Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления, описанные ниже, относятся к вибрационным измерительным устройствам и, более конкретно, к устройствам измерения плотности и вязкости.
Уровень техники
Вибрационные измерительные устройства, включающие в себя плотномеры и вискозиметры, являются важными инструментами, используемыми для измерения плотности или вязкости текучей среды. Вибрационные измерительные устройства могут содержать вибрационный элемент, такой как вилка, цилиндр, или плоскостной резонатор, и т.д., который подвергается воздействию испытываемой текучей среды. Один пример вибрационного измерительного устройства содержит цилиндрический кантилевер, установленный впускным концом, соединенным с существующим трубопроводом или другой конструкцией, и выпускным концом, свободным для вибрации. Элемент может вибрировать при резонансе, и частота ответных резонансных колебаний может быть измерена. Плотность испытываемой текучей среды может быть определена посредством измерения уменьшенной частоты ответных колебаний вибрационного элемента. Согласно хорошо известным принципам, резонансная частота вибрационного элемента будет изменяться обратно плотности текучей среды, которая контактирует с трубопроводом.
Вязкость является характеристикой текучей среды, которая описывает сопротивление потоку. Общим определением вязкости является показатель внутреннего трения текучей среды. В частности, это внутреннее трение становится видимым, когда слой текучей среды вынуждается двигаться относительно другого слоя. Таким образом, вязкость часто описывается как сопротивление, испытываемое одним фрагментом материала, движущимся поверх другого фрагмента этого материала. Вязкость обычно используется, чтобы характеризовать текучие среды на нефтяной основе, такие как различные виды топлива, масла и смазочные материалы, и часто они точно определяются в торговле и классификации нефтепродуктов. Например, кинематическая вязкость для нефтепродуктов обычно измеряется в капиллярном вискозиметре стандартным способом, таким как способ, описанный стандартом Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) D445. Такие измерения подразумевают измерение времени для того, чтобы фиксированное количество жидкости протекло под действием силы тяжести через откалиброванный стеклянный капилляр под действием воспроизводимого усилия при заданной температуре. Капиллярный трубчатый вискозиметр был, в принципе, определен уравнением Гаген-Пуазейля. В ньютоновской текучей среде напряжение сдвига является пропорциональной скорости сдвига, и константа пропорциональности называется вязкостью.
Измерительные устройства, которые используют механические резонаторы, такие как вибрационные камертоны, могут получать вязкость, уравновешивая уравнение Навье-Стокса и законы механики Ньютона, получая в результате уравнение формы:
(1)
Где µ является вязкостью текучей среды, с является плотностью текучей среды, щ0 является угловой резонансной частотой незатухающего колебания (2рf0), A является константой, относящейся к показателю добротности Q резонатора в вакууме, а B является константой, относящейся к жесткости, массе и геометрии датчика. Q является безразмерным параметром, который описывает, насколько незатухающим является осциллятор или резонатор.
Плотность и резонансная частота связываются уравнением формы:
(2)
Где C и D являются константами, относящимися к жесткости, массе и геометрии резонатора, таким образом, предоставляя:
(3)
Для простоты резонансная частота может считаться такой же, что и f0, которая является резонансной частотой незатухающего колебания. Для множества практических применений датчик вязкости будет откалиброван на текучих средах, аналогичных измеряемым в поле, и, следовательно, частота будет неизменной, таким образом, частота может считаться постоянной, и, следовательно, уравнение может принимать форму, аналогичную следующей:
(4)
Где E является практически постоянной на основе жесткости, массы и геометрии датчика и номинальной резонансной частоты. Предоставленные уравнения предоставлены в качестве неограничивающих примеров.
