Сигнализаторы плотности элегаза в интернет-магазине WIKA SHOP

Газоанализаторы

Приборы, предназначенные для определения процентного содержания компонента газовой смеси, называются газоанализаторами. Принцип их действия основан на изменении сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности смеси газов. Теплопроводность газовых смесей, состоящих из газов, не вступающих в реакцию друг с другом, примерно равна среднему арифметическому их составляющих.

Для смеси из двух газов

Сигнализаторы плотности элегаза в интернет-магазине WIKA SHOP

где Хсп, ХС1, Ха, — соответственно теплопроводности смеси и компонент; а и Ъ — процентное содержание компонента смеси.

Если необходимо определить процентное содержание газа, имеющего теплопроводность ХС1, в смеси с другим газом, имеющим теплопроводность ХС2, то выражение для ХС12 можно написать

Сигнализаторы плотности элегаза в интернет-магазине WIKA SHOP

т.е., измерив ХС12 смеси и зная табличные значения ^С1 в ХС2 газов, образующих смесь, можно определить а (процентное содержание одного из газов).

Выражение (6.20) дает лишь приближенную зависимость теплопроводности смеси от ее состава, поэтому на практике целесообразнее производить градуировку электрических газоанализаторов экспериментально, либо путем сравнения с образцовыми газоанализаторами, либо приготовляя в газгольдере смеси газов различных концентраций.

Выражение (6.21) относится к измерению концентрации одного из компонентов двухкомпонентной смеси.

Измерение концентрации одного из компонентов более сложных смесей возможно лишь в том случае, когда все остальные компоненты газовой смеси имеют практически одинаковую теплопроводность либо когда концентрация остальных компонентов постоянная.

На рис. 6.33 показано принципиальное устройство газоанализатора.

Устройство газоанализатора

Рис. 6.33. Устройство газоанализатора

Проволока 1, закрепленная в камере 2, обтекается исследуемым газом, теплопроводность которого изменяется в зависимости от состава.

Материал проводника выбирается из тех же соображений, что и для термоанемометра. Измерительные цепи аналогичны цепям термоанемометра.

Погрешности газоанализаторов. Для уменьшения погрешностей газоанализаторов нужно стремиться к тому, чтобы тепловое равновесие проволоки в камере определялось в основном теплопроводностью газовой смеси, остальные же виды теплообмена должны быть сведены к минимуму.

Потери на лучеиспускание и теплопроводность самой проволоки исключаются тем же путем, что и в термоанемометрах, т.е. соответствующим выбором размеров проводника (/ = 50—60 мм; d = 0,03— 0,05 мм) и градуировкой.

Потери на конвекцию, которые зависят от скорости протекания газа, можно учесть градуировкой, если скорость газа постоянна.

Если же скорость газа не является постоянной величиной, то может возникнуть погрешность измерения. Подсчет этой погрешности возможен, если известна зависимость коэффициента теплоотдачи ? от скорости. Если же величина ? неизвестна, то стремятся к уменьшению скорости газа.

Погрешность, обусловленная потерями теплоты на конвекцию, может быть сведена к нулю, если газ в камеру попадает только в процессе диффузии. Однако инерция подобных преобразователей так велика, что время измерения достигает 15 мин, что неудобно в работе.

Погрешность прибора зависит от положения проволоки в камере. Если проволока во время эксплуатации сместится относительно того положения, которое она имела при градуировке, то изменятся условия теплового равновесия и температура самой проволоки. Поэтому преобразователь обычно изготовляют в виде прямой проволоки и механически обеспечивают постоянство ее расположения в камере.

Термометры сопротивления применяются как датчики для измерения температуры. По материалу чувствительного элемента их подразделяют на термометры сопротивления платиновые — ТСП и термометры сопротивления медные — ТСМ.

Рассмотрим устройство термометров сопротивления на примере платинового проводникового преобразователя (рис. 6.34).

Устройство термометра сопротивления

Рис. 6.34. Устройство термометра сопротивления

Преобразователь представляет собой голую платиновую проволоку 2 диаметром 0,05—0,07 мм, намотанную на каркас 1 размером 100 х 10 мм. Обмотка укладывается в зубчатую нарезку на краях каркаса. В качестве каркаса используют материалы, обладающие термостойкостью и высокими электроизоляционными свойствами: слюда, кварц, фарфор.

К концам обмотки припаиваются выводы 3 из серебряной проволоки, и их изолируют фарфоровыми бусами. В термометрах сопротивления, предназначенных для измерения температуры до 100 °С, возможно применение выводов из меди. При более высокой температуре спай меди с платиной образует термопару, и развиваемая ею термо-ЭДС будет служить источником погрешности.

Обмотку с каркасом заключают между двух слюдяных прокладок 4, затем всю конструкцию собирают в пакет серебряной лентой 5 и заключают в тонкостенную алюминиевую трубку, а затем в чехол из нержавеющей стали. Выводы датчика подключают к зажимам специальной платы, установленной в головке защитного чехла.

Чувствительный элемент медного термометра сопротивления наматывают на пластмассовый каркас изолированной медной проволокой диаметром 0,1 мм в несколько слоев. Затем поверхность покрывают глифталевым лаком, а выводы обмотки изолируют фарфоровыми бусами. Плату с обмоткой заключают в тонкостенную металлическую гильзу длиной 105 мм, а затем в защитный чехол.

Термометры сопротивления бывают одинарные и двойные. В двойных термометрах сопротивления встроены два изолированных друг от друга чувствительных элемента, применяемых для одновременного измерения температуры одной точки двумя приборами. Медные и платиновые термометры сопротивления выпускают со строго определенными значениями сопротивлений, соответственно своих типов и градуировок.

Наиболее распространенными преобразователями температуры являются термометры сопротивления медные градуировок 50М и 100М, платиновые градуировок 50П и 100П. Числа 50 и 100 обозначают сопротивление чувствительного элемента при 0 °С (50 Ом, 100 Ом), а буквы М и П обозначают материал обмотки термометра сопротивления — соответственно медь и платина.

