Спосіб градуювання поплавкового густиноміра з повністю зануреним поплавком

Реферат: Спосіб градуювання поплавкого густиноміра з повністю зануреним поплавком полягає в гідростатичному зважуванні пустотілого поплавка густиноміра з насипним вантажем номінальної маси спочатку повністю зануреного в перевірочну рідину з відомою густиною, а потім повністю витягнутого з неї в повітрі і визначенні на основі цих результатів вимірювань ваги коефіцієнтів номінальної лінійної градуювальної характеристики густиноміра. Додатково проводять необхідну кількість гідростатичних зважувань поплавка при повному зануренні його в ту ж саму перевірочну рідину при однакових умовах, змінюючи при цьому масу насипного вантажу в поплавку відносно її номінального значення на точно відомі величини, що еквівалентно точно визначеним зміненням густини перевірочної рідини, які розраховуються обчислювальним блоком густиноміра і використовуються для визначення поправок до показів густиноміра під час його експлуатації. UA 112951 U (12) UA 112951 U UA 112951 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для забезпечення вимірювання густини рідини в різних галузях промисловості поплавковими густиномірами, основаними на гідростатичному зважуванні повністю зануреного в рідину поплавка. Відомий спосіб градуювання густиномірів, при якому метрологічні характеристики густиноміра, в тому числі й градуювальну характеристику, визначають шляхом звірень показань перевірюваного густиноміра з показами еталонного засобу вимірювальної техніки (ЗВТ) при одночасному вимірюванні густини перевірочної рідини (рідини-компаратора), що перекачується через ємність стенду з перевірюваним густиноміром і еталонним ЗВТ при однакових умовах. Вимірювання густини виконують в трьох точках діапазону вимірювань густини для перевірюваного густиноміра, причому номінальні значення густини рідин-компараторів мають відповідати 1/3, 1/2 і 2/3 діапазону вимірювань густини для перевірюваного густиноміра. Після виконання кожного вимірювання чергову рідину-компаратор слід зливати з ємності стенду, промивати стенд промивної рідиною і продувати повітрям (Рекомендация. ГСИ. Преобразователи плотности жидкости поточные. Методика поверки. МИ 3240-2009). Недоліком вказаного способу є низька точність градуювання густиноміра, обумовлена малою кількістю точок градуювальної характеристики, і значна трудомісткість процесу градуювання. Збільшення кількості градуювальних точок вимагає створення більшого числа перевірочних рідин і, як наслідок, збільшення кількості використовуваних еталонних ЗВТ і призводить до подальшого підвищення трудомісткості градуювання. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб градуювання поплавкових густиномірівареометрів в одній перевірочній рідині, який полягає в тому, що одиниця густини від одного еталонного ареометра, градуйованого для однієї певної рідини, передається на ареометри з різними границями вимірювань. Передача здійснюється в одній рідині ваговим шляхом: густину рідини, яка відповідає перевірюваному штриху шкали, визначають з результатів зважування ареометра в повітрі і в обраній рідині при зануренні його до цього штриха. Ступінь занурення ареометра змінюється внаслідок зміни його підвішування до ваг. За результатами зважування знаходять втрату у вазі ареометра, яка дорівнює вазі витісненої ним рідини. Знаючи густину рідини, можна визначити її об'єм, що дорівнює об'єму зануреної частини ареометра до перевірюваного штриха, а, знаючи масу ареометра, - і густину тієї рідини, в якій ареометр повинен вільно занурюватися до цього штриха, в результаті чого визначаються градуювальні характеристики густиноміра-ареометра (Иппиц М.Д. Метод поверки ареометров в одной жидкости / Иппиц М.Д., Тютикова М.И. - Измерительная техника, 1961. - № 12. - с. 17-21). Недоліком вказаного способу є зміна в процесі градуювання ступеня занурення поплавкаареометра в перевірочну рідину, що для поплавкових густиномірів з повністю зануреним у рідину поплавком викликає неконтрольоване змінення виштовхувальної сили, котра діє на поплавок, а отже й додаткову похибку вимірювання. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення точності і зниження трудомісткості градуювання поплавкового густиноміра з повністю зануреним у рідину поплавком. Для досягнення зазначеної мети в способі градуювання поплавкового густиноміра, який полягає в гідростатичному зважуванні пустотілого поплавка густиноміра з насипним вантажем номінальної маси спочатку повністю зануреного в перевірочну рідину з відомою густиною, а потім повністю витягнутого з неї в повітрі і визначенні на підставі двох результатів вимірювань ваги коефіцієнтів номінальної лінійної градуювальної характеристики густиноміра, відповідно до корисної моделі, для знаходження в заданих точках поправок до номінальної характеристики і, тим самим, визначення дійсної градуювальної