Принцип использования вибрационного датчика для измерения вязкости жидкости является хорошо известным. Примером которого является вилочный измеритель вязкости (FVM) Micro Motion, который основывается на принципе вибрационного элемента, в результате чего, резонансные свойства подвержены влиянию плотности и вязкости текучей среды. FVM использует этот рабочий принцип для определения вязкости жидкости. В частности, вязкость определяется посредством измерения показателя добротности (Q) резонанса и, следовательно, затухания резонатора. Например, без ограничения, уравнение 5 описывает один возможный способ для определения вязкости:
Вязкость=V0+V2/ Q2 (5)
где:
V0 и V2 являются константами калибровки.
Q может быть измерен как резонансная частота, поделенная на полосу пропускания, как показано:
(6)
где: 
Геометрический Q может быть вычислен как:
(7)
где:
TA является моментом времени для первой точки измерения полосы пропускания 3 дБ.
TB является моментом времени для конечной точки измерения полосы пропускания 3 дБ.
Фиг. 1 графически иллюстрирует моменты TA и TB времени 3дБ в форме периода времени. Фиг. 2 графически иллюстрирует моменты F1, F0 и F2 времени 3 дБ в форме частоты.
Одним недостатком способа поочередного измерения первой и конечной точек 3дБ является то, что показатель измерения в точке B не получается в то же самое время, что и показатель измерения в точке A. Следовательно, если плотность текучей среды изменяется, тогда выполняются ошибочные измерения Q. Это иллюстрируется на фиг. 3 в форме частоты. Будет очевидно, что F1 обновляется по нечетным номерам выборки, а F2 обновляется по четным номерам выборки. Q вычисляется в каждом цикле с помощью самого последнего значения F1 и F2, таким образом, либо F1, либо F2 будет на один цикл устаревшим, и в этом случае вычисленный Q будет колебаться высоко и низко, даже если полоса пропускания и, следовательно, Q должна быть относительно постоянной.
Q является очень чувствительным к изменениям в частоте или периоде времени, вот почему существует необходимость в улучшенном способе. Обращаясь снова к фиг. 3, например, частота номинально равна 1350 Гц, а изменение в частоте равно приблизительно 0,09 Гц для каждой выборки. Хотя дрейф частоты очень мал, результирующее колебание показателя Q равно 1% для каждой выборки (см. фиг. 7). Т.е., воздействие на Q более чем в 100 раз больше по сравнению с лежащим в основе дрейфом частоты. Этот дрейф может быть результатом стабильного изменения в составе текучей среды, или он может возникать из изменения в температуре.
Настоящие варианты осуществления относятся к устройствам и способам для получения показателей F1 и F2, которые соответствуют одному и тому же моменту времени, так что даже если плотность текучей среды изменяется, показатель Q является значительно более точным.
Сущность изобретения
Вибрационное измерительное устройство, функционирующее, чтобы определять, по меньшей мере, одно из вязкости и плотности текучей среды в нем, предоставляется согласно варианту осуществления. Вибрационное измерительное устройство содержит задающее устройство и вибрационный элемент, приспособленный для вибрации посредством задающего устройства и функционирующий, чтобы быть в контакте с текучей средой. Вибрационный датчик конфигурируется, чтобы обнаруживать вибрационную реакцию вибрационного элемента. Электроника измерительного устройства конфигурируется, чтобы отправлять сигнал возбуждения задающему устройству и принимать вибрационную характеристику, и дополнительно конфигурируется, чтобы измерять первую точку вибрационной характеристики и вычислять вторую точку вибрационной характеристики для вибрационной характеристики, при этом вторая точка вибрационной характеристики является одной из интерполированной и экстраполированной из других измеренных точек характеристики, и при этом электроника измерительного устройства дополнительно конфигурируется, чтобы вычислять Q вибрационного элемента с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики.
Способ определения вязкости или плотности текучей среды с помощью вибрационного измерительного устройства предоставляется согласно варианту осуществления. Способ содержит отправку сигнала возбуждения задающему устройству и приведение в действие вибрационного элемента с помощью задающего устройства. Вибрации вибрационного элемента обнаруживаются. Первая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики измеряется. Вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики вычисляется, при этом вторая точка вибрационной характеристики является одной из интерполированной и экстраполированной из других измеренных точек характеристики. Q вибрирующего элемента вычисляется с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики.
