Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

ГЛАВА X I

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

§ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Приборы для измерения плотности жидкостей, растворов и пульп — плотномеры широко применяются во многих отрас­ лях пищевой промышленности: сахарной, кондитерской, спирто­ вой, винодельческой, пивоваренной, в производстве безалкоголь­

мучного затора при ацетоно-бутиловом производстве от содер­ жания в нем крахмала; в табл. 11 —зависимость плотности па­

В соответствии с Международной системой единиц (СИ) еди­ ницей плотности является «килограмм на кубический метр». Кроме плотности иногда пользуются безразмерной величиной, называемой относительной плотностью — отношением плотности вещества к плотности воды при 4° С и нормальном атмосферном давлении.

По принципу действия плотномеры, применяемые для анали­ за жидкостей, подразделяются на поплавковые, гидростатиче­ ские, весовые, акустические (ультразвуковые), радиоизотопные.

Кроме того, известны приборы, основанные на использовании тепловых и гидродинамических явлений, однако они не получили сколько-нибудь широкого распространения и в практике пище­ вой промышленности не применяются.

и пульп. Существует большое количество типов плотномеров, от­ личающихся по форме поплавка, степени автоматизации процес­ са измерения, способу передачи показаний на расстояние, кото­ рые находят широкое применение в различных отраслях пище­ вой промышленности, особенно в виноделии, производстве фруктовых вод, сахарном производстве и т. п.

Поплавковые плотномеры основаны на использовании зако­ на Архимеда. Принцип их действия заключается в следующем. Если в анализируемую жидкость поместить полупогруженный поплавок, то при изменении плотности жидкости он будет всплы­ вать или погружаться до тех пор, пока его масса не уравнове­ сится массой вытесненной им жидкости. Глубина погружения

поплавка служит мерой плотности анализируемой жидкости. В лабораторной и производственной практике широко использу­ ются поплавковые приборы, предназначенные для эпизодических измерений, так называемые ареометры. Они могут быть стеклян­ ными или металлическими и самой разнообразной формы.

АРЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПЛОТНОМЕРЫ

В пищевой промышленности применяется большая группа ав­

стемы, и таким образом осуществляется преобразование линей­ ного перемещения поплавка в электрический сигнал дистанцион­ ной передачи показаний на расстояние. Подобные приборы обес­

ПЛОТНОМЕРЫ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОПЛАВКОМ

Известна конструкция поплавкового плотномера, при кото­ рой поплавок при изменении плотности анализируемой жидко­ сти приходит во вращательное движение. Этот прибор обеспе­ чивает более высокую точность измерений и обладает рядом конструктивных преимуществ по сравнению с приборами, в ко-

торых поплавок совершает движение по вертикали. Принцип действия плотномеров с вращающимся поплавком заключается в следующем. Если в анализируемую жидкость опустить какоелибо тело постоянного объема, состоящее из двух частей, имею­ щих разную плотность, то при изменении плотности жидкости равнодействующие силы, приложен­ ные к телу, не будут равны и, сле­ довательно, возникает вращающий момент, который стремится повер­ нуть это тело на некоторый угол.

Вращающий момент силы М, воз­ никающий при изменении плотности жидкости, прямо пропорционален изменению плотности жидкости р ж

ный в анализируемую жидкость примерно на две трети диаметра, действует система сил, погружающих и выталкивающих его из жидкости, при этом равновесие наступит лишь при равенстве моментов всех сил относительно центра кольца О. В этом случае

Таким образом, угол поворота кольца а является функцией плотности анализируемой жидкости р ж .

Передаточная функция плотномера с вращающимся поплав­ ком имеет вид: