Измерение плотности жидкости датчиком давления

ГК «Теплоприбор» – разработка, производство и комплексная поставка контрольно-измерительных приборов и автоматики — КИПиА.

Группа компаний (ГК) «Теплоприбор» (Теплоприборы, Промприбор, Теплоконтроль и др.) — это приборы и автоматика для измерения, контроля и регулирования параметров технологических процессов (расходометрия, теплоконтроль, теплоучёт, контроль давления, уровня, свойств и концентрации и пр.).

По цене производителя отгружается продукция как собственного производства, так и наших партнёров — ведущих заводов — производителей КИПиА, аппаратуры регулирования, систем и оборудования для управления технологическими процессами — АСУ ТП (многое имеется в наличии на складе или может быть изготовлено и отгружено в кратчайшие сроки).

Теплоприбор.рф — официальный сайт ГК «Теплоприбор» — это гарантия качества, сроков, справедливой стоимости и прайс-листа с актуальными ценами* (любое предложение на сайте не является публичной офертой).

География ГК «Теплоприбор»:
Москва, Рязань, Челябинск, Казань, Екатеринбург, Санкт-Петербург, Новосибирск, Нижний Новгород, Самара, Ростов-на-Дону, Уфа, Красноярск, Пермь, Воронеж, Белгород, Волгоград, Краснодар, Саратов, Тюмень, Томск, Омск, Иркутск, Улан-Удэ, Саранск, Чебоксары, Ярославль и другие города РФ, также мы работаем с Белоруссией, Украиной и Казахстаном.

Рекомендации как правильно выбрать, заказать и купить контрольно-измерительные приборы и автоматику (КИПиА), дополнительное/вспомогательное оборудование и защитно-монтажную арматуру, а также другую полезную и интересную информацию см. наши официальные сайты.

Работа и вакансии: в Московский офис (СЗАО, ст. метро Планерная, р-н Куркино (рядом МКАД и г. Химки) требуется менеджер по сбыту КИПиА, ЗП достойная, возможна удаленная работа оклад + %.
teplokip@yandex.ru

Новые публикации: Статья «Датчики давления. Сравнительный обзор видов, характеристик и цен.»

7.3.1.2. Плотномеры (датчики плотности)

ДТУ-2 уровень, температура, плотность

ультразвуковой датчик ДТУ-2 для измерений уровня, плотности и температуры дизельного топлива, Тис -40…+50°C, диапазон измерений уровня: до 2,3 м; кл. т. уровня ±0,25%, плотности ±0,5%, температуры ±1°С

Плотномер П-804 — диапазон измерения плотности среды, кг/м³ по жидкости до 2000 кг/м³, по газу до 160кг/м3, выход 4-20мА, RS485, кл.т. 0,5; 1%, давление 0,6-16МПа.

Плот-3М

Плотномер Плот-3М — давление жидкости 2,5Мпа (25кгс/см2) и максимальном расходе 1,5м3/ч., диапазон измеряемых плотностей от 420кг/м3 до 1600кг/м3, диапазон измеряемых температур от минус 40С до 85С, диапазон измеряемых вязкостей от 1,5 до 200мм2/с (сСт), питание от источника постоянного тока, установленного вне взрывоопасной зоны, через искрозащитный барьер «Бастион» при напряжение на вход от 6,5 до 15В, ток потребления не более 20мА.

Геозонд-20-ДД-2231-01Н

Преобразователь ГЕОЗОНД-20-ДД: диапазон измерения плотности 0 – 2,25Г/см3 (до 2250кг/м3); погрешность 0,25;0,5;0,6%; выход 4-20мА, база измерения — 160мм; глубина погружения 0,35…10м; температура измеряемой среды от +4°С до +80°С, температура окружающей среды от -50°С +60°С, питание-24В.

ИЭМ-300-Люк

Портативный люкоискатель ИЭМ-300-Люк (искатель металлических люков): автономный, для быстрого, удобного и безопасного определения местонахождения металлических люков, предметов из черных и цветных металлов, находящихся под слоем земли, асфальта, бетона, снега, льда и т. п. Вероятность обнаружения не менее 90%. Рабочая температура -5…+50С.

Плотномер — это прибор для непрерывного (или периодического) измерения плотности (датчик-преобразователь) веществ в процессе их производства или переработки, устанавливается непосредственно в технологических линиях или производственных агрегатах.