Аспекты
Согласно аспекту, вибрационное измерительное устройство функционирует, чтобы определять, по меньшей мере, одно из вязкости и плотности текучей среды в нем. Вибрационное измерительное устройство содержит задающее устройство и вибрационный элемент, приспособленный для вибрации посредством задающего устройства и функционирующий, чтобы быть в контакте с текучей средой. Вибрационный датчик конфигурируется, чтобы обнаруживать вибрационную характеристику вибрационного элемента. Электроника измерительного устройства конфигурируется, чтобы отправлять сигнал возбуждения задающему устройству и принимать вибрационную характеристику, и дополнительно конфигурируется, чтобы измерять первую точку вибрационной характеристики и вычислять вторую точку вибрационной характеристики для вибрационной характеристики, при этом вторая точка вибрационной характеристики является одной из интерполированной и экстраполированной из других измеренных точек характеристики, и при этом электроника измерительного устройства дополнительно конфигурируется, чтобы вычислять Q вибрационного элемента с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики.
Предпочтительно, электроника измерительного устройства конфигурируется, чтобы определять вязкость текучей среды с помощью Q.
Предпочтительно, первая точка вибрационной характеристики содержит одну из первой точки измерения полосы пропускания 3дБ и конечной точки измерения полосы пропускания 3дБ, а вторая вибрационная характеристика содержит одну из первой точки измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки измерения полосы пропускания 3 дБ, и вторая точка вибрационной характеристики отличается от первой точки вибрационной характеристики.
Предпочтительно, первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат частоту.
Предпочтительно, первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат период времени.
Предпочтительно, вибрационный элемент является консольным.
Предпочтительно, первая точка вибрационной характеристики и вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики соответствуют одному и тому же моменту времени.
Предпочтительно, другие измеренные точки характеристики содержат, по меньшей мере, две точки.
Согласно аспекту, предоставляется способ определения вязкости или плотности текучей среды с помощью вибрационного измерительного устройства. Способ содержит отправку сигнала возбуждения задающему устройству и приведение в действие вибрационного элемента с помощью задающего устройства. Вибрации вибрационного элемента обнаруживаются. Первая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики измеряется. Вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики вычисляется, при этом вторая точка вибрационной характеристики является одной из интерполированной и экстраполированной из других измеренных точек характеристики. Q вибрационного элемента вычисляется с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики.
Предпочтительно, способ содержит этап определения вязкости текучей среды с помощью Q.
Предпочтительно, первая точка вибрационной характеристики содержит одну из первой точки измерения полосы пропускания 3дБ и конечной точки измерения полосы пропускания 3дБ, а вторая вибрационная характеристика содержит одну из первой точки измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки измерения полосы пропускания 3 дБ, и вторая точка вибрационной характеристики отличается от первой точки вибрационной характеристики.
Предпочтительно, первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат частоту.
Предпочтительно, первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат период времени.
Предпочтительно, первая точка вибрационной характеристики и вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики соответствуют одному и тому же моменту времени.
Предпочтительно, другие измеренные точки характеристики содержат, по меньшей мере, две точки.
Краткое описание чертежей
Один и тот же ссылочный номер представляет один и тот же элемент на всех чертежах. Следует понимать, что чертежи необязательно должны быть нарисованы в масштабе.
