SU61780A1

SU61780A1 - Full Immersion Hydrometer

Info

Publication number: SU61780A1
Application number: SU35590A
Authority: SU
Inventors: Н.Я. Вест; О.Г. Кацнельсон
Original assignee: Н.Я. Вест; О.Г. Кацнельсон
Priority date: 1940-09-27
Filing date: 1940-09-27
Publication date: 1941-11-30

Description

Предлагаемый ареометр принадлежит к типу ареометров полного погружени , в которых весь поплавок находитс под уровнем жидкости. Устройство это позвол ет измер ть плотность жидкости как на месте, так и на рассто нии, а также автоматически компенсировать вли ние изменений температуры жидкости на плотность, т. е. иметь на шкале приемного прибора делени , соответствующие плотности, приведенной к нормальной температуре.The proposed hydrometer is of the full immersion hydrometer type, in which the entire float is below the liquid level. The device allows you to measure the density of the liquid both in situ and at a distance, and also automatically compensates for the effect of changes in the temperature of the liquid on the density, i.e. to have on the scale of the receiving dividing device corresponding to the density reduced to normal temperature.

На фиг. 1 показана электрическа с.хема предлагаемого ареометра; на фиг. 2 -его конструктивна схема; на фиг. 3 изображена электрическа схема устройства в другой форме выполнени .FIG. 1 shows the electrical circuit of the proposed hydrometer; in fig. 2 - its design scheme; in fig. Figure 3 shows the electrical circuit of the device in another form.

Электрическа схема устройства заключает в себе питающий трансформатор 3 с двум вторичными обмотками, из которых одна служит дл питани цепи 1 акала усилительной лампы /,, а друга - дл питани ее анодной цепи, в которую включены фотоэлемент 2, соленоид 4, миллиамперметр 5 и конденсатор 6.The electrical circuit of the device contains a power transformer 3 with two secondary windings, one of which serves to power circuit 1 of an amplifying lamp /, and the other - to power its anode circuit, which includes photocell 2, solenoid 4, milliammeter 5 and a capacitor 6

Жидкость, подлежаща измерению, поступает через трубу 7 в две трубки 8 и 9 и далее в цилиндрически) сосуд 10 внутри которого на.ходитс стекл нный поплавок //. целиком погруженный в жидкость. В )ижне| части поплавка помещен сердечник 12 из трансформаторного железа, а в верхней части установлена непрозрачна трубка /5, служаща экраном дл светового потока, излучаемого лампой 14.The liquid to be measured flows through the pipe 7 into two tubes 8 and 9 and further into a cylindrical container 10 inside which a glass float is placed. completely immersed in liquid. C) izhne | the float core 12 is made of transformer iron, and an opaque tube / 5 is installed in the upper part, which serves as a screen for the light flux emitted by the lamp 14.

Если экран 13 не заслон ет света, то свет про.ходит через стенки сосуда 10 и попадает через щель 15 на фотоэлемент 2. Если поплавок // находитс в таком положении, что экран частично заслон ет световой поток и фотоэлемент 2 слабо освещен, то через лампу / и соленоид 4 проходит ток, создающи определенное т говое усилие, действующее на железный сердечник 12. Это усилие заставл ет сердечник вместе с поплавком глубже погрузитьс внутрь соленоида 4. экран тогда передви гаетс ниже,-в результате чего через щель 15 попадает больший световой поток.If the screen 13 does not block the light, then the light passes through the walls of the vessel 10 and enters through the slot 15 into the photocell 2. If the float // is in such a position that the screen partially obstructs the light flux and the photocell 2 is dimly lit, then the lamp / and the solenoid 4 passes a current creating a certain pulling force acting on the iron core 12. This force causes the core together with the float to dive deeper into the solenoid 4. The screen then moves lower, resulting in more light penetrating through the slot 15 flow.

Увеличение светового потока на фотоэлемент вызывает уменьшение анодного тока лампы 1 и уменьшение т гового усили соленоида 4. В результате могут возникнуть качани поплавка // с определеннойAn increase in the luminous flux to the photocell causes a decrease in the anode current of the lamp 1 and a decrease in the tractive effort of the solenoid 4. As a result, the float can oscillate.

№ 61780 - 2 -No. 61780 - 2 -

амплитудой или же поплавок может стать в такое положение, когда т говое усилие уравновеситс выталкивающей силой жидкости.amplitude or the float can be in a position where the thrust force is balanced by the buoyancy force of the fluid.