По принципу действия плотномеры для измерения плотности жидкостей (они наиболее распространены) делятся на следующие основные группы: поплавковые, весовые, гидростатические, радиоизотопные, вибрационные, ультразвуковые датчики-преобразователи плотности.

К Плотномерам примыкает группа приборов, предназначенных для измерения концентрации растворов (спиртомеры, сахаромеры, нефтеденсиметры, лактоденсиметры для определения жирности молока и др.).

Поплавковые Плотномеры-Ареометры бывают с плавающим поплавком (представляют собой Ареометр постоянной массы) или с погруженным поплавком (ареометр постоянного объёма). Погрешности плотномеров-ареометров этой группы в зависимости от конструкции составляют ±(0,2—2)% от диапазона значений плотности, охватываемого шкалой прибора.

Весовые плотномеры основаны на непрерывном взвешивании определённого объёма жидкости. Погрешность весовых датчиков-преобразователей плотности ±(0,5—1)%.

В гидростатических плотномерах мерой плотности ρ служит разность давлений Δр двух столбов жидкости разной высоты: Δр = ρgh, где g — ускорение свободного падения, h — разность высот столбов. Значение Δр измеряется либо непосредственно (датчиками давления или дифманометрами-перепадомерами), либо как разность давлений, необходимых для выдавливания пузырьков газа (воздуха) в жидкость на разной глубине. Погрешность гидростатических измерительных приборов достигает ±(2—4)% от диапазона шкалы прибора.

Действие радиоизотопных плотномеров основывается на определении изменения интенсивности пучка γ- или β-лучей в результате их поглощения или рассеяния слоем жидкости (ослабление пучка определяется, при фиксированной толщине слоя, плотностью жидкости).

Погрешность радиоизотопных датчиков плотности примерно 2% от диапазона шкалы прибора.

Датчик вибрационного плотномера содержит тело (полый цилиндр, пластина, камертон), которому извне сообщаются колебания. Определяется резонансная частота колебаний тела в веществе; эта частота тем меньше, чем больше плотность контролируемого вещества. Погрешность вирационных датчиков плотности ±(1—2)․10-4 г/см3.

Действие ультразвукового плотномера основано на зависимости скорости звука с в среде от её плотности и сжимаемости (скорость звука обратно пропорциональна квадратному корню из произведения плотности на сжимаемость жидкости). Погрешность ультразвукового датчика-преобразователя плотности (2—5)% от диапазона шкалы.

Радиоизотопный, ультразвуковой, вибрационный и ряд др. методов могут быть применены для определения плотности твёрдых и газообразных веществ.

Рекомендации как правильно выбрать, заказать и купить приборы.
* Рекомендуем уточнять цены на момент выписки счета, т.к. реальная стоимость продукции может незначительно отличаться от заявленной в силу периодичности обновления прайс-листа, объема заказа, условий поставки и других факторов. Оптовая цена указана на базовые исполнение без учета НДС, стоимости дополнительного оборудования, услуг, расходов на тару-упаковку и доставку. Действует гибкая система скидок и спец. предложений.

Внимание! Будьте осторожны при выборе поставщика — на рынке КИПиА имеются дешевые некачественные копии: аналоги, подделки и восстановленные неликвиды, лишенные должного сервиса, гарантии, с меньшими или истекающими сроками поверки или в неполной комплектации.
Подробнее о контрафакте
Предупреждение о воровстве контента

Источник

Измерение плотности жидкости датчиком давления

Предназначены для непрерывного измерения плотности и концентрации жидкости в технологических процессах . Имеют взрывозащищенное, искробезопасное, пищевое и другое множество исполнений. Подробнее >>

DT302 Плотномер Foundation Fieldbus

Цифровой полевой датчик плотности с протоколом Foundation Fieldbus, разработанный для непрерывного измерения плотности и концентрации жидкости в режиме реального времени. Преобразователь плотности устанавливается непосредственно в технологический процесс, поэтому отбора проб для проведения измерений не требуется . Подробнее >>

DT301 Плотномер 4-20 мА / HART

Преобразователь плотности с выходом 4-20 мА и поддержкой цифрового протокола HART, разработанный для постоянного измерения концентрации и плотности жидкостей непосредственно в технологическом процессе . Подробнее >>