Фиг. 1 иллюстрирует моменты TA и TB времени 3 дБ в форме периода времени;
Фиг. 2 иллюстрирует моменты F1 и F2 времени 3 дБ в форме частоты;
Фиг. 3 иллюстрирует измерение предшествующего уровня техники точек 3 дБ, связанных с вычислениями Q;
Фиг. 4 иллюстрирует вибрационное измерительное устройство;
Фиг. 5 иллюстрирует измерение точек 3 дБ, связанное с вычислениями Q согласно варианту осуществления;
Фиг. 6 иллюстрирует измерение точек 3 дБ, связанное с вычислениями Q согласно альтернативно варианту осуществления;
Фиг. 7 иллюстрирует сравнение измеренного согласно предшествующему уровню техники Q в течение времени с измеренным Q согласно вариантам осуществления;
Фиг. 8 иллюстрирует электронику измерительного устройства согласно варианту осуществления; и
Фиг. 9 иллюстрирует способ вычисления Q согласно варианту осуществления.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1-9 и последующее описание изображают конкретные примеры, чтобы научить специалистов в области техники тому, как создавать и использовать оптимальный режим вариантов осуществления вибрационного измерительного устройства. Для целей изучения принципов изобретения, некоторые традиционные аспекты упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники поймут вариации из этих примеров, которые попадают в рамки настоящего описания. Специалисты в данной области техники поймут, что признаки, описанные ниже, могут быть объединены различными способами, чтобы формировать множественные вариации вибрационного измерительного устройства. В результате, варианты осуществления, описанные ниже, не ограничиваются конкретными примерами, описанными ниже, а только формулой изобретения и ее эквивалентами.
Предоставленные варианты осуществления относятся к плотномерам и вискозиметрам и к связанным способам для точного вычисления показателей добротности Q вибрационных элементов. В частности, показания для первой точки (TA) измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки (TB) измерения полосы пропускания 3 дБ используются в вычислениях показателя Q, которые соответствуют одному и тому же моменту, так что, даже если плотность текучей среды изменяется, показатель Q остается точным.
Фиг. 4 изображает вибрационное измерительное устройство 100. Вибрационное измерительное устройство 100 может быть сконфигурировано, чтобы измерять плотность и/или вязкость текучей среды, такой как жидкость или газ, например. Вибрационное измерительное устройство 100 включает в себя корпус 102 с вибрационным элементом 104, расположенным, по меньшей мере, частично внутри корпуса 102. Корпус 102 помогает поддерживать давление текучей среды, когда вибрационный элемент 104 колеблется. Фрагмент корпуса 102 вырезан. В примерах, вибрационное измерительное устройство 100 может быть расположено в ряд с существующим трубопроводом. В дополнительных примерах, однако, корпус 102 может содержать закрытые концы с отверстиями, чтобы принимать пробу текучей среды. Во многих случаях корпус 102 или вибрирующий элемент 104 может включать в себя фланцы или другие элементы для функционального присоединения вибрационного измерительного устройства 100 к трубопроводу или аналогичному устройству доставки текучей среды непроницаемым для текучей среды образом. В примере вибрационного измерительного устройства 100 вибрационный элемент 104 является кантилевером, установленным на корпус 102 на первом конце 106. Вибрационный элемент 104 является свободным для вибрации на втором конце 108.
Примерное вибрационное измерительное устройство 100 является погружным, в том смысле, что измеряемая текучая среда присутствует со всех сторон вибрационного элемента 104. Вибрационный элемент 104 может принимать форму трубки, листа, модифицированного листа, вилки (как иллюстрировано), стержня или другой формы, известной на уровне техники. Вибрационный элемент 104 может быть закреплен на одном или обоих концах и может быть консольным в некоторых вариантах осуществления, таких как иллюстрированный. Согласно показанному примеру, вибрационный элемент 104 может включать в себя множество отверстий для текучей среды (не показаны) рядом с первым концом 106. Отверстия для текучей среды могут быть предусмотрены, чтобы предоставлять возможность некоторой части текучей среды, поступающей в вибрационное измерительное устройство 100, протекать между корпусом 102 и вибрационным элементом 104. В других примерах, отверстия могут быть предусмотрены в корпусе 102, чтобы выводить испытываемую текучую среду на внешнюю поверхность вибрационного элемента 104. В дополнительных примерах, однако, текучая среда может поступать в вибрационное измерительное устройство через каналы в металлической конструкции рядом с первым концом 106.
