Вибрационный плотномер Советский патент 1989 года по МПК G01N9/00 

(21)4243002/31-25

(22)02.04.87

(46) 30.03.89. Бюл. № 12

(71)Ярославский политехнический институт и Специальное конструкторское бюро средств янапитической техники

(72)Ю.П.Жуков, .П.Ш.Ковач и А.В.Кольченко

(53)534.137 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 655930, кл. G 01 N 9/00, 1968.

Жуков to.П. и др. Массовый расходомер жидкостей на базе вибрационного плотномера. - Приборы и системы управления. 1985, N 6, с. 18-20.

(54)ВИБРАЦИОННЫЙ ПЛОТНОМЕР

(57)Изобретение относится к измерительной технике, а именно к вибра- ционно-частотным преобразователям плотности, и может быть использо.ва- но в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и других отраслях промышленности. С целью повышения точности измерения плотности жидкостей путем компенсации действия избыточного давления среды

датчик вибрационного плотномера содержит два трубчатых резонатора с различной чувствительностью к плотности измеряемой среды и с одинаковой чувствительностью к ее температуре и давлению. Это обеспечивается тем, что резонаторы вьтолнены из одного и того же материала, а их геометрические параметры выбраны таким образом, что в статической характеристике каждого из резонаторов сом- ножитачи, определяемые действием давления среды, оказываются одинак.овы- ми. Это достигается при отношении длин Ij и 1 боковых ветвей основного и вспомогательного резонаторов, равном 1/1 Г/2 r(k - l)/( - 1) (1.,- 1) .2Х ,,

- k)}/i:3(k; - 1) - 4xv -k) :

где k D/d : k, D, /d - отношения наружных (D и D, ) и внутренних ,.,

(Г tr Н .1 ТТЦ Л/ЛПЧт / тл m-nwAn,.

(d

d) диаметров трубок боковых

ветвей основного и вспомогательного резонаторов; /. - коэффициент Пуас- сона для материала резонаторов. Выходной сигнал блока деления пропорционален плотности контролируемой среды и не зависит от давления. 2 ил.

S

(Л

S

о со

о

1

Изобретение относится к изнери- тельной технике и может использоваться для непрерьшного высокоточного измерения плотности или других связанных с ней параметров (концентрации, состава и т.п.) различных жидкостей в нефтеперерабатывающей,нефтехимической, хим ической, пищевой и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения плотности жидкостей путем компенсащш действия избыточного давления среды.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого вибрационного плотномера; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1.

Плотномер содерл-ит датчик в виде двух последовательно соединенных по

оду потока жидкости трубча.тых сдвоенных резонаторов, изготовленнь1х из одного и того же материала. Датчик вьшолнен таким образом, что жидкость протекает параллельно в обоих резонаторах.

Основной резонатор содержит тонкостенные боковые ветви 1 и толстостенные центральные трубчатые соединители 2 и 3, соединяющие полые перемычки 4 и 5 с распределителем 6 потока, расположенным в центре масс колебательной системы. Вспомогательный резонатор имеет толстостенные боковые ветви 7 и тонкостенные центральные соединители 8 и 9, через которые, также как и в основном ре- зона горе, производится подвод и отвод жидкости от боковых ветвей,Внутренние диаметры трубок всех центральных соединителей и боковых ветвей основного резонатора одинаковы, а внутренний диаметр трубок боковых ветвей вспомогательного резонатора вдвое меньше, чем у всех ранее перечисленных трубок. Толщина стенок трубок выбирается таким образом, что отношение наружного и внутреннего диаметров трубок боковых ветвей основного резонатора равно соответст-. вующему отношению диаметров у трубок центральных, соединителей вспомогательного резонатора, а отношение наружного и внутреннего диаметров боковых ветвей вспомогательного ре- эонатора равно соответствующему отношению диаметров трубок центральных соединителей,основного резонатора. Каждый из резонаторов имеет самостоятельную систему возбуждения автоколебаний, состоящую из приемников 10 и 11, усилителей 12 и 13 и возбудителей 14 и 15 колебаний. Выходы уси- лителей подключены к входу блока 16 деления частотных сигналов.

Вибрационный плотномер работает следующим образом.

Боковые ветви 1 и 7 основного и вспомогательного резонаторов приводятся в режим незатухающих попарно противофазных колебаний соответствующими системами возбуждения. При этом выходные частотные сигналы каждсй колебательной системы определяются плотностью, температурой и давлением жидкости. Эти сигналы делятся друг на друга блоком деления,в результате чего уменьшается температурная погрешность и полностью.устраняется погрешность, связанная с изменениями давления среды,.

Это достигается при вьтолнении условия

1, 1 J kl - 1 . 1 2 kf - I

10

(

3(k - 1) + 2/(kj - kM

0

5

0

5

0

50

55

где jiL I и .

,

коэффициент Пуассона материала трубок резонаторов;

длины боковых ветвей основного и вспомогательного камертонного трубчатых резонаторов;

k -- О,/d - отношения наружных (D и

D.) и внутренних (d и d) диаметров трубок резонаторов.

Применение предлагаемого вибрационного плотномера в системах измерения массового расхода позволяет на 40-50% повысить точность учета жидких продуктов, транспортируемых по трубопроводам, Фо рмул аи 3 обре тения

Вибрационный плотномер, содержащий блок деления частотных сигналов и два трубчатых сдвоенных резонатора; из одного и того же материа- ла.в котором основной трубчатый сдвоенный резонатор имеет тонкостенные, а вспомогательный - толстостенные колеблющиеся боковые ветви, причем полости резонаторов соедине- .ны с центральными трубчатыми соединителями, пpoxoдящи и вдоль оси сим- . метрии и закрепленными в центре масс де резонаторов, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности измерения плотности путем компенсации действия избыточного давления среды, боковые ветви основного резонатора и центральные трубчатые сое- I динители обоих резонаторов имеют одинаковые внутренние диаметры,вдвое большие внутреннего диаметра боко- вых ветвей вспомогательного резонатора, причем отношение наружного и внутреннего диаметров трубок боковых ветвей основного резонатора равно отношению соответствующих диаметров трубок центрального соединителя

фиг. 1

/4-/

2,/2

Фае. 2