DT303 Плотномер Profibus

Преобразователь плотности может быть интегрирован в любую PROFIBUS систему автоматизации. Прибор устанавливается непосредственно в точке измерения: на стенке резервуара, на верхней части емкости или врезается в трубопровод . Подробнее >>

Плотномеры / Преобразователи плотности / Датчики плотности

Измерение плотности

Измерение плотности и концентрации жидкости с помощью оборудования SMAR — это простое и эффективное решение, которое будет служить безотказно в течение долгих лет. Плотномеры применяются в самых различных отраслях промышленности, для самых различных сред: пива, напитков, фармацевтической продукции, косметики, нефти и нефтепродуктов, химических сред, дизельного топлива и многих других.

В каждой модели плотномера воплощен многолетный опыт, каждая модель — это передовой датчик плотности и концентрации, с богатыми коммуникационными возможностями.

Преобразователи плотности SMAR выгодно отличаются следующими особенностями:

1. Приборы могут быть интегрированы в любую промышленную SCADA.
2. Наличие санитарного (пищевого исполнения).
3. Автоматическая компенсация плотности по температуре.
4. Наличие взрывозащищенного исполнения.К
5. Полная готовность к эксплуатации, калибровка по месту не требуется.

Погружные плотномеры — датчики плотности SMAR предназначены для автоматического измерения плотности жидкостей в стационарных резервуарах, включая пищевые продукты. Датчик плотности относится к классу электронных преобразователей давления. Датчики плотности SMAR имеют компактную конструкцию в виде отдельного прибора. Такой погружной плотномер можно использовать как отдельно, так и в составе АСУ ТП* для измерения плотности любых жидкостей.

Датчики-плотномеры SMAR также применяются для измерения плотности моторных масел, нефти и нефтепродуктов.

Источник

Глава 9. Приборы измерения плотности и вязкости

Глава 9. Приборы измерения плотности и вязкости.

9.1. Приборы для измерения плотности жидкости

Плотностью с вещества называют физическую величину, определяемую отношением массы m вещества к занимаемому им объему V:

Удельным весом г вещества называют физическую величину, определяемую отношением веса G вещества к занимаемому им объему V:

Удельный вес и плотность связаны соотношением

,

где g — ускорение свободного падения.

Справочные данные составляют по плотности, так как плотность тела не зависит от его местонахождения на поверхности Земли, а удельный вес зависит.

Относительную плотность жидкого вещества принято выражать отношением его плотности, взятой при нормальной температуре (20 °С), к плотности дистиллированной воды при температуре 4 °С.

Относительную плотность газа принято выражать отношением его плотности к плотности сухого воздуха, взятых при нормальных условиях.

Плотность жидкостей и газов уменьшается с увеличением температуры. Плотность газов увеличивается с увеличением давления, плотность жидкости практически от давления не зависит.

СИ плотности называются плотномерами. В настоящее время применяются весовые, поплавковые, гидростатические, вибрационные, радиоизотопные и др. плотномеры.

Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, принцип работы которого основан на Законе Архимеда.

Внешне измеритель представляет собой трубку, расширенную в нижней части. В качестве материала для ее изготовления используется стекло. В нижней (широкой) части находится балласт. На поверхности верхней (узкой) части нанесена измерительная шкала. Принцип работы очень прост. Измеритель опускается в исследуемую жидкость. Более глубокое погружение измерителя в вещество характерно для жидкостей с меньшей плотностью. Это учитывается при нанесении шкалы на трубку. Верхняя часть шкалы показывает меньшие значения, а нижняя – большие. Значение плотности определяется визуально. При этом показания смотрят по нижнему мениску.

9.2. Поплавковые плотномеры

Поплавковые плотномеры изготавливаются двух типов — с частично погруженным поплавком и с полностью погруженным поплавком.

В плотномерах с частично погруженным поплавком мерой плотности жидкости служит глубина погружения поплавка. В плотномерах с полностью погруженным поплавком глубина погружения буйка остается постоянной и изменяется действующая на него выталкивающая сила, пропорциональная плотности жидкости.

Рис.2. Схемы поплавковых плотномеров

Поплавок 1 со стержнем 2 размещен в емкости 3, через которую непрерывно прокачивается анализируемая жидкость. Перемещение поплавка со стержнем при изменении плотности жидкости преобразуется в унифицированный электрический сигнал с помощью преобразователя линейных перемещений 4.