При измерении температуры электрическое сопротивление термометров определяют градуировочными данными и приближенной формулой:

где Rt — сопротивление термометра при нагревании на t °С, R0 — сопротивление термометра при 0 °С, а — температурный коэффициент (для меди равен 4,3 • 1(Г3).

Основными факторами, влияющими на погрешность измерения температуры технологических объектов, являются: инерционность термодатчиков, неправильная их установка, нарушение условий монтажа и эксплуатации приборов.

Инерционность термодатчиков проявляется с увеличением скорости изменения температуры объекта, так как возникает значительная разница в показаниях прибора и истинной температурой объекта.

При использовании термодатчиков в агрессивной среде и высоких давлениях за счет использования соответствующих защитных гильз значительно увеличивается их инерционность. Для уменьшения инерционности зазор между датчиком и установочной гильзой по всей длине заполняют средой с большой теплопроводностью.

Термометры сопротивления по точности подразделяют на три класса, по инерционности — малоинерционные (до 9 с), среднеинерционные (10—80 с), высокоинерционные (до 4 мин).

В соответствии с требованиями производства датчики температур имеют различную монтажную (установочную) длину в интервале 60—3200 мм.

Измерительные цепи. Во всех термометрах сопротивления используется принцип измерения сопротивления, изменяющего свою величину в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Поэтому в комплекте с термометрами сопротивления используют приборы, измеряющие электрическое сопротивление (омметры).

Часто применяются также автоматически уравновешиваемые мосты, у которых при выходе из равновесия напряжение разбаланса A U, усиленное усилителем У, поступает на управляющую обмотку двигателя Д. Двигатель перемещает движок реохорда Rp до тех пор, пока мост снова не придет в равновесие при новом значении измеряемой температуры. С реохордом связан указатель отсчетного устройства, отградуированного в t °С (рис. 6.36).

На рисунках: R{, R2, R3 — сопротивления плеч моста, выполненные из манганина; R^, Rfi — сопротивления рамок логометра; R5 — сопротивление, компенсирующее температурную погрешность ло-

Неравновесный мост слогометрическим измерителем

Рис. 6.35. Неравновесный мост слогометрическим измерителем

Схема автоматически уравновешиваемого моста

Рис. 6.36. Схема автоматически уравновешиваемого моста

гометра; R0 — сопротивление для подгонки нулевой точки шкалы; Ra — сопротивление, дополняющее сопротивление проводов, соединяющих термометр с измерительной цепью до значения, принятого при градуировке термометра (обычно это значение равно 5 Ом); — преобразователь термометра сопротивления.

Наиболее существенной погрешностью термометров сопротивления является погрешность, обусловленная изменением сопротивления линии вследствие колебания температуры окружающей среды. При больших расстояниях между объектом измерения и измерительной схемой сопротивление линии может быть 5 Ом, тогда как начальное сопротивление термосопротивлений обычно составляет 50 или 100 Ом. Поэтому изменение сопротивления линии может внести существенную ошибку в измерения.

Для уменьшения этой погрешности подключение термометра сопротивления RT к прибору выполняется по трехпроводной схеме (рис. 6.37).

Трехпроводная схема включения термометра сопротивления

Рис. 6.37. Трехпроводная схема включения термометра сопротивления

Здесь одна из вершин диагонали питания перенесена непосредственно к преобразователю. Благодаря этому сопротивление провода 2 суммируется с сопротивлением плеча Rx, а сопротивление провода 1 — с плечом преобразователя R^.

При работе в неравновесном режиме погрешность также будет значительно меньшей, чем в случае двухпроводной линии.

Нагрев преобразователя термометра протекающим по нему током также создает погрешность. Для уменьшения этой погрешности следовало бы снижать ток до минимальной величины. Однако это приведет к потере чувствительности мостовой цепи и нужно будет применять высокочувствительный индикатор. Поэтому допустимый ток через термопреобразователь составляет 10—15 мА.

Датчики плотности купить в москве недорого, каталог товаров по низким ценам в интернет-магазинах с доставкой

Многоэлектродные датчики уровня серии овен ДУ применяют для контроля уровней жидкости в резервуарах открытого типа. Выпускаются 3-, 4-, 5-электродные датчики уровня длиной 0,5 / 1,0 / 1,95 / 2,5 / 3,0 / 3,5 / 4,0 м. Датчик ДСП.3 предназначен для сигнализации уровня жидк…

данные с Яндекс Маркета

Измерители плотности газа (вакуумметры)

Измерение малых плотностей газа при помощи термосопротивлений основано на зависимости теплопроводности сильно разряженных газов от степени разрежения.

При плотностях газа, соответствующих области атмосферного давления, теплопроводность газа практически не зависит от плотности. Молекула газа, ударившись о нагретое термосопротивление, получает добавочную кинетическую энергию, определяемую температурой нагретого тела.

Затем, по мере перемещения от нагретой поверхности к холодной, молекула сталкивается с целым рядом других молекул. Таким образом, в передаче теплоты от нагретой поверхности к холодной участвуют много молекул, что статистически приводит к постоянству среднего по объему значения теплопроводности среды.

Однако при уменьшении концентрации, т.е. количества газа или воздуха в замкнутой камере, возрастает длина свободного пробега молекулы. Когда средняя длина свободного пробега молекулы становится величиной одного порядка с расстоянием между термосопротивлением и стенками камеры, теплопроводность газа определяется числом оставшихся молекул, т.е. плотностью (концентрацией) молекул в камере, практически независимо от температуры и давления газа.

Таким образом, естественной входной величиной таких преобразователей является концентрация, т.е. число молекул, находящихся в камере. Выходной величиной — температура (или сопротивление) термосопротивления. Принципиальное устройство вакуумметра изображено на рис. 6.38.

