[实用新型]内置型全浸浮子双向测力式液体密度测量仪

说明书

本实用新型涉及一种用于液体密度测量的装置。其特点是测量范围宽，不仅可对静态液体密度进行测量，也可以对流体进行在线测量，能广泛用于生产线上进行高精度在线测量。

目前关于液体密度的测量装置有许多种，常用的有浮子式结构；测力式结构。其中浮子式结构分为浮子上置式结构和浮子下置式结构(专利申请号95231841)，所采用的原理是将浮子浸入液体中根据浮力的变化来测量液体的密度。该方法虽然简单，但是对于浮子上置式结构要求被测液体对浮子的浮力必须小于浮子的重力，而对于浮子下置式结构要求被测液体对浮子的浮力必须大于浮子的重力，无论是浮子上置式结构还是浮子下置式结构，其测量范围受到限制，该测量仪进行在线测量时为了避免流体对浮子冲击加防护筛网隔离，因而测量值滞后，增大误差；测力式结构是将一重球浸于液体中(专利申请号92232590)，当液体密度发生变化时重球的浮力也将发生变化，通过称重传感器测量重球所受的力来计算出液体的密度，由于该方法在测量中要求重球所受的重力必须大于重球所受的浮力，所以其测量范围、适用范围也同样受到限制。

本实用新型的目的是提供一种内置型全浸浮子双向测力式液体密度测量仪，该测量仪测量范围宽，适于高精度在线测量。

本发明是这样实现的，本实用新型提供一种内置型全浸浮子双向测力式液体密度测量仪，该测量仪分为单浮子双向测力式；双浮子双向测力式；单浮子双向受力测位移式，该测量仪包括浮子、测力传感器或位移传感器。其原理是通过两根杆或弦分别将浮子上下与测力传感器连接，当液体密度发生变化时浮子上下连接两根杆或弦的张力或位移也将变化，通过测力传感器或位移传感器将上下拉力或位移的变化量转变为电信号的变化量输出，从而实现对液体密度的测量。

本实用新型的优点和积极效果是通过对浮子双向测力，避免了现有浮子式结构和测力式结构仅仅对浮子或重球单向测力，从而造成测量范围受到限制以及测量值滞后所存在的问题，实现了对流动中的液体进行在线测量的目的；通过使用高精度数字式磁栅位移传感器测量位移的变化来计算液体的密度，达到了测量范围宽、测量精度高的目的。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。图1单浮子双向测力式具体结构示意图。图2双浮子双向测力式具体结构示意图。图3单浮子双向受力测位移式具体结构示意图。

对于静态液体密度的测量：如图1所示为单浮子双向测力式具体结构示意图。该装置包括浮子1、容器2、拉杆3，4、波纹管5，6、液体进口及阀门7、液体出口及阀门8、测力应变片9，10、锁紧螺母11，12等件。通过两根杆或弦3、4分别将浮子1上下与测力传感器9，10连接，在容器2的上下中心开一孔，与浮子1连接的拉杆3，4穿过波纹管5，6与测力应变片9，10相连接，通过锁紧螺母11，12将浮子上下拉紧。测量时关闭容器出口阀门，使液体由入口流满容器，当液体密度发生变化时，浮力将发生变化，浮子上下所受力也将发生变化，此时通过测力应变片将杆中的应力变化转变为电信号的变化输出，与显示仪表相连接从而达到测量液体密度的目的。

对于流动液体的密度进行在线测量，如图2所示为双浮子双向测力式具体结构示意图。该装置由一个U型容器1、浮子2，3、上拉杆4，5、下拉杆6，7波纹管8，9，10，11、测力应变片12，13，14，15、锁紧螺母16，17，18，19、液体进口及阀门20、液体出口及阀门21等件组成。选择同种材料，同样大小的两个浮子2，3、分别放入U型容器1的两个管中，通过两根杆或弦4，5分别将浮子上下与测力传感器12，13，14，15连接，与浮子2，3连接的上、下拉杆4，5，6，7穿过波纹管8，9，10，11从容器上下开的小孔穿出与测力应变片12，13，14，15连接，通过锁紧螺母16，17，18，19分别将浮子2，3上下拉紧。测量时使液体由入口流入充满容器并从出口流出，使液体流速稳定，此时浮子受到上下拉力、浮力、重力、粘滞力作用。两浮子受到流体作用的粘滞力大小相等方向相反，列方程消去未知量粘滞力，通过测力应变片分别将两浮子上下两端拉力的变化量转变为电信号的变化量输出，与显示仪表相连接从而达到对流动中的液体密度进行在线测量。

如图3所示，为单浮子双向受力测位移式具体结构示意图。该装置包括容器1、浮子2、弹簧3，4、固定弹簧支架5、波纹管6、位移标尺7、磁栅位移传感器8、液体进口及阀门9、液体出口及阀门10等件。其中，浮子2上下连接两个倔强系数相同，长度相同的弹簧3，4与容器顶部和底部连接，在浮子上端安装一个穿过容器顶部开一圆孔的测量位移标尺7，该标尺从弹簧中穿过。测量时关闭容器出口阀门10，使液体由入口9流满容器1，当液体密度发生变化时，浮子2受到的浮力将发生变化，浮子上下所受弹簧3，4的拉力也将发生变化，此时浮子在液体中的位置也将发生变化，通过磁栅位移传感器8测量穿过容器顶部开的圆孔与浮子连接的位移标尺7的位移变化量，将此位移的变化量转变为电信号的变化量输出，与显示仪表相连接从而达到测量液体密度的目的。