АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к средствам измерений плотности жидкостей и средствам метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей.
Уровень техники
Анализатор плотности предназначен для эксплуатации в составе эталонной установки для воспроизведения, хранения и передачи единицы объема жидкости при прецизионных измерениях плотности жидкости в условиях транспортирования по технологическим трубопроводам, а также для проведения поверки, калибровки и градуировки преобразователей плотности и каналов измерений плотности счетчиков-расходомеров массовых в условиях эксплуатации и лаборатории.
Принцип измерений плотности с использованием анализатора плотности основан на определении массы пробы жидкости, отобранной в анализатор плотности известной вместимости при температуре и давлении в трубопроводе. Плотность жидкости находят как частное от деления разности значений массы заполненного и пустого анализатора на значение вместимости анализатора при условиях отбора пробы жидкости. Давление, температуру жидкости и температуру тела анализатора определяют в момент отбора пробы жидкости при помощи средств измерений из комплекта эталонной установки.
Из уровня техники известен прибор для определения плотности жидкости под давлением, состоящий из цилиндрического резервуара, выполненного из нескольких свариваемых частей из нержавеющей стали, и двух запорных игл, расположенных на одной оси (см. [1] авторское свидетельство SU 142798 А1, МПК G01N 9/02, И.Л. Мархасин, И.А. Фахреев, Г.П. Мейнцер, опубл. в 1961 году).
3
Недостатком указанного прибора является невозможность обеспечения погрешности измерений плотности жидкости менее 0,4 кг/м.
Из уровня техники известен пикнометр металлический для эталона единицы плотности (см. [2] патент RU205581U1, МПК G01N 9/04, опубл. 22.07.2021), включающий верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой сварным круговым швом, каждая из которых снабжена запорным краном, которые расположены соосно с пикнометром, а нижняя часть дополнительно оснащена аварийной предохранительной мембраной, при этом пикнометр выполнен из сплава нержавеющей стали с титаном.
Недостатком указанного пикнометра является расположение узла предохранительной мембраны, защищающей пикнометр от превышения давления, в сферической части корпуса пикнометра, где образуется застойная зона при заполнении пикнометра жидкостью и при циркуляции жидкости через пикнометр в процессе калибровки и эксплуатации пикнометра. В результате на внутренней поверхности узла предохранительной мембраны могут образовываться и/или удерживаться пузырьки воздуха/газа, влияющие на результаты калибровки пикнометра, а также на результаты измерений плотности жидкости с применением пикнометра. Как следствие, заявленные метрологические характеристики пикнометра не всегда могут быть обеспечены на практике, а стабильность пикнометра (неизменность во времени его метрологических характеристик) может быть низкой.
В качестве наиболее близкого аналога, взятым за прототип, принимаем пикнометр металлический для эталона единицы плотности (см. [3] патент RU206662U1, МПК G01N 9/04, опубл. 21.09.2021), включающий верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой сварным круговым швом, каждая из которых снабжена запорным краном, которые расположены соосно с пикнометром, а нижняя часть дополнительно оснащена аварийной предохранительной мембраной, при этом кромки верхней и нижней частей пикнометра выполнены со ступенчатым скосом для сварки.
Недостатком наиболее близкого аналога также является расположение узла предохранительной мембраны в сферической части корпуса пикнометра в результате чего заявленные метрологические характеристики пикнометра не всегда могут быть обеспечены на практике, а стабильность пикнометра (неизменность во времени его метрологических характеристик) может быть низкой.
Сущность полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является создание анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкости и метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей, обладающего высокими метрологическими характеристиками и высокой стабильностью, у которого расположение узла клапана сброса давления не будет влиять на результаты калибровки анализатора плотности, а также на результаты измерений плотности жидкости с применением анализатора плотности.
Техническим результатом является повышение стабильности анализатора плотности (неизменности во времени метрологических характеристик) на протяжении всего периода его службы.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей включающего цилиндрический корпус в виде цельнометаллического сосуда с двумя горловинами, расположенными на одной оси, двумя запорными кранами, расположенными на горловинах и предохранительный клапаном сброса давления, при этом предохранительный клапан сброса давления размещен на одной из горловин анализатора.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - общий вид анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей.
На фигуре обозначены следующие позиции: 1 - корпус; 2, 3 - горловина; 4, 5 - запорный кран; 6 - предохранительный клапан сброса давления.
Осуществление полезной модели
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет заявленного анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей. Конструктивно анализатор состоит из цилиндрического корпуса (1) в виде цельнометаллического сосуда с двумя горловинами (2, 3), расположенными друг напротив друга на одной оси. На каждой горловине (2) и (3) установлен запорный кран (4) и (5), соответственно (см. фиг. 1).
Отличительной особенностью заявляемой полезной модели является расположение предохранительного клапана сброса давления (6) на одной из горловин корпуса анализатора (на фиг. 1 клапан (6) расположен на горловине (3) как пример).
Размещение клапана сброса давления 6 на одной из горловин (2, 3) позволяет обеспечить большую стабильность анализатора плотности (неизменности во времени его метрологических характеристик) по сравнению с аналогами за счет меньшей вероятности образования и/или удержания пузырьков воздуха/газа на внутренней поверхности узла предохранительного клапана сброса давления при калибровке анализатора плотности и при его эксплуатации. Конструкция анализатора плотности, в которой клапан сброса давления смещен с цилиндрической части корпуса анализатора плотности на его горловину где скорость анализируемой жидкости максимальна и отсутствуют условия для образования и/или удержания пузырьков воздуха/газа.
Заявляемый анализатор плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей работает следующим образом:
- анализатор плотности эксплуатируется в составе эталонной установки для метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей, в которую кроме одного или нескольких анализаторов плотности также входят средства измерений температуры и давления, весовое устройство (весы или компаратор массы), индикатор расхода, технологическая оснастка;
- перед началом измерений промывают и сушат анализатор плотности;
- взвешивают пустой анализатор плотности;
- установку для метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей подсоединяют к трубопроводу с анализируемой жидкостью;
- открывают запорные краны 4 и 5;
- выдерживают время, необходимое для стабилизации температуры жидкости;
- закрывают запорные краны 4 и 5 и регистрируют температуру и давление анализируемой жидкости;
- промывают и сушат снаружи анализатор плотности;
- взвешивают заполненный жидкостью анализатор плотности;
- определяют плотность жидкости как частное от деления разности значений массы заполненного и пустого анализатора на значение вместимости анализатора при условиях отбора пробы жидкости.
3
Заявленная полезная модель обеспечивает пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений плотности жидкости ± 0,10 кг/м и высокую стабильность анализатора плотности (неизменность во времени метрологических характеристик: вместимости и пределов допускаемой абсолютной погрешности) на протяжении всего периода его службы.