Благодар значительному демпфирующему действию жидкости колебани поплавка // практически всегда затухают и поплавок приходит в состо ние устойчивого равновеси внутри жидкости. При изменении плотности жидкости, например в случае ее увеличени , поплавок переходит авто.матически в другое положение, заслон свет, падающий на фотоэлемент 2, до тех пор, пока сила анодного тока ламны / возрастает, не создаст такого т гового усили соленоида 4, которое ко.мпенсирует выталкивающую силу жидкости.Due to the significant damping effect of the liquid, the float oscillations // almost always subside and the float comes to a state of stable equilibrium within the liquid. When the density of a liquid changes, for example in the case of its increase, the float automatically switches to another position, the barrier light falling on the photocell 2, until the anode current of the lamina / increases, creates such a pulling force of the solenoid 4, which compensates the buoyancy force of the fluid.

Мерой плотности в данном устройстве служит измер е.ма обычным миллиамперметром сила тока в соленоиде 4, устанавливающа с автоматически в зависимости от плотности жидкости. Колебани напр жени питани , изменение параметров усилительной лампы /, изменение характеристики фотоэлемента 2 и изменение накала осветительной лампы 14 совершенно не сказываютс на работе схемы.A measure of the density in this device is the measurement of the current in a solenoid 4 by a conventional milliampere meter, which automatically adjusts depending on the density of the liquid. Fluctuations in the supply voltage, changing the parameters of the amplifying lamp /, changing the characteristics of the photocell 2 and changing the heat of the lighting lamp 14 do not affect the operation of the circuit.

Происходит это по следующей причине. Если рассмотреть т говую характеристику соленоида 4, то можно заметить, что в определенной области, длина которой определ етс длиной соленоида (несколько сантиметров ), т говое усилие соленоида остаетс неизменным. Работа устройства совершаетс так, что конец железного сердечника 12 находитс именно в этой области. При изменении плотности жидкости поплавок ареометра перейдет в новое положение и измерительный прибор 5 ъ цепи соленоида 4 покажет другую силу тока, при которой т говое усилие соленоида 4 будет равно изменившейс выталкивающей силе жидкости . Если же изменитс не плотность, а любой электрический параметр схемы, например напр жение, то сила тока, показываема измерительным прибором, не изменитс .This happens for the following reason. If we consider the traction characteristic of the solenoid 4, then we can see that in a certain area, the length of which is determined by the length of the solenoid (several centimeters), the tractive force of the solenoid remains unchanged. The device is operated in such a way that the end of the iron core 12 is located precisely in this area. When the fluid density changes, the float of the hydrometer will move to a new position and the measuring device 5 in the circuit of solenoid 4 will show another current strength at which the tractive force of solenoid 4 will be equal to the changed pushing force of the liquid. If, however, it is not the density that changes, but any electrical parameter of the circuit, for example, the voltage, then the current indicated by the measuring instrument will not change.

Дл объ снени этого влени допустим, что напр жение питани схемы изменилось, например увеличилось. Вначале это должно вызвать увеличение силы тока, протекающего через соленоид 4, которое однако вызовет перемещение железного сердечника 12 и ареометра книзу, увеличение освещенности фотоэлемента 2 и ослабление анодного типа. При этом сила тока должна будет достичь прежней величины, т. е. величины силы тока до повыщени напр жени , так как плотность жидкости и вытекающа ее сила не изменились, а равновесие возможно лищь при равенстве т гового усили соленоида 4 и выталкивающей силы жидости.To explain this phenomenon, let us assume that the supply voltage of the circuit has changed, for example, it has increased. Initially, this should cause an increase in the strength of the current flowing through the solenoid 4, which, however, will cause the iron core 12 and the hydrometer to move downwards, increase the illumination of the photocell 2 and weaken the anode type. At the same time, the current strength should reach the previous value, i.e., the current strength until the voltage rises, since the density of the liquid and its flowing force have not changed, and equilibrium can be removed if the pull force of solenoid 4 is equal and the buoyancy force of the fluid.

Таким образом при изменении напр жени питани поплавок // перейдет в другое положение и автоматически скомпенсирует увеличение напр жени тем, что увеличит освещенность фотоэлемента .2 и не позволит увеличитьс силе тока, протекающей через соленоид 4. Точно такие же действи вызывает любое изменение параметров электрической схемы.Thus, when the supply voltage changes, the float // will move to another position and automatically compensate for the voltage increase by increasing the illumination of the photocell .2 and will not allow the current flowing through the solenoid 4 to increase. .

