УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения плотности жидких сред, в том числе буровых растворов.
6
Известные устройства для измерения плотности жидких сред содержат измеритель давления, воздушную линию, клапан, вертикальную трубку, верхний конец которой соединен воздушной линией с клапаном (см. например, описание изобретения к патенту RU 2122196, МПК G01N 9/26, дата публикации 20.11.1998; описания полезных моделей к патентам RU 71769, МПК G01N 9/26 (2006.01), дата публикации 20.03.2008; RU 96966, МПК G01N 9/26 (2006.01), дата публикации 20.08.2010).
Ближайшим аналогом является устройство для измерения плотности жидких сред, содержащее измеритель давления, воздушную линию, клапан, вертикальную трубку, верхний конец которой соединен воздушной линией с клапаном (см. например, описание изобретения к патенту RU 96966, МПК G01N 9/26 (2006.01), дата публикации 20.08.2010).
Недостатком ближайшего аналога является сложность конструкции.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для измерения плотности жидких сред более простой конструкции.
Технический результат заключается в упрощении конструкции.
Сущность технического решения заключается в том, что устройство для измерения плотности жидких сред содержит измеритель давления, клапан, воздушную линию, вертикальную трубку, верхний конец которой соединен воздушной линией с клапаном, и отличается от ближайшего аналога тем, что снабжено вакуумным насосом, обратным клапаном, установленным между вакуумным насосом и воздушной линией, измерителем давления, присоединенным к воздушной линии, внешним поплавком, установленном на внешней стороне нижнего конца вертикальной трубки, внутренним поплавком с магнитом, размещенным внутри вертикальной трубки, двумя магниточувствительными датчиками положения, установленными на внешней стороне вертикальной трубки на заданном расстоянии от нижнего поплавка.
Сущность технического решения иллюстрируется чертежом, где приведен общий вид в продольном сечении.
Устройство для измерения плотности жидких сред содержит измеритель давления 1, клапан 4, воздушную линию 10, вертикальную трубку 12. Верхний конец вертикальной трубки 12 соединен воздушной линией 10 с клапаном 4. Устройство для измерения плотности жидких сред снабжено вакуумным насосом 3, обратным клапаном 2, установленным между вакуумным насосом 3 и воздушной линией 10, внешним поплавком 7, установленном на внешней стороне нижнего конца вертикальной трубки 12, внутренним поплавком 6 с магнитом, размещенным внутри вертикальной трубки 12, двумя магниточувствительными датчиками положения 5, установленными на внешней стороне вертикальной трубки 12 на заданном расстоянии от внешнего поплавка 7. Измеритель давления 1 присоединен к воздушной линии 10.
Каждый магниточувствительный датчик 5 может быть выполнен в виде параллельно соединенных между собой герконов, расположенных в плоскости перпендикулярной оси вертикальной трубки 12.
Внутренняя часть вертикальной трубки 12 может быть выполнена в поперечном сечении в форме окружности, или эллипса, или квадрата, или многоугольника с числом сторон более четырех, а внешняя сторона внутреннего поплавка 6 с магнитом выполнена формой, соответствующей внутренней форме вертикальной трубки 12.
Параллельно соединенные между собой герконы могут быть установлены на плоской ленте (на чертеже условно не показана), охватывающей вертикальную трубку 12.
Узел установки 11 устройства для измерения плотности жидких сред на край резервуара 8 может быть выполнен в виде Г-образного элемента с охватом одним концом вертикальной трубки 12 и обеспечением ее перемещения относительно узла установки 11 при изменении положения поплавка 7 относительно поверхности жидкой среды 9. Второй конец Г-образного элемента узла установки 11 закрепляется на краю емкости 8, содержащей жидкую среду 9, например, за край лотка с буровым раствором. Закрепление может быть выполнено за счет прорези во втором конце Г-образного элемента узла установки 11, одеваемой на край емкости 8. При этом ширина прорези должна быть не меньше толщины края емкости 8. При необходимости фиксация положения узла установки 11 может быть дополнительно обеспечена болтовым соединением или фиксацией болтом.
Для предотвращения самопроизвольного выпадения внутреннего поплавка 6 с магнитом из внутренней части вертикальной трубки 12 может быть выполнен упор, зафиксированный внутри вертикальной трубки 12 у нижнего края, например, в виде тонкого кольца.
Вакуумный насос 3, обратный клапан 2 управляются присоединенным к ним внешним блоком управления с контроллером (на чертеже условно не показаны). Выходы измерителя давления 1 и магниточувствительных датчиков 5 подключены к контроллеру блока управления.
Работа устройства для измерения плотности жидких сред осуществляется следующим образом.
После установки устройства для измерения плотности жидких сред с закреплением узла установки 11 за край резервуара 8 с жидкой средой 9 вертикальная трубка 12 плавает на уровне промывочной жидкости 8 за счет поплавка 7. Узел установки 11 удерживает вертикальную трубу 12 в вертикальном положении и позволяет ей перемешаться по вертикали при изменении уровня жидкой среды 9 в резервуаре 8.
атм
атм
тек
тек
атм
В начале измерения клапан 4 открыт, вертикальная трубка 12 пуста, уровень жидкой среды 9 внутри вертикальной трубки 12 находится на уровне жидкой среды 9 в резервуаре 8. Значение давления внутри вертикальной трубки 12, измеряемое измерителем давления 1, равно значению атмосферного давления (P). Контроллер считывает значения измеренного измерителем давления 1 значения атмосферного давления (P) и сохраняет его в памяти. После этого контроллер дает команду на закрытие клапана 4, и на включение вакуумного насоса 3. За счет образовавшегося в вертикальной трубке 12 вакуума, жидкая среда начинает подниматься внутри вертикальной трубки 12 вверх и поднимать внутренний поплавок 6 с магнитом. При расположении внутреннего поплавка 6 с магнитом напротив нижнего магниточувствительного датчика положения 5, нижний магниточувствительный датчика положения 5 срабатывает, подает сигнал на контроллер и контроллер снижает расход вакуумного насоса 3. При расположении внутреннего поплавка 6 с магнитом напротив верхнего магниточувствительного датчика положения 5, верхний магниточувствительный датчика положения 5 срабатывает, подает сигнал на контроллер и контроллер выключает вакуумный насос 3. Далее контроллер считывает показания текущего давления (P) с измерителя давления 1. После чего контроллер рассчитывает разницу между полученным текущим давлением (P) и замеренным ранее атмосферным (P). Контроллер рассчитывает плотность промывочной жидкости 9 по формуле ρ=ΔP/gh,
где ρ - значение плотности жидкой среды 9,
атм
тек
ΔP - значение разности значений давлений атмосферного P и текущего P.
h - значение расстояния между уровнем жидкой среды 9 в емкости 8 и уровнем жидкой среды 9 внутри вертикальной трубки 12 на текущий момент срабатывания верхнего магниточувствительного датчика 5.
атм
После проведения расчетов и получения значения плотности жидкой среды контроллер выдает полученное значение плотности жидкой среды 9 и дает команду на открытие клапана 4, обеспечивая приведение давления в вертикальной трубке 12 к атмосферному P, опускание внутреннего поплавка 6 с магнитом, опускание уровня жидкой среды 9 внутри вертикальной трубки 12 до уровня жидкой среды 9 в резервуаре 8 и возращение устройства для измерения плотности жидких сред в исходное состояние. При необходимости производят повтор выше перечисленных действий и обеспечивают контроль значения плотности жидкой среды 9.