характеристики густиноміра додатково проводять необхідну кількість разів гідростатичне зважування поплавка при повному зануренні його в ту ж перевірочну рідину при однакових умовах, змінюючи при цьому масу насипного вантажу в поплавці відносно її номінального значення на точно відомі величини, що еквівалентно точно визначеним зміненням густини перевірочної рідини, які розраховують обчислювальним блоком густиноміра і використовують для визначення поправок до показів густиноміра під час його експлуатації. Застосування для визначення поправок і дійсної градуювальної характеристики густиномірів однієї перевірочної рідини і змінень маси насипного вантажу поплавка дозволяє проводити з високою точністю градуювання густиномірів у великій кількості перевірочних точок при виключенні необхідності застосування відповідної великої кількості перевірочних рідин, а отже й набору еталонних ЗВТ і при значно менших витратах часу. Спосіб реалізують наступним чином. У процесі градуювання пустотілий поплавок густиноміра з насипним вантажем номінальної маси m0 , яка визначається верхньою max 1 UA 112951 U границею діапазону вимірювання густини, гідростатично зважують спочатку повністю зануреним у перевірочну рідину з густиною п , отримуючи результат вимірювання Pп  m0g  пVg , (1) 5 де V - об'єм поплавка; g - прискорення сили тяжіння, а потім повністю витягнутим з рідини (у повітрі), отримуючи результат вимірювання 10 Pв  m0g  в Vg , (2) де в - густина повітря за умов градуювання. Вибираючи номінальну градуювальну характеристику густиноміра лінійною, знаходять вираз для неї в наступному вигляді: 15 x  a  bPx , (3) де Px - результат гідростатичного зважування досліджувану рідину з густиною  x ; поплавка, повністю зануреного в 20 a пPв  вPп - зміщення нуля; Pв  Pп   в - коефіцієнт перетворення. b п Pв  Pп 25 З урахуванням нижньої min та верхньої max границь діапазону вимірювання густиноміра, який градуюється, визначають допустимі змінення маси поплавка, котрі отримують при зміненні кількості насипного вантажу: mmax  m0  пV ; (4) 30 mmin  пV . В діапазоні mmax , mmin вибирають певну кількість градуювальних точок n , яка залежить від ступеня нелінійності градуювальної характеристики, котрим відповідають значення маси 35 m   1  mmin;m2;... mn  mmax  . (5) m Для них визначають розрахункові змінення густини перевірочної рідини відносно початкового значення п , які відповідають лінійній градуювальній характеристиці густиноміра: 40 1  min  n  a  bPmax  a  bPп   bP1 ; 2  2  n  a  bP2  a  bPп   bP2 ; (6) 45 … n  max  n  a  bPmin  a  bPп   bPn . По відносних зміненнях ваги, отже й маси поплавка 50 2 UA 112951 U Pi    Pi  Pп mi  m0   mi, i  1 , n (7) Pп m0 обчислюють імітовані відносні змінення густини перевірочної рідини 5 i    mi  1 , i  1 n (8) , mi і за ним знаходять значення точок розрахункової лінійної градуювальної характеристики густиноміра: 10 15   ip  п 1  i  i  1,n . (9) В процесі градуювання проводять необхідні вимірювання маси поплавка, виконуючи точні вимірювання змінень маси його насипного вантажу за допомогою лабораторних ваг, а вплив похибки нелінійності градуювальної характеристики в точці min практично прибирають шляхом наближення її до калібрувальної точки, яку отримують при зважуванні поплавка в повітрі. Отримані в градуювальних точках покази густиноміра i порівнюються з розрахунковими значеннями ip , в результаті чого знаходять похибки нелінійності і відповідні поправки   Ci  ip  i i  1,n . 20 25 Ці значення вводять у пам'ять обчислювального блоку густиноміра і використовують під час експлуатації густиноміра для підвищення точності вимірювання густини. Використання запропонованого способу дозволило підвищити точність градуювання поплавкового густиноміра з повністю зануреним поплавком при значно менших витратах часу (в 4-6 разів). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб градуювання поплавкого густиноміра з повністю зануреним поплавком, який полягає в гідростатичному зважуванні пустотілого поплавка густиноміра з насипним вантажем номінальної маси спочатку повністю зануреного в перевірочну рідину з відомою густиною, а потім повністю витягнутого з неї в повітрі і визначенні на основі цих результатів вимірювань ваги коефіцієнтів номінальної лінійної градуювальної характеристики густиноміра, який відрізняється тим, що додатково проводять необхідну кількість гідростатичних зважувань поплавка при повному зануренні його в ту ж саму перевірочну рідину при однакових умовах, змінюючи при цьому масу насипного вантажу в поплавку відносно її номінального значення на точно відомі величини, що еквівалентно точно визначеним зміненням густини перевірочної рідини, які розраховуються обчислювальним блоком густиноміра і використовуються для визначення поправок до показів густиноміра під час його експлуатації. 40 Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3