Вибрационный датчик плотности Советский патент 1991 года по МПК G01N9/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения плотности жидкости, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже изображен предлагаемый датчик, общий вид.

Датчик содержит резонатор в виде двух одинаковых параллельных трубок 1, соединенных между собой системой упругих перемычек 2, установленных между центральной частью резонатора и его жесткими основаниями 3, и двух одинаковых компенсирующих сильфонов 4, расположенные между трубами 1 и параллельно им. Сильфоны 4 открытыми концами соединены между собой патрубком 5, а закрытыми концами жестко прикреплены к жестким основаниям 3 с помощью упоров 6. Патрубок 5 в своей средней части закреплен в корпусе датчика элементами 7. Концы трубок 1 посредством четырех одинаковых развязывающих сильфонов 8 соединены с двумя распределителями 9 и 10 жидкости, предназначенными соответственно для ввода и вывода исследуемой жидкости. Внутренняя замкнутая полость 11, образованная патрубком 5 и сильфонами 4. сообщена посредством гибкого трубопровода 12с входным распределителем 9 жидкости. Система возбуждения резонатора состоит из приемника 13 колебаний, возбудителя 14 и усилителя 15. Частотомер 16 предназначен для регистрации выходного сигнала датчика.

О 00

о

00

Датчик работает следующим образом.

Исследуемая жидкость входит в датчик через входной распределитель 9 жидкости и через развязывающие сильфоны 8 и выходной распределитель 10 жидкости выходит из датчика. Одновременно исследуемая жидкость через входной распределитель 9 жидкости и гибкий трубопровод 12 поступает в замкнутую полость 11, Система возбуждения приводит в автоколебания в противофазе трубки 1 резонатора. Частота автоколебаний регистрируется час- готомером 16.

Частота колебаний трубок резонатора без учета влияния скорости движения исследуемой среды и при наличии некоторого гидростатического давления Р среды определяется выражением

А V. „,.,.„ L2PSTP

.

516

бок;

А+р - EdV-O где f0 - частота колебаний пустых труЕ - модуль упругости материала трубок;

L-длина трубок;

n D/d - относительная толщина стенок трубок;

D, d - наружный и внутренний диаметры трубок;

А 5тррм/5ст - постоянная резонатора;

Зтр - площадь поперечного сечения трубок;

Зет - площадь поперечного сечения стенки трубок;

РМ - плотность материала трубок;

р- плотность исследуемой жидкости.

Величина f0, в свою очередь определяется выражением

0.907 УЕ(П2...-).

При наличии давления Р исследуемой жидкости в полости 11 со стороны компенсирующих сильфонов 4 на трубки действуют

силы растяжения Рраст, каждая из которых определяется выражением

Рраст Р5эфф,

где Зэфф - эффективная площадь компенси- рующего сильфона 4.

В этом случае частота колебаний трубок 1 резонатора определяется соотношением

10

f

-Л

А +р

11-0,

516

-рр

(Srp Зэфф))

Очевидно, что если БЭФФ Srp, то частота колебаний трубок 1 резонатора определяется только плотностью протекающей жидкости:

-а

20° А +р

т.е. величина давления исследуемой жидкости не влияет на точность измерения плотности.

Формула изобретения Вибрационный датчик плотности, содержащий резонатор, выполненный в виде двух одинаковых параллельных трубок с системой упругих перемычек, жестко соединенных с основаниями, два распределителя жидкости, соединенные с трубками через четыре развязывающих сильфона, систему возбуждения и приема колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены два одинаковых компенсирующих сильфона, соединенные между собой патрубком и образующие замкнутую внутреннюю полость, соединенную с одним из распределителей жидкости, при этом дно каждого компенсирующего сильфона жестко соединено с основанием, а эф- фективная площадь компенсирующих сильфонов равна площади поперечного сечения трубок резонатора.

гпттт

о|

5S

°o|

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к вибрационным датчикам плотности, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерения. Датчик содержит резонатор, выполненный в виде двух одинаковых параллельных трубок, жестко соединенных с основаниями, систему подвода и отвода жидкости, а также систему возбуждения и приема колебаний. Для исключения влияния давления жидкости на точность измерений в датчик введены два компенсирующих сильфона, соединенные между собой патрубком и образующие замкнутую внутреннюю полость, соединенную с системой подвода жидкости. Дно каждого компенсирующего сильфона жестко соединено с основанием, а эффективная площадь компенсирующих сильфонов равна площади поперечного сечения трубок резонатора. 1 ил.