[实用新型]比重传感器

说明书

本实用新型涉及比重传感器，属于一种测量装置。

在化工、医药等许多部门的生产中，经常需要测量介质的比重，以观察化学反应进行的程度。目前采用的方法是将被测介质从反应设备中取出，用玻璃比重计测量反应介质的比重，此法虽然简便实际，但存在以下缺点：

1.有局限性，当取出介质与反应介质不一致时，不能使用该法。例如丁苯胶乳液聚合反应器中，单体在压力下反应，取出后单体挥发，介质性质变化，故不能用比重法观察聚合反应转化率；

2.误差大。玻璃比重计是以其在介质中上升的高度来决定比重大小的，但其上升的高度不仅与介质产生的浮力有关，而且与介质的粘度有关，介质越粘则误差越大；

3.测量时间长。介质在化学反应时，其测量值不代表现时介质的比重，尤其对于化学反应快的介质，其滞后更大；

4.毒性大，污染环境。

有鉴于此，本实用新型的目的是设计一种比重传感器，它不仅能保留比重法简便实用的特点，而且还能克服上述缺点，实现在线检测比重，即连续不断地提供介质的比重信号，它可提高测量精度，改善劳动环境。

本实用新型的目的是这样实现的：比重传感器由探头和电桥组成，所说探头由带底和盖的测量筒、支承在该测量筒的底和盖上的固定轴、位于该测量筒内的压敏元件及为该压敏元件传递力的横梁构成，该横梁与所说测量筒的内壁及固定轴联结，所说压敏元件通过引线接入所说电桥，所说测量筒的底和盖为弹性膜片。

使用时，将测量筒浸在介质之中，并将固定轴固定在它物上，由于介质会对测量筒产生浮力，而测量筒的底和盖弹性较大，所以该浮力便通过测量筒作用于与固定轴联结的横梁，使压敏元件受力，压敏元件将此力的变化送至电桥，此时调节电桥的电位器，使电桥平衡，这时用常规的比重计测量出的值便是介质的起始比重。此后当介质因化学反应而发生变化时，电桥会因不平衡而产生电位差，它反映了变化后的介质的比重。将此电位差信号进行处理，便可获得介质在化学反应中变化的比重。

由以上叙述可看出：由于本实用新型采用了压敏元件，它可连续感受浮力并送出信号至电桥，因此可以实现在线测量；由于测量时不需将介质取出，因而不但减少了环境污染，而且能测量常规比重计无法检测的介质的比重，扩大了应用范围；本实用新型将浮力变成压力或极微小的形变，而不是变成位移，因而抵消了介质粘度的影响，可实现高精度测量。

以下结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

图1是本实用新型第一种探头的结构图；

图2是用本实用新型测量比重的示意图；

图3是本实用新型另一种探头的结构图。

本实用新型由探头和电桥组成，探头的结构见图1，它由带底和盖的圆柱形测量筒1、支承在测量筒1的底和盖上的固定轴2、两根位于测量筒1内的悬臂梁3构成，每根悬臂梁3的两端分别与测量筒1的内壁及固定轴2焊接，其上贴电阻应变片4。应变片4通过三根引线接入电桥，测量筒的底和盖为弹性膜片。

参见图2，测量时测量筒1浸在介质之中，固定轴2固定在本身与容器固定的套管5上，应变片4的引线穿过套管5接入电桥，应变片4构成电桥的两个臂，另外两个臂是与其平衡的电阻及电位器。介质对测量筒产生的浮力作用于与固定轴联结的悬臂梁上，使悬臂梁产生微小的形变，于是贴在其上的应变片的阻值也发生变化，此时调节电位器，使电桥输出为零。该值便是介质的起始比重，这值可用常规的比重计测量。此后当介质因化学反应而发生变化时，电桥会因不平衡而产生电位差，它就是变化后的介质比重信号。如果探头较灵敏，这个信号约几毫伏，可以直接用电子电位差计记录，否则可用斩波放大器（对直流电桥）或选频放大器（对交流电桥）放大后再显示。显示部分可以是电位差记录仪，也可将其转换成数字信号显示。

测量实例：将探头放在20升的氯丁二烯聚合釜之中，该釜进行乳液聚合法生产氯丁橡胶。一般测量常将釜中物料（介质）取出，用常规的玻璃比重计测量比重，以决定聚合反应转化率。改用本比重转感器测量，从聚合反应直至终止，发生约1mv的变化（未加放大器），比重从0.98～1.069，相当转化率80％。

本实用新型另一种探头的结构图如图3所示，其固定轴2上装了一个型号为DYC的压力传感器5，固定轴2上还开有径向孔6，一根横梁7穿过该孔且横梁7的中部有突起，其突起部与压力传感器5的波纹管相抵，横梁7的两端焊在测量筒1的内壁上，压力传感器5的三根引线接入电桥。

在测量筒受介质产生的浮力上移的过程中，也带动与其焊接的横梁上移，这样该浮力便通过横梁7中部的突起部作用于压力传感器5的波纹管，使得压力传感器5的输出发生变化。