Поплавковые плотномеры данной конструкции позволяют измерять плотность от 0,005 до 0,01 г/см3.

На рисунке показана схема поплавкового плотномера с полностью погруженным поплавком. Поплавок 1 размещен в емкости 2, через которую прокачивается анализируемая жидкость. Поплавок укреплен на рычаге, герметичность вывода которого из емкости обеспечивается сильфоном 3. Изменение выталкивающей силы, действующей на поплавок, преобразуется преобразователем силы 4 в унифицированный пневматический или электрический сигнал.

Поплавковые плотномеры данной конструкции позволяют измерять плотность от 0,5 до 1,2 г/см3.

Принцип действия этих плотномеров состоит в непрерывном взвешивании постоянного объема анализируемого вещества в некоторой емкости или трубопроводе. Таким образом, плотность определяется через удельный вес.

Наиболее распространен весовой плотномер жидкостей, схема которого показана на рисунке 3.

Рис.3. Схема весового плотномера. http://doidpo. /storage/auto/Methods%20and%20means%20of%20measurement/tutorial/theme6/part2.html

Чувствительным элементом плотномера служит U-образная трубка 1. Концы трубки через сильфоны 2 соединены с неподвижными патрубками, через которые подается анализируемая жидкость. Наличие сильфонов позволяет трубке прогибаться. Трубка соединена через тягу с силовым преобразователем 3.

При увеличении плотности жидкости увеличивается масса трубки, в результате чего она опускается, изменяя выходной сигнал преобразователя. Этот сигнал подается на вторичный прибор 4. Если в качестве силового преобразователя используется пневматический преобразователь, то измерительным прибором является манометр, шкала которого градуирована в единицах плотности. Весовые плотномеры позволяют измерять плотность в интервале 0,5–2,5 г/см3.

9.4. Гидростатические плотномеры

Принцип действия этих плотномеров основан на зависимости давления Р столба анализируемой жидкости или газа от плотности с этих сред:

,

где Н — высота столба жидкости или газа.

Схема гидростатического плотномера, принцип действия которого основан на измерении гидростатического давления путем продувки сжатого газа, показана на рис. Такие плотномеры также называются пьезометрическими.

В сосуде 1 установлены трубки 2 и 3 с различной глубиной погружения, в которые подается газ (обычно воздух). Через открытые концы трубок газ пропускается через анализируемую жидкость. Давление газа в трубках определяется гидростатическим давлением столба жидкостей, высота которого равна глубине погружения трубок. Разность давлений в трубках измеряется дифманометром (PD). Этот перепад определяется выражением

Наличие двух трубок позволяет исключить влияние на результат измерений изменение температуры и других факторов.

Рис.4. Схема гидростатического (пьезометрического) плотномера

9.5. Вибрационные плотномеры

Принцип действия этих плотномеров основан на зависимости частоты колебаний, сообщаемых камере с анализируемым веществом или телу, размещенному в нем, от плотности этого вещества. При этом камера с анализируемым веществом или тело, размещенное в нем, называется резонатором. Частота собственных колебаний резонатора, заполненного или находящегося в анализируемом веществе, описывается выражением

,

где f0 — частота колебаний резонатора при начальном значении плотности анализируемого вещества; k — константа, зависящая от конструкции резонатора.

Конструктивно различают проточные и погружные вибрационные плотномеры. В первых анализируемое вещество протекает через внутреннюю полость резонатора, во вторых — резонатор размещается в потоке анализируемого вещества.

Анализируемая жидкость поступает параллельно в трубки 1 и 2, установленные в сильфонах 3 и образующие резонатор плотномера. Система возбуждения и измерения колебаний состоит из катушки возбуждения 4, измерительной катушки 5, воспринимающей колебания трубок резонатора, и электронного усилиВыходной сигнал усилителя, пропорциональный плотности анализируемой жидкости, в виде частоты поступает во вторичный измерительный прибор 7. Диапазон измерений данного плотномера 0,69–1,05 г/см3.

Рис.5. Схема и внешний вид проточного вибрационного плотномера жидкостей.