Устройство вакуумметра

Рис. 6.38. Устройство вакуумметра

Термосопротивлением является лента 7, нагреваемая постоянным током. Амперметр А и реостат Rp предназначены для установки и поддержания постоянным значения нагревающего тока, которое было принято при градуировке прибора.

Про анемометры:  Котлы газовые в Саратове от компании Газовик

Для измерения температуры термосопротивления применена термопара ТП, рабочий спай которой приварен к середине термосопротивления. Термо-ЭДС измеряется милливольтметром т V.

Критерии выбора

Основным критерием при выборе плотномера является область применения. Как именно будет использоваться прибор: в лабораторных или полевых условиях? У каждого из этих типов есть свои преимущества.

  • Лабораторные (модульные) системы. Можно выбирать конфигурацию для проведения различных анализов, либо приобрести базовую, постепенно её модернизируя. Комбинация нескольких видов плотномеров в одном корпусе даёт возможность проводить сложные исследования. Кроме того, такие приборы отличаются высокой точностью показателей, гибкостью настройки параметров, простым управлением.
  • Портативные плотномеры. Подходят как для выездных работ, так и для применения в лабораториях. Они не так точны, как модульные системы, но помогают быстро получить предварительные результаты. Просты в обслуживании, достаточно функциональны. Кроме того, они стоят меньше, чем лабораторные.

Монитор плотности газа gdm-100-cv

С калибровочным клапаном для повторной калибровки

С помощью надежно приваренного калибровочного клапана монитор плотности газа можно изолировать от процесса и выполнить повторную калибровку без его разборки. Это не только позволяет снизить время, затрачиваемое на техническое обслуживание, но также снижает опасность выбросов элегаза SF₆ и уменьшает вероятность появления утечек при повторном вводе в эксплуатацию.

Применение

  • Коммутационное оборудование среднего и высокого напряжения
  • Монитор плотности элегаза SF₆ в закрытых резервуарах
  • Выдача сигнала тревоги при достижении заданных предельных значений

Особенности

  • Функциональная проверка и повторная калибровка возможна без демонтажа
  • Корпус, части, контактирующие с измеряемой средой, отсечной клапан и испытательные присоединения изготовлены из нержавеющей стали

Монитор плотности газа GDM-100-CV

Понимая важность настоящих и будущих задач наших заказчиков, мы формируем оптимальные решения для реализации проектов в различных отраслях промышленности.

Для получения консультации свяжитесь со специалистом нашей компании по телефону 7 812 740-7135 или отправьте запрос на коммерческое предложение:

Монитор плотности газа gdm-100-ti-d

С выходным сигналом по протоколу Modbus®

Измерители плотности газа WIKA позволяют получить предупреждение о критически низком уровне газа, даже в экстремальных условиях окружающей среды.

Удаленный контроль с помощью протокола Modbus®

Измеренные значения давления, температуры и плотности газа передаются с помощью стандартного протокола Modbus®RTU.

Преимуществом использования цифровых полевых шин является снижение затрат на кабели и увеличенный объем информации об измеренных параметрах.

Монитор плотности газа GDM-100-TI-D

Монитор плотности элегаза gdm-063

С газовым заполнением корпуса

Особенности

  • Специализированный манометр с трубкой Бурдона с температурной компенсацией
  • Предназначен для применения вне помещений
  • Контактирующие с измеряемой средой части из нержавеющей стали
  • Индикатор плотности с сигнальными контактами
  • Полностью герметичный корпус, обеспечивающий независимость показаний индикатора от колебаний атмосферного давления и влияния высоты над уровнем моря

Монитор плотности элегаза GDM-063

Монитор плотности элегаза gdm-100-ta

С установленным датчиком плотности газа

Модель 233.52.100 TA представляет собой датчик плотности, присоединенный к пневматическому штуцеру сбоку монитора плотности газа. Датчик работает как стандартный датчик плотности модели GD-10, однако данное комбинированное устройство позволяет обоим приборам получать значения плотности через одно присоединение к резервуару.

Монитор плотности элегаза GDM-100-TA

Определение плотности газа или жидкости. приборы и оборудование для определения плотности жидкости и газа

Единица плотности есть физический показатель характеристики, определяемой для веществ однородного характера (жидкого, твердого, газообразного) при помощи их массы в единице их объёма. Характеристика плотности для неоднородных же веществ исчисляется соотношением массы и объёма, когда весь объём вещества сосредотачивается в месте замера плотности. При снятии показаний плотности относительной берётся соотношение двух веществ при соблюдении нормальных условий: для жидких состояний относительная плотность снимается при температуре, относящейся к плотности дистиллированной воды 4 °С, а, определяя относительную плотность газов, исходят из отношения к плотности водорода (сухого воздуха) также при поддержании нормальных условий. С увеличением температуры растет давление вещества или тела, под воздействием чего происходит тепловое расширение, влекущее за собой уменьшение показателя плотности. Данная плотность при изменении агрегатного состояния для данного вещества также идёт на убыль, но скачкообразно.

По Международной системе единиц для определения показателей плотности служит единица, выражаемая в кг/м³, однако практика допускает применение и других единиц, как г/см³, г/л, т/м³.

Значения плотности для различных материалов находятся в довольно широких диапазонах измерений. Возможности определения плотности веществ в жидких и твердых состояниях носят название денсиметрии, некоторые её методы подходят и для газов.

Для чего нужно определять плотность? Для жидкостей, например, определение плотности важно пo двyм пpичинaм. Пepвaя заключается в оценке жидкости с кaчecтвeнной стороны, при проверке её плoтнocти смотрят на cooтвeтcтвиe жидкости нopмaм показателей качества. Тaкиe замеры делаются, как правило, лaбopaтopно, с помощью лaбopaтopных плoтнoмepов. Вторая пpичинa определения плoтнocти заключается в pacчeте мaccы жидкocти. Так как пpи измeнeнии тeмпepaтypы не происходит изменения мaccы жидкocти, то пpинятo учитывать количество жидкocти не по литрам, то есть нe пo oбъeмy, а пo мacce, то есть по килoгpaммам, в которых она выражается.

