Вибрационно-частотный плотнометр для жидкостей и суспензий Советский патент 1974 года по МПК G01N9/10 

Изобретение нредназначено для измерения плотности гомогенной и гетерогенной сред, нанример известняковой суспензии, и может найти применение в строительной, химической, горно-металлургической и других отраслях промышленности.

Известен датчик вибрационного типа, содержащий чувствительный элемент, систему возбуждения и съема колебаний, нричем в нем в качестве чувствительного элемента использованы стенки сосуда. Такой датчик тредставляет собой цилиндрический сосуд с плоским дном, боковые ставки которого приводятся в колебание в противофазе системой возбуждения. Полезным сигналом является амплитуда колебаний стенок сосуда, по которой судят о вязкости находяп1,ейся в сосуде жидкой среды. Недостатком известного устройства является низкая добротность колебательной системы ввиду значительной передачи энергии от колеблющихся боковых стенок « днищу сосуда. Значительное рассеяние энергии объясняется тем, что колеблющиеся боковые стенки крепят к днищу сосуда в точках, далеких от узлов колебаний.

Кроме того, происходит большое рассеяние энергии на создание поперечных волн на поверхности жидкости, заполняющей сосуд. Известная конструкция не может быть применена для непрерывного измерения плотности.суспензии вследствие оседания на дно твердой фазы.

Для повышения добротности колебательной системы, чувствительности и точности измерения в предлагаемом устройстве датчик -плотности выполнен в виде сосуда, форма которого представляет собой сдвоенный круговой камертон классической формы, то есть формы, обеспечивающей максимальную добротность колебательной системы по сравнению с известными формами датчиков.

Па фиг. 1 ноказан предлагаемый плотномер; на фиг. 2 и 3 варианты выполнения формы датчика.

Предлагаемый датчик представляет собой сосуд 1 в форме сдвоенного кругового камертона классической формы, изготовленный из коррозиониостойкого упругого материала (например, из железо-никелевого сплава).

Сосуд 1 с помощью фланцев 2 через упругие прокладки 3 крепят в разрезе вертикального участка технологического трубопровода 4.

Стенки сосуда приводят в колебание в противофазе, нанример, с помощью электромагнита 5. Эти колебания воспринимаются приемным электромагнитом положительной обратной связи 6 и через усилитель 7 вновь подаются на возбуждающий электромагнит 5, осуществляя автоколебательный режим. При заполнении сосуда й идкостью или суспензией

собственная частота колебаний его изменяется и регистрируется частотомером 8, отградуированным в единицах нлотности.

Преимущества предлагаемого датчика по сравнению с известными заключаются в еледующем.

Под одинарным круговым камертоном классической формы (Подразумевается форма сосуда, выполненного в виде колокола или рюмки (ом. фиг. 2). Такую форму, сечение «оторой представляет камертон классической .формы, можно изготовить С высокой степенью точности относительно оси си1мметрии, что при соответствующем выборе материала обеспечивает чрезвычайно высокую добротность колебательной системы. Это достигается тем, что поперечные колебания стенок не передаются ножке камертона, так как последняя находится в узле колебаний. Однако одинарный круговой камертон не обладает максимальной добротностью, если он заполнен жидкостью.

При колебаниях бо-ковых стенок сосуда «а поверхности жидкости, заполняющей его, образуются поперечные волны, которые гасят колебания и уменьщают добротность колебательной системы. При больщой открытой поверхности сосуда добротность может уменьщиться в несколько раз.

С целью устранения влияния открытой поверхности ппедложено сосуд выполнить в виде

сдвоенного кругового камертона классической формы (см. фиг. 3).

Добротность датчика такой форимы при его заполнении жидкостью практически не меняется и остается высокой. Проведенные опыты показывают, что добротность такого датчика составляет несколько тысяч. Рассеяние энергии в технологический трубопровод чрезвычайно мало, так как соединение датчика с ним осуществляется посредством полых ножек, находящихся в узлах колебаний. Кроме того, жесткость сдвоенного камертона по сравнению с одинарным увеличивается в несколько раз, что позволяет увеличить частоту колебаний, а, следовательно, и чувствительность при тех же габаритах датчика.

Предмет изобретения

Вибрационно-частотный плотномер для жидкостей и суспензий, состоящий из проточного вибрационно-частотного датчика, системы возбуждения и измерителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности колебательной системы, чувствительности и точности измерения, датчик выполнен в виде сдвоенного кругового камертона классической формы.

2

;..

i