Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 50
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ИСЛАМ КАРИМОВ ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
"ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИЗАЦИИ"
ОТДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
из "Компьютерных систем и сетей".
"ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ HTML И CSS. РАЗРАБОТКА СЕТИ"
КУРСОВАЯ РАБОТА
Сделано: -------------------------------
Принято: ------------------------------
Ташкент – 2022
Методы поверки приборов для измерения гидростатической плотности
План:
Введение.
• Инструменты измерения плотности
II. Главная часть:
• Типы приборов для измерения гидростатической плотности.
• Методы поверки приборов для измерения гидростатической плотности.
• Современные гидростатические плотномеры.
III. Краткое содержание
IV. Использованная литература.
Входить
Плотность веществ является одним из основных параметров, характеризующих качество технологического продукта, а в ряде случаев и его состава. Автоматические приборы для измерения плотности являются важными элементами комплексной автоматизации ряда процессов в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Например, контроль и управление испарителями, абсорберами, дистилляционными, ректификационными устройствами и другим оборудованием требует постоянного измерения плотности. На некоторых производствах измеряют плотность жидкостей с целью определения концентрации растворенных веществ.
Отношение массы вещества к его объему называется плотностью, т.е.
где r — плотность, кг/м3, t — масса вещества, кг; V – объем вещества, м3.
Плотность жидкости зависит от температуры и рассчитывается по следующей формуле при нормальной (20°С) температуре:
где rt — плотность жидкости при рабочей температуре, кг/м3; б - средний коэффициент объемного теплового расширения жидкости 1/°С; t – температура жидкости, °С.
Плотномер - номер участка-денситометр
Для измерения плотности жидкостей в промышленности наибольшее распространение получили гидростатические, гидростатические и радиоизотопные плотномеры, обычно называемые технологическими плотномерами.
Ультразвуковые лабораторные плотномеры также используются в промышленности. К лабораторным плотномерам относятся аэрометры, пикнометры и гидростатические весы.
Экранные или ареометрические плотномеры строятся по закону. Архимеда, масса жидкости, вытесняемой ареометром, равна массе ареометра. Такие измерительные приборы имеют погрешность 0,2-2% в диапазоне отображения плотности.
Весовые плотномеры основаны на постоянном отборе известного объема жидкости и имеют погрешность 0,5-1%.
Гидростатические плотномеры основаны на измерении давления, создаваемого столбом жидкости постоянной высоты, с погрешностью 4%.
Принцип работы радиоизотопных плотномеров основан на определении ослабления пучка излучения, подаваемого на слой жидкости в результате его поглощения, погрешность 2%. Виброплотномеры работают на основе зависимости резонансных частот колебаний, вызываемых в жидкости, от плотности жидкости, погрешность составляет (1-2)·10-4 г/см3.
Ультразвуковые денситометры основаны на зависимости скорости звука в средах от плотности сред, погрешность таких приборов составляет около 5 %.
Лабораторные плотномеры применяются для периодического измерения относительной плотности веществ. В основном это аэрометры, пикнометры и гидростатические весы.
Ареометры делятся на типы постоянной массы и постоянного объема. Ареометры постоянной массы состоят из балласта, соединенного со шкалой плотности, и термометра. Постоянные имеют балласт, соединяющий знак и каменную плиту.
- Денсиметры - это ареометры постоянной массы, отградуированные в единицах плотности.- в эту же группу входят приборы для определения концентрации растворов
, только их шкалы градуированы в процентах по объему или по массе. К таким приборам относятся лактометр (измеряет жирность молока), спиртометр (измеряет количество спирта в воде), сахарометр (определяет количество сахара в сиропах).
Для измерения плотности твердых тел необходимо дважды измерить их массу. При первом измерении его в воздухе этот результат нужен для определения его массы. Второй раз — в жидкости, плотность которой заранее известна. Часто используют дистиллированную воду. По разнице результатов измерений в воде и на воздухе определяют объем твердого тела.
Гидростатические измерения показывают разные уровни точности измерений в аналитическом, техническом и пробном масштабах. Большая часть измерений проводится на скорых весах, их точность ниже. Примерами таких шкал являются шкалы Мора и Вестфалии.
Плотномеры с щитками используют зависимость архимедовой силы, действующей на щиток, от плотности жидкости. Эти устройства имеют плавающий и полностью тонущий щит. В приборах первого типа качество измерения плотности зависит от глубины погружения экрана. Во втором типе устройств глубина грузила не изменяется, измеряется только его толкающая сила, и эта сила пропорциональна плотности жидкости.
В плотномерах первого типа вес колбы уравновешивается толкающей силой, действующей на колбу со стороны среды с плотностью r и среды с плотностью r0 на поверхности жидкости. Когда щит находится в равновесии, толкающая сила равна весу щита. При этом каждому значению плотности исследуемой среды соответствует определенная глубина погружения экрана.