Дополнительно показаны на фиг. 4 задающее устройство 112 и вибрационный датчик 114, расположенный в цилиндре 116. Задающее устройство 112 и вибрационный датчик 114 могут содержать катушки, но другие реализации также являются возможными, такие как пьезо датчики, оптические датчики, тензодатчики и т.д. Если электрический ток предоставляется катушке, магнитное поле индуцируется в вибрационном элементе 104, вынуждающее вибрационный элемент 104 вибрировать. Наоборот, вибрация вибрационного элемента 104 индуцирует напряжение в вибрационном датчике 114. Задающее устройство 112 принимает задающий сигнал от измерительной электронной аппаратуры 118 для того, чтобы осуществлять вибрацию вибрационного элемента 104 с одной из его резонансных частот в одном из множества режимов вибрации, включающих в себя, например, простое сгибание, торсионный, радиальный или связанный тип. Вибрационный датчик 114 обнаруживает вибрацию вибрационного элемента 104, включающую в себя частоту, с которой вибрационный элемент 104 вибрирует, и отправляет информацию о вибрации измерительной электронной аппаратуре 118 для обработки. Когда вибрационный элемент 104 вибрирует, текучая среда, контактирующая со стенкой вибрационного элемента, и текучая среда на коротком расстоянии от цилиндра будут вибрировать вместе с вибрационным элементом 104. Добавленная масса текучей среды, контактирующей с вибрационным элементом 104, снижает резонансную частоту. Новая, более низкая, резонансная частота вибрационного элемента 104 используется для определения плотности текучей среды. Резонансная характеристика, или показатель добротности, может также быть использована для определения вязкости текучей среды. Если испытываемая текучая среда присутствует, показатель добротности вибрационного элемента 104 будет изменяться обратно пропорционально вязкости текучей среды.
В вариантах осуществления первая точка резонансной частоты и вторая точка резонансной частоты измеряются для использования в вычислениях показателя добротности. Альтернативно, первый и второй моменты времени измеряются. Обращаясь к фиг. 3 и 4, в вариантах осуществления, показатели измерения резонансной частоты вибрационного элемента 104, по меньшей мере, для одной из первой точки (F1) измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки (F2) измерения полосы пропускания 3 дБ должны устанавливать прямую линию, так что два значения используются из одного и того же периода времени. Такие значения могут быть последовательными, как иллюстрировано, или непоследовательными. Такие показания вычисляются электроникой 118 измерительного устройства. Следует отметить, что либо период времени, либо частота могут быть использованы в отношении точек измерения полосы пропускания 3 дБ.
На фиг. 5 иллюстрируется в качестве примера то, что значение F1 интерполируется между точками фактического измерения. В этом случае, значение интерполируется для F2 между номерами 4 и 6 выборки. Будет ясно, что этот момент времени соответствует моменту, когда F1 измеряется - т.е., выборке 5. Этот момент соответствует стрелке, показанной на фиг. 5. Интерполированное значение F2 затем используется совместно с измеренным значением F1 во время измерения значения F1, чтобы вычислять Q. Следует отметить, что это просто пример, и значение F1 может быть интерполировано, при этом показатель F2 используется для вычислений Q. Кроме того, номера выборок также предоставляются только с целью иллюстративного примера, и любые номера выборок, последовательные или непоследовательные, могут быть использованы.
Недостатком этого подхода является то, что вычисления для Q всегда запаздывают от измерения в реальном времени. Альтернативный способ, который не приводит в результате к запаздыванию, иллюстрируется на фиг. 6. В этом варианте осуществления линия устанавливается между последовательными показаниями F2 при номере выборки 2 и 4 и затем экстраполируется к моменту времени, когда получается выборка номер 5. Этот момент соответствует стрелке, показанной на фиг. 6. Следует отметить снова, что это просто пример, и значение F1 может быть экстраполировано, при этом показатель F2 используется для вычислений Q. Кроме того, номер выборки также предоставляется только в целях примера, и любые номера выборок, последовательные или непоследовательные, могут быть использованы.
