовой компенсации измеряемого веса жидкости.
.files/image943.jpg)
Рис. 9.1 Измерение плотности жидкости взвешиванием подвижного участка трубопровода: 1 – контролируемая среда, 2 – эталонная жидкость для компенсации веса измерительной системы, 3 – эластичное соединение с трубопроводом, 4 – дифференциально-трансформаторный преобразователь, 5 – плунжер, 6 – обмотка, 7 – трубопровод.
Гидростатические методы основаны на использовании зависимости между плотностью жидкости и ее гидростатическим давлением на определенной глубине. При постоянной высоте столба жидкости ее гидростатическое давление служит мерой плотности среды. Давление столба жидкости измеряют с помощью непрерывного барботажа через нее не взаимодействующего с ней газа, давление которого пропорционально давлению столба жидкости.
На рисунке показана схема дифференциального гидростатического плотномера. Исследуемая жидкость непрерывно протекает через сосуд 1, в котором поддерживается постоянный уровень. Сосуд 2 заполнен до постоянной отметки эталонной жидкостью с известной плотностью. При известных глубине погружения трубки и плотности эталонной жидкости показания дифманометра служат мерой плотности исследуемой жидкости.
.files/image945.jpg)
Рис. 9.3 Измерение плотности барботажным методом.
В устройствах, в качестве чувствительного элемента которых используется поплавок определенной формы и постоянного веса, мерой плотности служит глубина его погружения в контролируемую среду. Такое устройство состоит из измерительного стакана с помещенным в него металлическим поплавком. Контролируемая среда подается и отводится через штуцеры с дросселями, ограничивающими скорость поступления жидкости в емкость. Специальные экраны в емкости исключают возможность появления завихрений потока жидкости. Изменение плотности жидкости обусловливает изменение высоты подъема поплавка и перемещение соединенного с ним плунжера дифференциально-трансформаторного преобразователя.
.files/image947.jpg)
Рис. 9.4 Поплавковое устройство для измерения плотности жидкости.
Основным преимуществом радиоизотопных плотномеров является бесконтактность измерений, что облегчает определение плотности агрессивных и вязких сред, особенно находящихся при высоких температурах и давлениях. Гамма – излучение проходя через контролируемую среду ослабляется в зависимости от ее плотности и, поступая в ионизационную камеру, вызывает изменение тока в измерительной цепи. Рабочее изменение тока ионизации незначительно по сравнению с его номинальным значением и не стабильно во времени (зависит от активности источника), что требует использования компенсационного метода измерения.
.files/image949.jpg)
Рис. 9.5 Радиоизотопное устройство для измерения плотности жидких сред: 1 – вторичный прибор, 2 – ионизационная камера,
3 – контролируемая среда, 4 – источник излучения, 5 – регулятор интенсивности излучения, 6 – компенсационная камера, 7 – резистор, 8 – усилитель, 9 – термометр, 10 – вычислительное устройство.
Используют также различные косвенные методы измерения плотности. Например, в бумажной промышленности плотность материала определяют путем измерения усилия срезывания потока. Мерой плотности может служить величина крутящего момента крыльчатки, помещенной в движущийся поток. Плотность среды определяют также по величине ее диэлектрической проницаемости.