Характеристика плотности любого вещества зависит:

  • от массы атомов, находящихся в составе этого вещества;
  • от плотности компоновки соединений атомов, а также молекул в этом веществе.

Прямая зависимость: больше масса атомов, значит больше плотность вещества. Рассматривая те же вещества в ином агрегатном состоянии, мы видим, что плотность их разная в зависимости от состояния.

У жидких веществ плотность же компоновки атомов и молекул ещё сохраняется высокой, поэтому плотность жидкого вещества не очень сильно отлична от его плотности в твердом виде.

У газов молекулы очень слабо соединены между собой с большой удалённостью друг от друга, поэтому плотность упаковки атомов очень низкая, а значит, вещество в виде газа обладает невысокой плотностью.

Численно плотность выражается в отношении массы вещества к его объему. Известная формула расчета: плотность = Масса / Объем.

ρ = m·V

Точность параметров при определении характеристики плотности имеет огромное значение в разработке и при выпуске средств измерений в различных промышленных сферах, как приборостроение и метрология, которые тесно связаны с анализом свойств определенных веществ и материалов. Не менее актуальным считается вопрос о выборе различных возможностей определения плотности веществ в исследованиях в космической сфере, в решении вопросов по охране окружающей среды, в вопросах исследования плазмы, а также в новых технических и научных отраслях.

Для определения характеристик плотностей жидкостей и газов существуют практически одинаковые методы. Средства измерения, представленные в виде плотномеров, различаются по своему конструктивному исполнении и принципу действия. Существует много разных групп методов возможного определения плотности. Большую группу составляют поплавково-весовые методы, базирующиеся на определении выталкивающей силы, действующей на тело или вспомогательный элемент – поплавок и по закону Архимеда имеющей прямо пропорциональную зависимость от плотности среды. К этой группе относятся измерения ареометром, посредством гидростатического взвешивания, поплавковый, флотационный способы определения плотности. К следующей группе относятся гидростатические методы определения характеристики плотности, которые определяет зависимость статического давления столба жидкости или газа постоянной высоты от их плотности. К отдельной группе можно отнести гидродинамические методы, зависимые от плотности других физических величин, например, времени истечения жидкости или газа из отверстия, степени удара струи о барьер, энергии потока жидкости, динамического давления.

Для определения плотности жидких веществ характерны следующие методы, и соответственно, средства измерений.

Методы плавучести

Для осуществления данных методов тело, на которое давит выталкивающая, равная весу вытесненной телом жидкости сила, частично или полностью погружается в жидкость. Этот метод реализуется с помощью поплавковых плотномеров:

  • имеющих плавающий поплавок и измеряющих глубину его погружения;
  • оснащенных погруженным поплавком и измеряющих действующую на поплавок силу.

Ареометр представляет собой, пожалуй, одно из самых простых средств измерения, не нуждающихся в обслуживании и относительно дешёвое средство, представляющее собой обычную взвешенную трубку, плавающую в жидкости. Трубка погружается в жидкость на глубину, обусловленную плотностью данной жидкости. Нижняя часть трубки при калибровке заполняется дробью или ртутью, чтобы получить необходимую массу. Вес ареометра идентичен весу вытесненной им жидкости. По шкале, находящейся на верхней, узкой части ареометра, считывается значение плотности на уровне поверхности жидкости. Основой работы ареометра служит Закон Архимеда и полагают, что этот прибор изобрела Гипатия, которая преподавала на тот момент в Александрийской школе.

Среди этих приборов различают ареометры с постоянным объёмом и ареометры с постоянной массой. Для контроля плотности жидкости используется сухой и чистый ареометр постоянной массы, который помещается в сосуд с этой жидкостью. Он должен свободно плавать в сосуде. Для контроля плотности жидкости ареометром с постоянным объёмом необходимо изменить его массу, при которой он будет погружен в жидкость до указанной метки. Плотность снимают по массе груза (гирьки) и на основании объёма вытесненной жидкости. Ареометры постоянной массы можно подразделить по их назначению на 2 следующие группы:

  • ареометры для определения плотности у жидкостей. Их называют денсиметрами, и их шкала имеет градуировку в единицах плотности;
  • ареометры для определения концентрации у растворов. Нас интересует первая группа ареометров, т.е. денсиметров. К ним относятся:
  • денсиметры общего применения, которые предназначены для определения плотностных параметров различных жидкостей, которые более легкие или тяжелые в сравнении с водой. Это водные кислотные, солевые и щелочные растворы;
  • нефтеденсиметры, предназначенные для определения характеристик плотности нефти и продуктов из нефти;
  • лактоденсиметры, для контроля плотностных характеристик молока и сыворотки;
  • денсиметры для контроля и определения показаний плотности воды в морских бассейнах;
  • урометры, предназначенные для применения в медицине для определения показателя плотности мочи;
  • для определения плотности растворов электролита в аккумуляторах, как в кислотных, так и в щелочных, предназначены денсиметры аккумуляторные;
  • денсиметры типа АК, это ареометры, предназначенные для замеров показателей плотности у кислот.

Широко применяют на практике вышеописанный метод в целях определения относительной плотности этилового спирта и кислот (серной, азотной и соляной). Анализы с помощью данного метода выполняются быстро, что относится к его положительным моментам. Также с его помощью можно анализировать жидкости, имеющие довольно высокую вязкость. Однако точность измерения данным методом оставляет желать лучшего, что относится к его недостаткам, а также для измерений необходимо относительно большое количество жидкости.