9.6. Радиоизотопные плотномеры

Радиоизотопные плотномеры позволяют измерять плотность агрессивных, сильновязких, горячих и находящихся под большим давлением жидкостей бесконтактным способом. Их действие основано на ослаблении радиоактивного излучения с повышением плотности измеряемой жидкости.

г-излучение от источника излучения 1 проходит через слой жидкости в сосуде (трубопроводе) и попадает в приемник излучения 2, выходной сигнал которого подается на вторичный прибор 3. Интенсивность излучения, воспринимаемая приемником, зависит от плотности протекающей по трубопроводу жидкости: чем больше плотность, тем сильнее поглощение г-излучения и тем меньше сигнал на входе приемника. На величину этого сигнала будут влиять также толщина стенок сосуда (трубопровода), состав жидкости и другие факторы, уменьшающие излучение источника. Так как влияние этих факторов стабильно, оно учитывается путем введения в показания поправки, полученной при градуировке прибора.

Рис.6. Схема и внешний вид радиоизотопного плотномера

10. Измерение вязкости

Вискозиметры – это приборы для измерения вязкости.

Вязкостью называется свойство жидкостей и газов, характеризующее их сопротивление скольжению или сдвигу.

10.1. Капиллярные вискозиметры

В данном типе вискозиметров измеряют время прохождения известного объема исследуемой и эталонной жидкости через капиллярную трубку.

Рис.7. Капиллярные вискозиметры

Через капилляр пропускают одинаковые объемы эталонной и исследуемой жидкости. А затем находят отношение объемов:

где з0, з — вязкость соответственно стандартной и исследуемой жидкости, Па·с; с0, с — плотность соответственно стандартной и исследуемой жидкости, кг/м3; ф0, ф — время истечения соответственно стандартной и исследуемой жидкости, от уровня m1 до уровня m2.

10.2. Ротационные вискозиметры.

Принцип действия этих вискозиметров основан на измерении крутящего момента, возникающего на оси ротора, погруженного в измеряемую среду. Указанный крутящий момент описывается выражением:

где К — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции ротора вискозиметра; щ — угловая скорость вращения ротора.

Исходя из приведённого уравнения, крутящий момент однозначно определяет вязкость жидкости при постоянной угловой скорости.

Рис.8. Ротационный вискозиметр

Вращающийся с постоянной скоростью ротор 1 встречает сопротивление равномерному вращательному движению, на валу электродвигателя (ЭД) возникает тормозящий момент, пропорциональный вязкости среды, что вызывает соответствующее изменение электрических регистрируемых характеристик двигателя.

10.3. Вискозиметры с падающим шариком

Принцип действия этих вискозиметров основан на измерении скорости (или времени) движения шарика под действием сил тяжести и трения в анализируемой жидкости. Это движение описывается законом Стокса:

где v-скорость равномерного падения шарика; сш и сж — плотности материала шарика и жидкости;g — ускорение свободного падения;r — радиус шарика.

Рис.9. Шариковый вискозиметр ( Гепплера)

Анализируемая жидкость из трубопровода периодически прокачивается насосом Н по трубке 1 снизу вверх и при своем движении поднимает шарик 2 от нижней до верхней ограничительной сетки (3 и 4). При выключении насоса шарик падает в анализируемую жидкость. С помощью устройств 5 и 6 формируются электрические импульсы в моменты времени, когда шарик проходит две выбранные отметки, отстоящие друг от друга по высоте трубки на расстояние L. С помощью измерителя временных интервалов 7 измеряется отрезок времени между указанными импульсами, значение которого и определяет динамическую вязкость.

Рис.10. Вибрационные вискозиметры

Принцип действия этих вискозиметров основан на определении амплитуды вынужденных колебаний тела правильной геометрической формы, называемого зондом вискозиметра, при погружении его в исследуемую среду. В настоящее время широко применяются электронные вибрационные вискозиметры, в которых зонд совершает вынужденные колебания под воздействием импульсов электромагнитного вибратора со встроенным датчиком амплитуды. Амплитуду колебаний зонда при постоянной возбуждающей силе можно описать выражением

где k — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции зонда вискозиметра и типа исследуемой жидкости.

Рис.10. Вибрационный вискозиметр

Вибрационные вискозиметры имеют значительно большую по сравнению с ротационными вискозиметрами чувствительность, но более узкий диапазон измеряемых значений вязкости.

Источник