В вышеприведенных примерах только две точки используются для вычисления интерполированного или экстраполированного значения. Множество точек, средних значений, скользящих средних, уравнений крутизны характеристики или т.п. и их сочетания также могут быть использованы для вычисления интерполированных и/или экстраполированных значений.
Фиг. 7 иллюстрирует природу вычисленных значений Q по времени, когда плотность изменяется, с использованием сдвига моментов измерения полосы пропускания 3 дБ, которые используются устройствами предшествующего уровня техники. Будет ясно, что измеренный Q не является устойчивым. На эту линию наложен пример улучшенного измерения значения Q в результате интерполяции или экстраполяции, как показано на фиг. 3 и 4.
Фиг. 8 является блок-схемой электроники 118 измерительного устройства согласно варианту осуществления. В эксплуатации вибрационное измерительное устройство 100 предоставляет различные значения измерений, которые могут быть выведены, включающие в себя одно или более из измеренного или усредненного значения плотности, вязкости и расхода.
Вибрационное измерительное устройство 100 формирует ответную вибрацию. Вибрационная характеристика принимается и обрабатывается электроникой 118 измерительного устройства, чтобы формировать одно или более значений измерения текучей среды. Значения могут наблюдаться, записываться, сохраняться, суммироваться и/или выводиться.
Электроника 118 измерительного устройства включает в себя интерфейс 201, систему 200 обработки на связи с интерфейсом 201 и систему 202 хранения на связи с системой 200 обработки. Хотя эти компоненты показаны как отдельные блоки, следует понимать, что электроника 118 измерительного устройства может состоять из различных сочетаний объединенных и/или раздельных компонентов.
Интерфейс 201 может быть сконфигурирован для присоединения к выводам и обмена сигналами с задающим устройством 112, вибрационными датчиками 114 и датчиками температуры или давления (не показаны), например. Интерфейс 201 может быть дополнительно сконфигурирован, чтобы связываться по каналу связи с внешними устройствами.
Система 200 обработки может содержать любой вид системы обработки. Система 200 обработки конфигурируется, чтобы извлекать и выполнять сохраненные программы для того, чтобы управлять вибрационным измерителем 100. Система 202 хранения может хранить программы, включающие в себя общую программу 204 измерительного устройства. Система 202 хранения может хранить показатели измерений, принятые значения, рабочие значения и другую информацию. В некоторых вариантах осуществления система хранения хранит расход (m) 220, плотность (с) 208, вязкость (µ) 210, температуру (T) 212, давление 214, коэффициент усиления возбуждения 205, частоту и/или период времени 216, показатель добротности Q 218, программы, такие как программа 206 коэффициента усиления возбуждения, и любые другие переменные и программы, известные в области техники. Другие программы измерения/обработки рассматриваются и находятся в рамках описания и формулы изобретения.
Общая программа 204 измерительного устройства может производить и сохранять количественные оценки текучей среды и измерения расхода. Общая программа 204 измерительного устройства может формировать показатели измерения вязкости и сохранять их в хранилище вязкости 210 системы 202 хранения и/или показатели измерения плотности и сохранять их в хранилище плотности 208 системы 202 хранения, например. Значение вязкости 210 может быть определено из Q 218, как ранее обсуждалось и как известно в области техники.
Фиг. 9 изображает способ в соответствии с вариантом осуществления. Способ начинается с этапа 300. На этапе 300 вибрационный элемент 100 возбуждается для вибрации посредством задающего устройства 112. Сигнал возбуждения, который управляет возбуждающим устройством 112, отправляется из электроники 118 измерительного устройства.
