Вибрационный плотномер Советский патент 1985 года по МПК G01N9/00 

а I

4ib

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для определения плотности и массовых расходов жидкостей и газов, и может найти применение в хими 1еской, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности,

Известен плотномер, содержащий два трубчатых вибродатчика, имеющих различные коэффициенты преобразования плотности в частоту колебаний. Для обеспечения, равенства температур жидкость пропускают через оба вибродатчика, а температурные девиации частот датчиков вычитаются в блоке сравнения 1 .

Температурная погрешность дифференциального плотномера, в котором контролируемая среда пропускается через оба вибродатчика, определяется из соотношения

(t)fj-4.

«

-ui

П--1

W

где p относительная погрешность

измерения плотности-, - отношение частот вибродат ЧИКОВ;

- относительные температурные коэффициенты частот резонаторов, 1/град, ui приращение температуры, град.

Так как величины п , Ч и зависят от контролируемой плотности р , то полная компенсация температурной погрешности О обеспечивается только в одной точке диапазона измерений f - f , для которой, как следует из выражения (1), должно вьшолняться равенство п-, 42/. В остальных точках диапазона измерения погрешность сЛ отлична от нуля, что является недостатком прибора

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вибрционный плотномер, содержащий .частотный датчик плотности, температурночастотный преобразователь, умножитель, блок сравнения и вторичный прибор, причем выходы умножителя и частотного датчика плотности подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору и к входу умножителя, другой вход которого соединен с выходом температурно-частотного преобра-Зователя. Уменьшение температурной погрешности прибора во всем диапазоне измерения достигается умножением в измерительной цепи устройства приращения .f, сигнала преобразователя температуры на масштабный коэффициент fc, определенны образом зависяпгий от контролируемой плотности, и последующим вычитанием в блоке сравнения полученного результата л -i . л,К из выходного сигнала „ датчика плотности 2 1.

Однако умножение 4| только на масштабный коэффициент fc , равный

.К-л

/ + dj

где.Лпостоянная трубчатого 20 резонатора, равная отношению массы единицы длины трубки т, к площади отверстия F ;

йр - отклонение контролируемой 25плотности от начального

значения ( fо),

не позволяет компенсировать при последующем вычитании из р температурную погрешность во всем диапазоне 30 измеряемых плотностей.

{f-rff д рЧ)

при .

Целью изобретения является повышение точности измерен1 я путем компенсации температурной погрешности, связанной с зависимостью температурного коэффициента частоты резонато0 Ра от контролируемой плотности.

Поставленная цель достигается тем, что вибрационный плотномер, содержащий частотный датчик плотности, температурно-частотный преобразователь,

е первьш умножитель, блок сравнения и вторичный прибор, при этом выходы умножителя и частотного датчика плотности подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору и к входу умножителя, другой вход которого соединен с выходом температурно-частотного преобразователя, дополнительно снабжен вторым умножителем, сумматором, блоком установки констант, частотным квадратором, причем второй умножитель включен последовательно с первым, а его вход соединен с выходом блока

сравнения через последовательно включенные сумматор и частотный квадратор, к другим входам которых подключены выходы блока установки констант.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого плотномера.

Частотный датчик 1 плотности (например, трубчатый камертонный резонатор с системой возбуждения) и температурно-частотный преобразователь 2 (например, сплошной камертонный резонатор со схемой возбуждения и вычитания начальной частоты) через второй умножитель 3 (например, управляемый делитель) и первый умножитель 4 подключены к входам блока 5 сравнения (например, смесителя), выход которого поключен к вторичному прибору 6 (например, цифровому частотомеру), входу первого умножителя 4 и через последовательно включенные частотный квадратор 7 (например, цифрово функциональный преобразователь) и сумматор 8 (например, смеситель с фильтром) к входу второго умножителя 3, причем к другим входам квадратора 7 и сумматора 8 подключены выходы блока 9 установки констант (например, синтезатора частот), При изменении температуры контролируемой жидкости на выходе преобразователя 2 появляется сигнал / одновременно сигнал „ от датчика 1 плотности с выхода блбка 5 поступает через квадратор 7 и сумматор 8, в которых формируется сигнал .п , на умножитель 3, с выхода которого сигнал 2lf поступает на умножитель 4, а сигнал с выхода последнего, равный л h К , в блоке 5 вычитается из сигнала f

x(i) датчика 1 плотности, а так как л р (-t) Л f riK , то вторичный прибор 6 измеряет частоты fp , зависящую только от контролируемой плотности среды, приведенной к определенной

температуре.

Техническим преимуществом предлагаемого вибрационного плотномера является полная компенсация температурной погрешности во всем диапазоне измерения, что при точных измерениях массовых расходов нефтепродуктов позволит получить значительную экономию.

ВИБРАЦИОННЫЙ ПЛОТНОМЕР, содержащий частотный датчик плотности, температурно-частотный преобразователь, первый умножитель, блок сравнения и вторичный прибор, при этом выходы умножителя и частотного датчика плотности подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к вторичному прибору и к входу умножителя, другой вход которого соединен с выходом температурночастотного преобразователя, о т л ичающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, он дополнительно снабжен вторым умножителем, сумматором, блоком установки констант., частотным квадратором, причем второй умножитель включен последовательно с первым, а его вход соединен с выходом блока сравнения через последовательно включенные сумматор и частотный квадратор, к другим входам которых подключены выходы блока установки констант. (Л