Метод гидростатического взвешивания

  • коромысловые плотномеры используются при массовом определении плотности вышеназванным методом в случаях, когда предпочтение отдается простоте выполнения процесса и быстроте его осуществления, или в случае, когда работа идет при высоких давлениях. Широкое применение для определения плотности жидкостей находят коромысловые плотномеры, которые являются иными словами гидростатическими весами, считаясь простыми по конструктивному исполнению и удобными в обращении устройствами. Преимуществом этих устройств считается то обстоятельство, что для определения характеристики плотности с их помощью требуется довольно малое количество жидкости или вещества. Гидростатические весы служат для определения плотностных характеристик жидкостей, вязкость которых составляет макс. 0,001 м2/с при имеющей место на момент выполнения анализа температуре.
Про анемометры:  Газовый котел RINNAI BR-K16 (15,1 кВт) – характеристики, отзывы, плюсы-минусы, конкуренты и все цены в обзоре

Флотационный метод снятия характеристик плотности

  • данный метод характеризуется тем, что погруженный в жидкость поплавок приводится в состояние равновесия, так называемое флотационное равновесие. Он будет не в состоянии всплывать и не сможет тонуть. Флотационному равновесию свойственно равенство плотностей поплавка и жидкости. При определении плотности поплавка и соответствующей температуры флотационного равновесия определяется и плотность жидкости при данной температуре измерений. Магнитно-поплавковый флотационный метод сегодня разрабатывают и осваивают в рамках применения электронных следящих систем, автоматически поддерживающих поплавок на нужной высоте. Поддержание поплавка в неподвижном состоянии относительно кюветы предотвращает воздействие вязкости жидкости и стенок кюветы. Для процесса определения плотности нужен довольно небольшой объем жидкости.

В лабораториях химических производств и фармацевтических заводов при проведении технических анализов обычно наряду с ареометрами используют пикнометры. Пикнометр изобрел в 1859 году Менделеев Д.И.

Перед началом анализа пикнометр в чистом и сухом состоянии взвешивается с помощью аналитических весов. Точность взвешивания должна составлять до 0,0002 г. Затем в пикнометр заливают дистиллированную воду чуть выше метки, закупоривают пробкой и ставят в термостат. Выдержав пикнометр в термостате при 20 °С в течение 20 минут, уровень воды в нём быстро доливают до отметки. Лишнюю воду убирают пипеткой или свернутой полоской из чистой фильтровальной бумаги. Пикнометр снова закупоривают, нагревают в термостате 10 минут, проверяют, соответствует ли уровень жидкости метке. Затем пикнометр насухо вытирают чистой мягкой тряпочкой и оставляют на 10 минут. Затем снова взвешивают на аналитических весах. После этого из устройства (пикнометра) выливают воду, ополаскивают его спиртом, затем эфиром, удаляют остатки эфира, продув пикнометр воздухом, и заливают в него испытуемую жидкость. Затем осуществляют операции в той же последовательности, в которой работали с дистиллированной водой.

Плотномеры объёмно-весового типа. Принцип работы данных измерителей состоит в том, что масса вещества имеет прямо пропорциональную зависимость от плотности при постоянном объеме этого вещества. Для определения плотности достаточно будет непрерывно взвешивать какой-то объем протекающей по трубопроводу жидкости. Преимуществами этих устройств является то, что ими можно определять плотность пульп, суспензий, жидкостей (высокой степени загрязненности, вязких и летучих); снятые ими показания не зависят от времени протекания жидкости и её свойств; ими возможно определять плотность при высоких показателях давлений (макс. 2,5 МПа); измерительная полость устройства имеет неизменное поперечное сечение, что предотвращает осаждение твердых включений из потока, они обладают высокими параметрами чувствительности и высокой точности измерения; диапазон измерений данными приборами регулируется в широких пределах (100 – 2000 кг/м³). Ограничение области использования объемно-весовых плотномеров объясняется недопустимостью включений газов в жидкости.

Методы на основе определения давления. Для осуществления данных методов берется разница давлений между двумя уровнями жидкости или газа hρg, причём h это высота между уровнями, ρ – это плотность вещества в жидком состоянии и g – ускорение земного притяжения.

  • методы на основе перепада давления. При поддержании постоянного уровня жидкости давление ниже поверхности жидкости и показывает её плотность. Можно замерять перепад давления между двумя разными уровнями жидкости. Этот перепад прямо пропорционален плотности жидкости. Этот метод носит название метода «с мокрой трубой», в которой находится разделительная жидкость, у которой плотность выше плотности рабочей жидкости, которую измеряют. Если нет возможности использования разделительной жидкости, используется повторитель давления, воспроизводящий давление в верхнем уровне и позволяющий прибору следить за перепадом давления между уровнями жидкости.
  • плотномеры гидро- и аэростатического действия. Плотномеры гидростатического типа могут применяться, как для определения характеристик плотности жидкостей, так и для газовых сред. При измерении показателей плотности в жидкой среде анализируемая жидкость постоянно проходит через камеру с расположенными в ней измерительными сильфонами. Между этими сильфонами существует определенное расстояние по высоте, составляющее определенную величину Н, на один сильфон действует при этом большее гидростатическое давление, чем на другой. Сильфоны заполняются вспомогательной жидкостью. Один из сильфонов служит для компенсации температуры и, по существу, является жидкостным термометром с манометром. Разность усилий, возникающая по причине разности гидростатических давлений в сильфонах, создает на измерительном устройстве момент вращения, который передается в преобразователь силы, где происходит преобразование в унифицированный сигнал (электрический / пневматический).
  • гидростатический плотномер для снятия показаний плотности в среде газа работает по методу, основанному на замере гидростатического давления. Принцип измерения базируется на продувке сжатого газа. Устройства данного типа находят спрос в технологических процессах на предприятиях химического производства, где измерение показаний плотности осуществляется уже в самих устройствах технологического оборудования, в которых устанавливаются трубки при их размещении на разной глубине погружения. Газ, как правило, воздух, подаётся от регулятора расхода на пневматические дроссели, а затем и на трубки. Через открытые отверстия трубок газ барботирует через жидкость. Гидростатическое давление в столбах жидкостей определяет давление находящегося в трубках газа. Разность давлений в трубках замеряет дифференциальный манометр, на котором потом выдается сигнал.
    Использование двух трубок исключает вероятность воздействия измененного уровня жидкости на окончательные показания измерений.
  • аэростатический плотномер газов. Работа данного плотномера основана на принципе действия, при котором анализируемый газ и воздух проходят при постоянных давлениях через вертикальные трубки. Внутренние камеры трубок образуют одинаково высокие столбы контролируемого газа и воздуха. Разность аэростатических давлений в столбах измеряет дифманометр колокольного типа, работающий по принципу уравновешивания, достигаемого посредством измерения выталкивающей силы. Передвижение колокола дифманометра преобразователь преобразует в унифицированные сигналы (электрический / пневматический).
  • пузырьковый метод. Данный метод используется и для измерения уровня. Принцип данного метода основывается на выходе газа в виде пузырьков. Газ проходит в трубки, открытые концы которых погружаются в жидкую среду на разных глубинах, ограничивая давление в трубках. Размещение трубок в жидкости на разной глубине дает перепад давления между трубками. Измерением перепада давления в трубках определяется плотность рабочей жидкости. Данный метод не пригоден для контроля и определения плотности жидкостей, содержащихся в закрытых ёмкостях и имеющих твердые частицы, способные заблокировать трубки. Однако, хорошо подходит для агрессивных жидкостей при условии защиты погружаемых в эту жидкость трубок от агрессивных воздействий.