Шкала ареометра по плотности наноситс на щкале миллиамперметра 5: при соблюдении определенных условий она практически линейна . Дл получени линейной щкалы необходимо, чтобы железный сердечник 12, вход щий в соленоид 4, был насыщен. В этом случае т говое усилие соленоида 4 пропорционально не квадрату силы тока, как обычно, а первой степени силы тока.The scale of the hydrometer on the density is applied on the millimeter 5 bar: under certain conditions, it is almost linear. In order to obtain a linear scale, it is necessary that the iron core 12 included in the solenoid 4 be saturated. In this case, the pull force of the solenoid 4 is not proportional to the square of the current, as usual, but to the first power of the current.

В предлагаемом ареометре автоматическа температурна компенсаци может быть осуществлена электрическим путем, так как здесь имеетс дл этого основное условие, а именно-линейное соотношение между отклонением стрелки измерительного прибора и плотностью жидкости . Схема устройства фотоэлектрического ареометра с компенсацией изменени плотности жидкости под вли нием изменени температурыIn the proposed hydrometer, automatic temperature compensation can be carried out electrically, since there is a basic condition for this, namely, a linear relationship between the deviation of the measuring instrument arrow and the density of the liquid. Diagram of a photoelectric hydrometer device with compensation for changes in the density of a liquid under the influence of a change in temperature

показана на фиг. 3. Эта схема отличаетс от схемы фиг. 1 наличием моста, одним из плеч которого служит термометр сопротивлени .shown in FIG. 3. This circuit differs from that of FIG. 1 by the presence of a bridge, one of the arms of which is a resistance thermometer.

Допустим, что плотность жидкости, контролируема фотоэлектрическим ареометром, изменилась, например уменьшилась под вли иием увеличени температуры жидкости. Это у.меньшение плотности, как было ноказано выше, автоматически вызовет соответствуюшее уменьшение силы анодного тока, протекаюш,его по активному сопротивлению R включенному в анодную цепь усилительной лампы У. Уменьшение падени напр жени на сопротивлении /, вызовет уменьшение силы тока, протекаюшего через гальвано.метр 5а. При этом стрелка гальванометра должна будет отклонитьс , например, вправо. В то же врем , однако, увеличитс сопротивление электрического термометра 16, измер юш,его температуру жидкости. Это даст изменение силы тока в диагонали моста , куда включен гальванометр 5а.Assume that the density of a fluid controlled by a photoelectric hydrometer has changed, for example, it has decreased under the influence of an increase in the temperature of the fluid. This decrease in density, as has been shown above, will automatically cause a corresponding decrease in the anode current, leaking, its resistance R included in the anode circuit of the amplifying lamp Y. Reducing the voltage drop across the resistance / causes a decrease in the current flowing through the galvano . meter 5a. In this case, the arrow of the galvanometer will have to be deflected, for example, to the right. At the same time, however, the resistance of the electrical thermometer 16 will increase, measuring ush, its fluid temperature. This will give a change in the strength of the current in the diagonal of the bridge, which includes a galvanometer 5a.

Под дер1ствием изменени тока в диагонали стрелка гальвано,метра должна будет отклонитьс в противоположную сторону (влево). Если же стрелка останетс на прежнем месте, то это будет свидетельствовать о наличии компенсации изменений температуры (при изменении плотности жидкости под вли нием изменени температуры жидкости стрелка указывающего прибора не отклон етс ).Under the pressure of changing the current in the diagonal, the arrow is galvano, the meter will have to be deflected in the opposite direction (left). If the arrow remains in the same place, this will indicate that there is a compensation for temperature changes (when the density of the liquid changes, the arrow of the pointing device does not deflect under the influence of a change in the liquid temperature).

Предмет изоб;5етени The subject of the image; 5 shadows

Claims

1. Full immersion areometer, excluding the fact that, in order to compensate for the force pushing the float out of the liquid, the float is provided in the lower part with a core of a solenoid connected to an electrical circuit, in which the current is adjusted depending on the movements float in liquid.

2. The form of the hydrometer according to claim 1, wherein the float is provided at the top with a screen that, when moving the float, changes the light of the photocell that controls the current regulation in the solenoid circuit depending on the movements of the float in the liquid.

3. In the hydrometer on the PP. 1 and 2, the use of an electrical measuring instrument included in the solenoid used to indicate the density of the liquid.

4. The form of the hydrometer according to claims. 1-3, characterized in that a resistance thermometer is included in the circuit of the electrical measuring instrument that measures the temperature of the liquid and serves to compensate for the influence of this temperature on the electrical measuring instrument's readings.

No. 61780

Y s

.-iWiWAXAAA-

I0CM0-I

VM / V VMfW-

FiaZ