Способ продолжается этапом 302. На этапе 302 обнаруживаются вибрации вибрационного элемента 104.
На этапе 304 измеряется первая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики.
На этапе 306 вычисляется вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики. Вторая точка вибрационной характеристики вычисляется посредством одного из интерполяции и экстраполяции из других измеренных точек характеристики.
Показатель добротности Q вибрационного элемента 104 вычисляется на этапе 308 с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики, как описано в данном документе.
Подробные описания вышеописанных вариантов осуществления не представляют собой полные описания всех вариантов осуществления, логически выводимых авторами изобретения как находящиеся в пределах объема настоящего описания. В действительности, специалисты в области техники поймут, что определенные элементы вышеописанных вариантов осуществления могут по-разному быть объединены или устранены, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления, и такие дополнительные варианты осуществления попадают в рамки и учения настоящего описания. Специалистам в данной области техники также должно быть очевидным, что вышеописанные варианты осуществления могут комбинироваться полностью или частично, чтобы создавать дополнительные варианты осуществления в пределах объема и идей настоящего описания.
Таким образом, хотя конкретные варианты осуществления описываются в данном документе в качестве иллюстрации, различные эквивалентные модификации являются возможными в пределах объема настоящего описания, как должны признавать специалисты в данной области техники. Учения, предоставленные в данном документе, могут быть применены к другим вибрационным измерительным устройствам, а не только к вариантам осуществления, описанным выше и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, рамки вариантов осуществления, описанных выше, должны определяться из последующей формулы изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР В ВИБРАЦИОННОМ РАСХОДОМЕРЕ | 2017 |
|
RU2731028C1 |
| ВИБРАЦИОННЫЙ ДАТЧИК И СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ВИБРАЦИИ В ВИБРАЦИОННОМ ДАТЧИКЕ | 2013 |
|
RU2629883C2 |
| ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ПОТОКА ПРИ ЭТАЛОННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ | 2012 |
|
RU2589349C1 |
| СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2004 |
|
RU2284500C2 |
| СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОГО ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ПЕРИОДА ВРЕМЕНИ | 2015 |
|
RU2686526C1 |
| КОАКСИАЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР | 2010 |
|
RU2449432C1 |
| СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ ДАТЧИКА ВИБРАЦИИ | 2014 |
|
RU2646541C2 |
| ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРА КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ОТКЛИКА КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА | 2015 |
|
RU2674559C1 |
| УПРАВЛЕНИЕ КОЛЕБАНИЯМИ ВИБРОДАТЧИКА НА ОСНОВАНИИ ФАЗОВОГО РАССОГЛАСОВАНИЯ | 2015 |
|
RU2727865C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОЙ ДОЛИ И КОНЦЕНТРАЦИИ РАСХОДОМЕРА | 2018 |
|
RU2758193C1 |
Изобретение относится к метрологии, в частности к датчикам для измерения вязкости и плотности текучей среды. Датчик содержит генератор, вибрационный элемент, находящий в контакте с жидкостью. Вибрационный датчик измеряет вибрационную характеристику вибрационного элемента. Электроника датчика генерирует и отправляет сигнал возбуждения задающему устройству и принимает вибрационную характеристику, затем измеряет первую точку вибрационной характеристики и вторую точку вибрационной характеристики для вибрационной характеристики. Вторая точка вибрационной характеристики вычисляется путем интерполяции и экстраполяции из других измеренных точек характеристики. Затем процессор измерительного устройства вычисляет показатель добротности Q вибрационного элемента с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики. Технический результат – повышение точности измерения добротности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Вибрационное измерительное устройство (100), функционирующее, чтобы определять по меньшей мере одно из вязкости и плотности текучей среды в нем, содержащее:
задающее устройство (112);
вибрационный элемент (104), приспособленный вибрировать посредством задающего устройства (112) и функционирующий, чтобы быть в контакте с текучей средой;
вибрационный датчик (114), сконфигурированный, чтобы обнаруживать вибрационную характеристику вибрационного элемента (104);
электронику (118) измерительного устройства, сконфигурированную, чтобы отправлять сигнал возбуждения задающему устройству (112) и принимать вибрационную характеристику, и дополнительно сконфигурированную, чтобы измерять первую точку вибрационной характеристики и вычислять вторую точку вибрационной характеристики для вибрационной характеристики, при этом вторая точка вибрационной характеристики является одной из интерполированной и экстраполированной из других измеренных точек характеристики, и при этом электроника (118) измерительного устройства дополнительно конфигурируется, чтобы вычислять показатель добротности Q вибрационного элемента (104) с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики, причем первая точка вибрационной характеристики и вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной характеристики соответствуют одному и тому же моменту времени, при этом электроника (118) измерительного устройства конфигурируется, чтобы определять вязкость текучей среды с помощью Q.