Вибрационные методы.

  • вибрирующая труба. Жидкость, плотность которой мы определяем, протекает по трубке. На каждом конце трубки плотно зафиксированы грузы. Магнитные силы катушки возбуждения приводят трубу при прохождении через неё электрического тока (переменного) в колебательные движения. Вторая катушка, служащая приёмником, регистрирует амплитуду колебаний. Выходной сигнал служит обратной связью через усилитель, которые питает катушку возбуждения. При возбуждении поддерживаются колебательные движения трубы с её собственной частотой, зависящей от массы трубы, включая её содержимое. При постоянном объёме трубы частота её колебаний меняется в зависимости от плотности жидкости, находящейся в ней. Данный метод можно применять для жидкостей и жидкостей с содержанием твёрдых частиц для измерения значений плотности до 3000 кг/м³. Точность измерения данным методом с помощью вибрирующей трубы составляет ± 0,2%.
  • вибрационные плотномеры проточного типа. Сегодня широкое применение в промышленности находят плотномеры проточного типа. Данный метод используется в автоматизированных системах по учету жидкостей, чистых и однородных, при их поточной подаче в продуктопроводы, где необходимо периодическое дистанционное определение плотности, температурных характеристик и кинематической вязкости анализируемых жидкостей, например, на магистралях с нефтепроводами, на станциях переработки товарной нефти. Проточные вибрационные плотномеры могут применяться при определении плотности жидкостей в автоматическом режиме с макс. кинематической вязкостью 1000 мм2/с при температурах – 40 °С до 85 °С. Измеренные показатели значений могут быть переданы в контроллер системы управления или в ПК. Жидкость для замера поступает в трубки, принцип действия которых аналогичен функции вибрирующей трубы, описанной выше и основанной на частоте колебаний, которую устанавливает плотность проверяемой жидкости. К вычислительному блоку подключены термометры сопротивления, изготовленные из платины и дающие возможность корректировки сигнала плотномера.
  • вибрационный плотномер погружного типа, камертонный, для газов. Упоминая характеристику плотности газа, следует заметить, что это, пожалуй, один из самых важных показателей среди физических характеристик газов. Мы имеем в виду их плотность, определяемую при соблюдении нормальных условий: температуры 0 °С, соответственно, давления 760 мм рт. столба. Данный прибор хорошо подходит при осуществлении замеров плотности газов в условиях непрерывной работы. Плотномер камертонного типа оснащен электромеханическим генератором, который состоит из приемных катушек с магнитом, катушек возбуждения с магнитом, камертона, расположенного в отдельном корпусе, и усилителя электронного типа. На выходе происходит сравнение частоты колебаний усилителя с частотой кварцевого генератора. Частотомер измеряет разность частот этих колебаний, которые в конечном итоге и замеряют плотность газа. Прибор имеет высокий класс точности.

Вибрирующий цилиндр Данное средство измерения служит для определения плотностных характеристик газов, для чего в газ погружается тонкостенный цилиндр. При зажимании цилиндра с одной стороны, в цилиндре создаются колебания подобно описанной выше вибрирующей трубе. Частота цилиндра поддерживает колебательные движения в нём, и газ, контактирующий со стенками цилиндра, тоже колеблется. Соотношение между частотой цилиндра и плотностью газа представляет собой следующее уравнение:

ρ = 2d[(f-f)/f]·[1 K/2((f-f)/f)]

При этом f является частотой для создания колебаний газа, имеющего плотность ρ, f0 – показатель частоты в вакууме, а d0 и K являются постоянными величинами для данной трубы. Данный метод можно применять для газов с целью определения в них значений плотности до 400 кг/м³.

Характеристику плотности газа можно определить методом истечения при помощи эффузиометра, точность измерения составляет до 1-2%. Плотность можно определить данным методом за несколько минут. Известен тот факт, что если перепады давлений (до 500 мм водяного столба) невелики, то скорости истечения у разных газов имеют обратно пропорциональную зависимость от квадратных корней, извлекаемых из показателей плотностей этих газов. Это значит, что время истечения одинаковых газовых объемов из малых отверстий пропорционально квадратным корням из единиц плотностей этих газов. Имеются в виду одни и те же температурные предпосылки и одинаковые давления, т. е.

