Технические измерения и приборы. Вопрос Преобразователи механических величин и системы дистанционной передачи
![]()
|
Измерение плотностей жидкостей и газов.Предел отношения массы элемента dM к его объему dV. ![]() Если среда однородна: ![]() ![]() Для жидкостей относительная плотность ![]() Для газов ![]() Для различных сред плотность зависит от давления и температуры ![]() Приборы – денсиметры (плотномеры). Поучили распространиение: Ареометрические (поплавковые). Весовые. Гидростатические. Радиоизотопные. Вибрационные. Ареометрические плотномеры.Плотномеры с плавающим поплавком. Г ![]() Выталкивающая сила: ![]() ![]() ![]() ![]() Т.к. ![]() ![]() Т.к. ![]() ![]() Такие плотномеры выпускаются в качестве лабораторных. Чем тяжелее поплавок, тем выше чувствительность. Плотномеры с полностью погруженным поплавком. ![]() ![]() ![]() с – жесткость пружины l0 – начальная длина ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Достоинство – статическая характеристика линейная. Такие поплавки называются буйками. Используется система следящего статического уравновешивания. Весовые плотномеры.П ![]() ринцип действия основан на непрерывном взвешивании участка трубы постоянного объема, через которую протекает контролируемая жидкость. Они требуют установки на фундаменте, поэтому не очень удобны. Гидростатические плотномеры.П ![]() Сосуд с переливом. ![]() ![]() Выходной сигнал – перепад давления. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() При начальном значении плотности, сравнительная плотность берется так, чтобы перепад давления был равен нулю. Т.к. плотность зависит от температуры, то используют термокомпенсацию, т.е. сравнительный сосуд помещают внутри рабочего. Недостаток – можно измерять только при атмосферном давлении.. Радиоизотопные плотномеры.Принцип действия основан на измерении степени ослабления проникающей радиации, при прохождении через измеряемую среду. Проникающая радиация – гамма и рентгеновское излучение. ![]() I – интенсивность выходного потока I0 – интенсивность входного потока l – толщина просвечиваемого слоя ![]() Достоинства – ничего не надо вводить в измеряемую среду, т.е. ничего не засоряется, нет потерь – можно проводить измерения чистых жидкостей, пульп, суспензий. В качестве источников излучения используют: Co60 – начальная энергия 1,25 МэВ, период полураспада 5,5 лет. Cs137 – начальная энергия 66 МэВ, период полураспада 33 лет, более точен. В качестве приемников излучения используются сцинтилляционные счетчики, основанные на двойном преобразовании ![]() С ![]() К – сцинтилляционный кристалл ФЭУ – фотоэлектронный умножитель И – изотопы СД – синхронный двигатель М – модулятор К – ключи Работой управляет СД. Модулятор – свинцовый барабан, который вращается с постоянной скоростью с помощью СД, при этом замыкаются ключи. Класс точности 0,5 – 1%. Вибрационные плотномеры.Обеспечивают высокую точность, не боятся вибраций и трясок, неприхотливы. Принцип действия основан на измерении частот автоколебаний упругого элемента (резонатора) в зависимости от плотности контактирующей среды. Резонаторы бывают: трубчатые пластинные оболочковые О ![]() ЧМ – частотомер Сигнал подается в положительную обратную связь В - возбудитель, фаза в нем сдвинута на ![]() П – приемник Частота колебаний определяется: ![]() ![]() Е – модуль упругости I – момент инерции поперечного сечения трубки m – масса трубки ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Чтобы построить статическую характеристику нужно знать всего два параметра: ![]() ![]() Такие плотномеры с одной трубой не выпускаются, т.к возникают реакции. Поэтому используют следующий прибор, в котором эти реакции компенсируются: Мощность У – 0,5Вт. В автоколебаниях требуются небольшие мощности. Абсолютная погрешность 0,5 кг/м3 – очень маленькая. |