2. Вибрационное измерительное устройство (100) по п. 1, при этом первая точка вибрационной характеристики содержит одну из первой точки (Fi) измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки (F2) измерения полосы пропускания 3 дБ, и вторая точка вибрационной характеристики содержит одну из первой точки (F1) измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки (F2) измерения полосы пропускания 3 дБ, и вторая точка вибрационной характеристики отличается от первой точки вибрационной характеристики.
3. Вибрационное измерительное устройство (100) по п. 2, при этом первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат частоту.
4. Вибрационное измерительное устройство (100) по п. 2, при этом первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат период времени.
5. Вибрационное измерительное устройство (100) по п. 1, при этом вибрационный элемент (104) является консольным.
6. Вибрационное измерительное устройство (100) по п. 1, при этом другие точки измеренной характеристики содержат по меньшей мере две точки.
7. Способ определения вязкости или плотности текучей среды с помощью вибрационного измерительного устройства (100), содержащий этапы, на которых:
отправляют сигнал возбуждения задающему устройству (112); приводят в действие вибрационный элемент (104) с помощью задающего устройства (112);
обнаруживают вибрации вибрационного элемента (104); причем способ отличается тем, что:
измеряют первую точку вибрационной характеристики для вибрационной характеристики;
вычисляют вторую точку вибрационной характеристики для вибрационной характеристики, при этом вторая точка вибрационной характеристики является одной из интерполированной и экстраполированной из других измеренных точек характеристики;
причем первая точка вибрационной характеристики и вторая точка вибрационной характеристики для вибрационной
характеристики соответствуют одному и тому же моменту времени,
вычисляют Q вибрационного элемента (104) с помощью первой точки вибрационной характеристики и второй точки вибрационной характеристики, и
определяют вязкость текучей среды с помощью Q.
8. Способ по п. 7, при этом первая точка вибрационной характеристики содержит одну из первой точки (F1) измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки (F2) измерения полосы пропускания 3 дБ, и вторая точка вибрационной характеристики содержит одну из первой точки (F1) измерения полосы пропускания 3 дБ и конечной точки (F2) измерения полосы пропускания 3 дБ, и вторая точка вибрационной характеристики отличается от первой точки вибрационной характеристики.
9. Способ по п. 7, при этом первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат частоту.
10. Способ по п. 7, при этом первая и вторая точки вибрационной характеристики содержат период времени.
11. Способ по п. 7, при этом другие измеренные точки характеристики содержат по меньшей мере две точки.
| US 2017336309 A1, 23.11.2017 | |||
| Способ определения динамической сдвиговой вязкости жидкостей | 1988 |
|
SU1562773A1 |
| JP 2006284391 A, 19.10.2006 | |||
| БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО | 1925 |
|
SU7827A1 |
| Устройство двукратного усилителя с катодными лампами | 1920 |
|
SU55A1 |
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| US 2002040592 A1, 11.04.2002. | |||