Про анемометры:  Купить фильтр для гбо в ГБО.Логаз-Авто.РУ

τвг = √(Q/Q)

при этом Q – определяемая плотность рабочего газа, кг/м³;
Q – показатель плотности известного газа, кг/м³;
τr – время истечения рабочего газа, сек;
τв – время истечения известного газа, сек.

Продолжительность истечения рабочего газа обычно сравнивается со скоростью истечения воздуха (одинаковые температурные условия и одинаковое давление), тогда

Q = 1,293·(τ²г/τ²в)

Эффузиометр представляет собой сосуд большого диаметра 120-150 мм, изготовленный из стекла и имеющий высоту ок. 400 мм. В эту ёмкость вставляется другой сосуд, имеющий меньший диаметр 25-30 мм, который в двух местах сужается и имеет верхнюю и нижнюю метки. Меньший по диаметру сосуд открыт снизу, сверху у него расположена крышка, в которой распределены две трубки с кранами. Через одну трубку сосуд заполняется рабочим газом, через другую осуществляется выпуск газа. В конце этой трубки находится платиновая диафрагма, имеющая небольшое отверстие. В большой сосуд заливается выше верхнего уровня вода (дистиллированная). Малый сосуд, расположенный внутри, в это время заполнен воздухом. Краны закрыты, а уровень воды в малом сосуде должен быть меньше нижнего уровня. Температуру воды во время измерения необходимо поддерживать на постоянном уровне. Открыв кран трубки с малым отверстием, выпускают воздух и замеряют секундомером время его прохождения от минимального до максимального уровня. Получив более достоверные данные, замеряют время истечения рабочего газа, соблюдая при этом аналогичные условия измерения и такой же объём.

Гидро-газо (аэро) динамические устройства (плотномеры). Данные плотномеры используют при определении малых по показателям плотностей газов. Принцип работы этих плотномеров механического типа характерен тем, что поток анализируемого газа снабжается дополнительной кинетической энергией и измеряются возникающие при этом параметры.

В плотномере потоку анализируемого газа, который протекает через камеру, сообщается кинетическая энергия. Энергия подается посредством турбинки, приводимой во вращение синхронным механизмом. Поток газа подступает к турбинке, на которой создает с помощью собственной кинетической энергии момент вращения, под действием которого турбинка разворачивается, а образующийся на ней момент уравновешивается моментом, имеющимся на оси плоской пружины. Угол поворота оси и стрелки по шкале прямо пропорционален плотности газа. Преобразователь преобразует угол поворота в сигнал.

Ультразвуковые плотномеры. Устройства данного вида для определения плотности вещества используют ультразвук, продолжая развивать тем самым перспективное направление в развитии плотномеров. УЗ (ультразвуковые) колебания это те колебания, которые по частоте превышают верхнюю границу предела звуков, улавливаемых человеческим органом слуха. Ультразвуковое колебание в среде может создаваться любым колеблющимся телом, которое находится в контакте с этой средой. Для определения показателя плотности в этой среде необходимо будет определить скорость распространения ультразвука в ней. УЗ-метод высокочувствительный метод, почти совсем безынерционен и исключает контактирование с контролируемой средой, а значит, может работать в агрессивных средах. УЗ-плотномеры, для которых характерна чувствительность к скорости ультразвука, можно подразделить на измерители:

  • скоростного типа,
  • импедансного типа и
  • импедансно-скоростного типа. Скоростным типом УЗ-плотномеров определяют, как правило, показатели характеристик плотности однородных веществ, бинарных жидких соединений (растворов), смесей, состоящих из жидкостей или газов.

Радиоизотопные и вихревые приборы (плотномеры). Плотномеры данного вида представляют собой бесконтактные устройства. Что это означает? То, что чувствительный элемент не контактирует со средой, плотность которой нам нужно будет определить. Данное оборудование целесообразно выбирать для применения при определении показателей плотностей агрессивных жидких сред или жидкостей с довольно высокой вязкостью, пульп и жидкостей, работа с которыми связана с высоким давлением или проводится при высокой температуре в больших трубопроводах. К их услугам прибегают лишь тогда, когда другие, описанные нами выше плотномеры применять невозможно. Большим достоинством устройств радиоизотопного действия является возможность их применения в труднодоступных местах для контроля плотности среды. Но их сильная зависимость при выдаче показаний от физических свойств среды или контролируемого вещества считается негативным моментом, и это требует отдельной градуировки на шкале устройства для каждого вида вещества. Определение характеристики плотности жидкостей, находящихся в трубопроводах и ёмкостях, посредством гамма-излучения можно делать двумя методами. Первый метод основан на поглощении излучения жидкостью, он базируется на следующем процессе. После прохода через жидкость у прямого пучка гамма-излучения определяется уровень ослабления интенсивности. Источник излучения и приемник лучей размещаются по обеим сторонам трубопровода (ёмкости) по линии его (её) диаметра. Прямой пучок гамма-излучения попадает в приемник излучения, как только проходит через стенки трубопровода (ёмкости) и через проверяемую жидкую среду. 2-ой способ определения плотности посредством гамма-излучения базируется на контроле ослабления интенсивности гамма-излучения, пучок которого подвергается рассеянию в жидкости. Источник излучения и приемник гамма-излучений размещают по одной стороне трубопровода, а не по обе, как в первом случае, и экранируют, чтобы в приемник поступало только то гамма-излучение, пучки которого прошли через процесс рассеяния в жидкости. Далее путь прямого пучка излучения проходит к свинцовому поглотителю.