Гидростатические плотномеры. Гидростатические плотномеры служат для измерения давления столба жидкости постоянной высоты.
Гидростатические плотномеры получили широкое распространение, поскольку эти приборы имеют простую конструкцию и в датчиках, установленных в анализируемой жидкости, отсутствуют движущиеся части. Принцип их действия следующий. Давление P на глубине H относительно поверхности жидкости выражается следующим образом:
P = ρ
g H,где r - плотность жидкости, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2.
Если высота столба жидкости N постоянна, то давление R является мерой плотности жидкости. В гидростатических плотномерах давление столба жидкости обычно измеряют, непрерывно пропуская через жидкость инертный газ (воздух). Давление этого газа (воздуха) пропорционально давлению столба жидкости (пьезометрические плотномеры). Измерение давления столба жидкости таким способом дает возможность передавать показания на расстояние. Инертный газ-вытеснитель выбирается в соответствии с характеристиками жидкости. Расход топлива не должен быть большим и постоянным, так как изменение расхода может привести к дополнительным погрешностям измерения.
Обычно измеряют разность давлений в двух столбах жидкости на разной высоте (дифференциальный метод). Это исключает изменения уровня, влияющие на точность измерения плотности,
где P1 и P2 – давления столбов жидкости, Па; H1 и H2 – высота уровня столба жидкости, м.
В пезометрическом дифференциальном двухжидкостном плотномере с постоянным приводом воздуха (инертного газа) проверяемая жидкость непрерывно вытекает из емкости 1, уровень жидкости в этой емкости поддерживается постоянным. Емкость с постоянным уровнем наполнена двумя эталонными жидкостями известной плотности. Инертный газ проходит сквозь исследуемый слой жидкости по трубке 3 и выходит из прибора. Тот же инертный газ проходит через стандартный слой жидкости
по Рисунок 1
трубке 4, затем проходит через известный слой испытуемой жидкости по дополнительной трубке 5 и выходит из прибора.
Схема пьезометрического плотномера
Глубина погружения пьезометрических трубок и плотность стандартной жидкости
если она известна, то показания дифференциального манометра 6 будут мерой плотности исследуемой жидкости.
Согласно этой формуле показания диффманометра будут следующими:
Плотность стандартной жидкости выбирается близкой к плотности исследуемой жидкости. Тогда h0=h, перепад давления ∆P=0; тогда плотность исследуемой жидкости минимальна. Если плотность исследуемой жидкости максимальна, то перепад давления будет иметь максимальное значение.
В приборе емкость с эталонной жидкостью 2 расположена над емкостью с исследуемой жидкостью 1. Температурная компенсация обеспечивается автоматически, если температурный коэффициент эталона и тестируемой жидкости одинаковы и их температуры равны.
Гидростатические плотномеры предназначены для диапазона измерений 900...1800 кг/м3 в промышленности. Основная погрешность этих приборов составляет ±4%.
Сильфонные, тензометрические, хемотронные и другие преобразователи плотности относятся к типам гидростатических плотномеров.
Изменение плотности среды, измеряемой сильфонными плотномерами, вызывает деформацию других элементов, размещенных в контролируемом контейнере.
Рисунок 2
Схема измерения плотности типа PJS.
Сильфоны 11 и 14 размещены внутри измерительной камеры на определенном расстоянии друг от друга и соединены с вентилем 13. При изменении плотности жидкости внутри измерительной камеры изменяется деформация сильфона и коромысло поворачивается вокруг своей базовой точки. Коромисло 13 соединен с Т-образным рычагом I унифицированного пневмовыключателя через угловой рычаг 9. Мембрана 10 обеспечивает герметичность на выходе из рычага. В выходной конструкции учтена возможность поворота рычага 9.
Внутренние пространства сильфонов 11 и 14, а также сильфонов 12, предназначенных для компенсации погрешности, вызванной изменением температуры измеряемой жидкости, соединены последовательной вентильной трубкой. Сильфон заполнен регулируемой жидкостью минимальной плотности. Плотномер ПДС-П позволяет измерять плотность в диапазоне 500-2500 кг/м3 На рисунке 3 представлена схема тензометрического плотномера. Контролируемая жидкость непрерывно поступает в емкость 1 через штуцер 2 и выходит из нее через нагнетательный патрубок 3, благодаря чему емкость всегда находится на одном уровне. Внутри основной емкости 1 находится емкость 4, заполненная эталонной жидкостью, плотность которой должна быть равна минимальной плотности контролируемого продукта. Стандартная жидкость поступает через отверстие 5, а избыток уходит через сливной патрубок 6. При этом достигается постоянство уровня, компенсация балластного давления и изменения температуры.
