Плотномер

Плотноме́р

Прибор для непрерывного (или периодического) измерения плотности (См. Плотность) веществ в процессе их производства или переработки, устанавливается непосредственно в технологических линиях или производственных агрегатах. По принципу действия П. для измерения плотности жидкостей (они наиболее распространены) делятся на следующие основные группы: поплавковые, весовые, гидростатические, радиоизотопные, вибрационные, ультразвуковые. К П. примыкает группа приборов, предназначенных для измерения концентрации растворов (спиртомеры, сахаромеры, нефтеденсиметры, лактоденсиметры для определения жирности молока и др.).

Поплавковые П. бывают с плавающим поплавком (представляют собой Ареометр постоянной массы, рис. 1) или с погруженным поплавком (ареометр постоянного объёма). Погрешности П. этой группы в зависимости от конструкции составляют ±(0,2—2)% от диапазона значений плотности, охватываемого шкалой прибора. Весовые П. основаны на непрерывном взвешивании (См. Взвешивание) определённого объёма жидкости. Погрешность таких П. ±(0,5—1)%. В гидростатических П. мерой плотности ρ служит разность давлений Δр двух столбов жидкости разной высоты: Δр = ρgh, где g — ускорение свободного падения, h — разность высот столбов. Значение Δр измеряется либо непосредственно (датчиками давления), либо как разность давлений, необходимых для выдавливания пузырьков газа (воздуха) в жидкость на разной глубине (рис. 2). Погрешность таких П. достигает ±(2—4)% от диапазона шкалы прибора. Действие радиоизотопных П. основывается на определении изменения интенсивности пучка γ- или β-лучей в результате их поглощения или рассеяния слоем жидкости (ослабление пучка определяется, при фиксированной толщине слоя, плотностью жидкости). Погрешность радиоизотопных П. ~2% от диапазона шкалы прибора. Датчик вибрационного П. содержит тело (полый цилиндр, пластина, камертон), которому извне сообщаются колебания. Определяется резонансная частота колебаний тела в веществе; эта частота тем меньше, чем больше плотность контролируемого вещества. Погрешность таких П. ±(1—2)․10^-4 г/см³. Действие ультразвукового П. основано на зависимости скорости звука с в среде от её плотности: , где (β — коэффициент адиабатической сжимаемости (См. Сжимаемость) жидкости. Погрешность П.~ (2—5)% от диапазона шкалы.

Радиоизотопный, ультразвуковой, вибрационный и ряд др. методов могут быть применены для определения плотности твёрдых и газообразных веществ.

Лит.: Кивилис С. Ш., Приборы для измерения плотности жидкостей и газов, в кн.: Приборостроение и средства автоматики, т. 2, кн. 2, М., 1964; Измерение массы, объёма и плотности, М., 1972; Глыбин И. П., Автоматические плотномеры, К., 1965.

С. Ш. Кивилис.

Рис. 1. Схема плотномера с плавающим поплавком: 1 — входная труба; 2 — переливной сосуд, обеспечивающий постоянство напора жидкости; 3 — диафрагма, устанавливающая скорость потока; 4 — измерительный сосуд с переливным устройством; 5 — металлический поплавок с сердечником 6; 7 — индуктивный датчик, включенный в схему измерительного моста 8; 9 — самопишущий прибор (или автоматический регулятор); 10 — термометр сопротивления для коррекции показаний на изменение температуры.

Рис. 2. Схема дифференциального гидростатического плотномера с продувкой газа: 1 — дифференциальный манометр; 2 — длинная трубка; 3 — короткая трубка; 4 — сосуд с исследуемой жидкостью; 5 — вентили.