Мы уже неоднократно останавливались на важности определения плотности при проведении научных и исследовательских работ в науке и технике, при проведении мониторинга технологических операций и качества продукции. Огромное значение имеют устройства для определения плотности веществ, работающие в автоматическом режиме измерения, являясь при этом весьма важным компонентом комплексной автоматизации процессов химической, металлургической, нефтяной сфер промышленности, а также производства пищевых продуктов. Сегодня уделяют много внимания и выделяют средства на разработку новых методов определения плотности, разработку и выпуск новых плотномеров современного конструктивного исполнения, которые основаны на этих методах, исследование и освоение новых промышленных производств, связанных с выпуском плотномеров. С ростом и расширением новых технологий и новых производств возрастает роль и значимость процесса определения плотности. Весьма велика роль определения характеристики этой физической единицы и в организации учета количества (по массе) веществ во время их приемки, хранения и отгрузки. Если массу вещества невозможно определить, просто взвесив его на весах, то ее определяют по результатам определения объема и плотности.

Большую популярность получают вновь освоенные методы измерений, связанные с применением определённых физических явлений и использованием величин, однозначно зависящих от плотности, например, ослабление радиоактивного излучения, скорость распространения звука в веществе, частота и амплитуда колебаний вибрирующего вспомогательного тела, параметры имеющих место в потоке жидкости или газа вихрей.

Плотномер элегаза gdm-100

Плотномер элегаза WIKA позволяет получить предупреждение о критически низком уровне газа, даже в экстремальных условиях окружающей среды. Электрические переключающие контакты позволяют выдать сигнал предупреждения оператору при падении плотности газа ниже заданного значения, произошедшего в результате утечки.

Плотномер элегаза применение

  • Высоковольтное оборудование
  • Контроль плотности SF6 (элегаза) в герметичных резервуарах
  • Подача сигнала тревоги при превышении значения заданной уставки

Плотномер элегаза особенности

  • Корпус и детали, контактирующие с измеряемой средой, из нержавеющей стали
  • Локальный дисплей с переключающим контактом
  • Благодаря наличию температурной компенсации и герметичности отсутствует влияние температуры, перепада высот над уровнем моря и атмосферного давления
  • Возможна компенсация для газовых смесей
  • Возможность отслеживания по серийному номеру

Плотномер элегаза GDM-100

Принцип работы


Принцип действия плотномеров, как и их устройство, связан с видом прибора. Снова рассмотрим основные из них:

  • Поплавковые. Устройство с плавающим поплавком определяет плотность вещества, опираясь на глубину погружения, которая обратно пропорциональна показателям испытуемой жидкости. В случае с погруженным поплавком плотность вещества прямо пропорциональна его массе. При измерении ρ газов шар непрерывно взвешивают с азотом в камере, заполненной этим газом. Мерой здесь является угол наклона коромысла, который отображается на измерительной шкале.
  • Массовые. При неизменном объёме масса жидкости прямо пропорциональна её плотности. Пневматический преобразователь перемещает контролируемую жидкость через трубку, связанную с заслонкой. Вторичный прибор определяет уровень воздушного давления в сильфоне, которое меняется пропорционально показателю ρ.
  • Радиоизотопные. Ионизирующие лучи после прохождения через исследуемую среду меняют интенсивность в зависимости от её плотности. Излучение попадает в приёмник, который тут же образует сигнал. Этот сигнал проходит ещё через несколько ступеней, затрагивая реверсивный электродвигатель. Двигатель перемещает клин. Величина его перемещения отображает изменения ρ вещества.
  • Вибрационные. Чувствительный элемент, а именно металлическая трубка, помещённая в изучаемую среду, с помощью электронного устройства колеблется в потоке. Плотность определяется на основе частоты колебаний.
  • Ультразвуковые. Удельное акустическое сопротивление (УАС) пропорционально показателю ρ. С помощью возбуждаемого на резонансных частотах пьезоэлектрического преобразователя, акустически контактирующего с изучаемой средой, получают выходной сигнал напряжения, который является показателем УАС, а значит и мерой плотности.

Современные плотномеры оснащены микропроцессорами, вычислительными блоками. Они могут сохранять результаты тысяч предыдущих исследований, подключаются к компьютеру через программное обеспечение. Приборы способны автоматически корректировать параметры в зависимости от внешних условий. Это позволило создавать универсальные модели, подходящие для любых отраслей.

Сферы применения

Приборы для измерения плотности широко применяются в ходе различных исследований, экспериментов, контроля качества на производстве или в естественной среде. Плотномеры используют в пищевой, нефтеперерабатывающей, химической, фармацевтической промышленности, а также в строительстве. Ими измеряют плотность:

  • нефтепродуктов: бензина, дизельного топлива, сырой нефти;
  • сжиженных газов;
  • грунта, почвы, глины;
  • вязких, очень вязких, агрессивных жидкостей.


С их помощью можно обнаружить наличие примесей в веществах, определить качество продукта, несущую способность грунта.

Устройство

Устройство плотномеров напрямую зависит от их принципа действия, поскольку каждый прибор состоит из разных рабочих элементов. Например:

  • Поплавковые делятся на два вида: плавающие и погружённые. Конструкция плавающих представляет собой два сосуда (основной и переливной), поплавок, сердечник, катушку, три трубы, термометр сопротивления, индукционный мост. Погружённый — это камера, поплавок, уплотнительный сифон, противовес, коромысло, ролик, рычаг, мембранная коробка, заслонка, сопло. Также в составе обеих конструкций присутствует вторичный прибор.
  • Массовые установки состоят из U-образной трубки, тяги, патрубков соединения, рычага, противовеса, сильфона, трубки подачи воздуха, заслонки, сопла, пневматического преобразователя.
  • Радиоизотопные плотномеры — это два излучателя (основной и дополнительный), два приёмника излучения, сосуд с жидкостью, электроусилитель, пара электронных преобразователей, компенсирующий клин, реверсивный электрический двигатель, передатчик индукции, вторичный прибор.
  • Вибрационный измеритель оснащён чувствительным элементом — отполированной изнутри металлической трубкой. В ней же расположено электронное устройство.
  • Ультразвуковой прибор представляет собой электроакустическую замкнутую систему, в которую входят два пьезоэлектрических элемента, промежуточный усилитель электросигнала, детектор, каскад запуска, два генератора, блок измерения и усилитель мощности.
Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector