Вибрационный плотномер Советский патент 1984 года по МПК G01N9/32 

10

(1)

CZ

ВИБРАЦИОННЫЙ ПЛОТНОМЕР, содержащий датчик, выполненный в виде двух трубчатых резонаторов, скрепленных перемлчками по типу сдвоенного камертона, установленных в корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний, а также измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения погрешности от изменения скорости теченич контролируемой среды, выходные концы резонаторов, выступакяцие за перемычку, согнуты под пря1ллм углом к их продольным осям.

:о

Ob

ел

САд

S

:о

Изобретение относится к области ансзлитического приборостроения и может найти применение для контроля плотности нефтепродуктов, транспортируемых по высоконапорным трубопроводам ,

Известен вибрационный плотномер, датчик которого выполнен в виде проточного трубчатого резонатора камертонного типа 1.

Недостатком плотномера является погрешность измерения, обусловленная зависимостью частоты колебаний трубчатого резонатора датчика от скорости течения среды через датчик,,

Наиболее близким к изобретению является резонансный плотномер, со,держащий датчик, выполненный в виде двух трубчатых резонаторов, скрепленных перемычками по типу сдвоенного камертона, установленных в корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний, а также измерительный прибор. Трубки обоими концами подключены к гидросистеме, по которой течет исследуемая жидкость 2 .

Недостатком известного плотномера является наличие дополнительной погрешности измерения, обусловленной зависимостью частоты колебаний трубчатых резонаторов от скорости проте- кания через них контролируемой среды. Эта погрешность становится значительной при скоростях движения среды 3-8 м/с и может достигать 2гЗ кг/м на каждый м/с,

, Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения погрешности от изменения скорости течения контролируемой среды

Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном плотномере, содержсцдем датчик, выполненный в виде двух трубчатых резонаторов, скрепленньох перемычками по типу сдвоенного камертона, установленных в корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний, а также измерительный прибор, выходные концы резонаторов, выступающие за перемычку, согнуты под углом к их продольным осям,

На чертеже схематично показано устройство, плотномера,

Датчик плотномера содержит два трубчатых резонатора 1 и 2, соединенных перемычками 3 и 4 по типу сдвоенного камертона, установленного в корпусе (не показан), снабженного устройство 5 ввода и вывода б контролируемой среды. Система возбуждения колебаний резонатора включа ет приемник 7 колебаний, усилитель 8, возбудитель 9 колебаний, включенные по схеме электромеханического

автогенератора. Для регистрации плотности предусмотрен частотомер 10, Одна пара концов резонаторов 11 и 12, выступающих за перет ычку на выходе, согнута под прямым углом к их про дольным осям 13 и 14.

Плотномер работает следующим образом ,

Контро,;:ируемая среда со скоростью V поступает в датчик плотномера через устройство 5 ввода. Жидкость движется по прямолинейным участкам трубчаты:: резонаторов 1 и 2, на выходе из которых за опорой 4 (перемычкой) поток контролируемой среды поворачивает под прямым углом в изогнутых частях 11 и 12 резонаторов и через устройство 6 вывода ж эдкость поступает в технологический трубопровод. При выходе струи из частей резонаторов 1 и 2, под прямым углом возникает сила реакции струи N, которая в общем случае для угла сб равна

rJ mV (i-cosoLl,

где m - погонная масса жидкости.

Проекция N силы реакции струи на продольные оси 13 и 14 резонаторов 1 и 2 при угле сС 90° равна V, что уменьшает влияние; скорости течения V контролируемой среды на частоту колебаний f и погрешность от изменения скорости движения среды. Участки резонаторов 1 и 2 приводятся в режим автоколебаний с помощью приемника 7, усилителя 8, возбудителя ,9 на частоте f, близкой к собственной частоте; резонаторов, которая зависит от массы резонаторов г а следовательно, от плотности контролируемой среды и не зависит от скорости ее течения Собственная частота резонатора равна

, . e(N-T)

± 4ft4pf Ed4H-M

I л

Тг Л,,: (.tT4-0- частота колебагде

о i НИИ пустой трубки;

DJ; d - наружный и внутренний -.циаметры трубки, м;

рм)Р плотность материала трубки и жидкости, кг/см ; (vf-}.) постоянная резонатора, кг/м ;

и

-относительная толщина стенки трубки;

-длина трубки, м;

N, Т

- осевые силы растяжения и сжатия трубки;

а., b V

-коэффициенты, зависящие от вида крепления трубки;

- скорость контролируемой жидкости,

Подставляя в соотношение для f N mV(l-cosoi) и учитывая, что

Tt 2 , m - d р , получаем

I,

MiTpT T йп;)

Из полученного соотношения видно, что погрешность от изменения скорости течения равна нулю при выполнении условия

(1 - cosoL) b.

откуда

ot arccos (1 - -;:;) .

II a

0965334

Для крепления концов типа опора-опора ,064, ,621,i5 3,1416.

с6 f arccos О 90° .

5 Для крепления концов типа заделка-опора ,970, ,762

ot arccos С 0,0002, t 90°

Таким образом, в предлагаемой 10 конструкции оптимальным является прямой угол между продольной осью прямолинейной части резонатора и осью повернутого за опорой конца резонатора.

5 По сравнению с известным предлагаемый плотномер обеспечивает снижени погрешности измерения плотности из-за влияния скорости потока испытуемой жидкости в среднем на 75%.