Плотномеры. 
Метрология и измерительная техника. 
Микропроцессорные анализаторы жидкости

Плотность р — величина, определяемая для однородного вещества его массой (лат. massa — букв, глыба, ком, кусок) т в единице объема V

Плотность неоднородного вещества в определённой точке — предел отношения массы тела т к его объёму V, когда объём стягивается к этой точке, т. е.

и выражается в кг/м³.

Удельный вес у — это вес единицы объёма вещества. Плотность и удельный вес связаны между собой отношением.

Размерность плотности составляет.

g- ускорение свободного падения.

Плотномер — прибор для измерения плотности веществ. Наиболее распространены плотномеры для измерения плотности жидкости. Их делят на следующие:

• — поплавковые;
• — весовые;
• — гидростатические;
• — вибрационные;
• — ультразвуковые.

Среди плотномеров наибольшее распространение получили поплавковые плотномеры. При этом используют два метода измерений:

• — основанный на измерении выталкивающей силы, действующей на поплавок известной массы и объёма;
• — основанный на определении нулевой плавучести поплавка.

Во втором способе определяют момент равенства суммы веса поплавка и действующей на него силы весу объёма жидкости, вытесненной поплавком.

Измеритель плотности растворов ИПР-2 (рис. 6.5) реализует первый метод измерения. В нём выталкивающая сила, действующая на поплавок, компенсируется усилием, возникающим при деформации плоской пружины.

Рис. 6.5. Измеритель плотности растворов ИПР-2.

Плотномер ИПР-2 применяют в качестве стационарного промышленного средства измерений плотности и температуры агрессивных растворов кислот, солей, щелочей, органических растворителей и нефтепродуктов непосредственно в технологических процессах.

Плотномер имеет три функционально независимых канала:

• — измерения плотности анализируемой среды;
• — измерения температуры анализируемой среды;
• — приведения измеренной плотности к заданному значению температуры.

Плотномер имеет два режима работы:

• — измерение плотности анализируемой среды при её фактической температуре и одновременное измерение температуры анализируемой среды;
• — приведение измеренной плотности к заданному значению температуры и измерение температуры анализируемой среды.

Приведение показаний к установленному значению температуры осуществляется с помощью встроенного микропроцессора по заданной программе с ручным вводом температурного коэффициента и температуры приведения.

Плотномер имеет цифровую индикацию, выходные аналоговые и кодированные сигналы в каналах измерения плотности и температуры.

Плотномер ИПР-2 имеет следующие технические характеристики:

— диапазон измерений плотности, кг/м³ ИПР-2А 0−50.

ИПР-2Б 0 — 100; ИПР-2 В 0 — 250.

— основная погрешность:

канала измерения плотности, % ±2.

канала измерения температуры, % ±0,6.

• — давление анализируемой среды, МПа, не более 2,5
• — температура, °С -30 — 120
• — глубина погружения чувствительного элемента:

для проточного исполнения, мм, не более 330.

для погружного исполнения, мм, не более 2.500.

— габаритные размеры первичного преобразователя:

для проточного исполнения, мм, не более 12.

для погружного исполнения, мм, не более 20.

— габаритные размеры измерительного блока, мм 115×181×350.

— масса прибора:

для проточного исполнения, кг, не более 12.

для погружного исполнения, кг, не более 20.

— потребляемая мощность, В А, не более 15.

Недостатком этого плотномера является то, что измерительная пружина находится в анализируемом растворе.

Измеритель плотности растворов КПР-1 (рис. 6.6) использует второй способ измерения.

Прибор является устройством периодического действия. На поплавок действует сумма веса поплавка, выталкивающей силы и силы, действующей со стороны электромагнитной системы первичного измерительного преобразователя. В первый период через магнитную систему пропускают максимальный ток, при этом поплавок притягивается к магнитной системе. После этого ток в магнитной системе уменьшают до тех пор, пока не произойдет отрыв поплавка от магнитной системы. Ток, при котором происходит отрыв, измеряют, и по его величине тока судят о плотности анализируемой жидкости. Достоинством такого плотномера является отсутствие механической связи поплавка с измерительный системой, что позволяет использовать его в очень агрессивных растворах.

Рис. 6.6. Измеритель плотности растворов КПР-1.

Плотномер КПР-1 имеет следующие технические характеристики:

• — диапазон измерений плотности, кг/м³ 500 — 2.500
• — основная абсолютная погрешность

измерения плотности, кг/м³ ±2.

измерения температуры, °С ±2.

На рис. 6.7 показан погружной датчик плотномера КПР-1, а на рис. 6.8 — проточный.

Рис. 6.7. Погружной датчик плотномера КПР-1.

Рис. 6.8. Датчик плотномера КПР-1 в проточном исполнении.