Устройство для измерения плотности жидкости Советский патент 1977 года по МПК G01N9/12 

Устройство содержит корпус 1 с закрепленным в его крышках 2 трубчатым полым вибратором 3, охваченным рамой 4 с расположенными на ней грузами 5, закрепленной в плоских пружинах 6.

Вблизи вибратора 3 в корпусе 1 установлены электромагнитные преобразователи 7 и 8 колебаний, соединенные проводами 9 с разъемом 10. С помощью временного переключающего устройства 11 преобразователи 7 и 8 соединены с измерителем 12 отношения частот.

Работа устройства для измерения плотности жидкости происходит следующим образом.

Временное переключающее устройство 11 подает напряжение питания поочередно на электромагнитные преобразователи 7 и 8. При подаче питания на преобразователь 8, последний, работая как возбудитель колебаний, заставляет вибратор 3 совершать колебания в направлении У-У (см. фиг. 2). Преобразователь 7, работая в этом случае как приемник, преобразует эти колебания в электрический периодический сигнал, частота которого зависит от плотности контролируемой жидкости и собственной массы вибратора.

В следующий цикл при подаче напряжения питания на преобразователь 7 последний заставляет вибратор 3 совершать колебания в направлении X - X (см. фиг. 2). Преобразователь 8 преобразует эти колебания в электрический периодический сигнал, частота которого зависит от плотности контролируемой жидкости и от суммарной массы вибратора и грузов.

При колебаниях вибратора в направлении малой оси X-Храмы масса грузов добавляется к массе вибратора .с контролируемой жидкостью, а при колебаниях в направлении большой оси У-У рамы масса грузов не добав-ляется.

Собственная резонансная частота вибратора без добавки груза, т. е. при колебаниях вдоль оси У-У, определяется выражением:

f2kEI

11 .

7ЙО + /Яж

где К - коэффициент пропорциональности, Е - модуль упругости, / - полярный момент инерции.

Собственная резонансная частота вибратора при добавленной массе грузов, т. е. при колебаниях вдоль оси X - X, определяется выражением:

kEf

f2 /2 -

ffia + fttjf( + Тодоб

Величины Е и I являются температурнозависимыми.

Отношение квадратов частот колебаний в этих двух взаимно перпендикулярных направлениях, определяемое выражением:

f

у - 1 1 %об

- TF - т;

/2«ж + гпо

является мерой плотности контролируемой жидкости, не зависимой от температуры окружающей среды.

Чувствительность датчика

дл/дл 0,064 JA:

Д5см

в диапазоне изменения плотности от 0,702 г/см до 0,999 г/см.

Формула изобретения

Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее полый трубчатый вибратор, заполненный контролируемой жидкостью, возбудитель и приемник колебаний вибратора,

временное переключающее устройство и измеритель отношения частот, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствител)ности прибора и обеспечения его компактности, вибратор окрул :ен эллипсообразной рамой, закрепленной в плоских пружинах, соосных большой оси рамы с грузами, причем большая ось рамы больше двойной амплитуды колебаний вибратора, а малая ось рамы больше внешнего диаметра вибратора на величину допуска скользящей посадки, и грузы размещены на боковых наружных поверхностях эллипсообразной рамы, параллельных ее большой оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 249238, М. Кл. 42/ 1/03, 1970 г.

2.Патент США № 3.449.941, Кл. 73-32, 1969 г.

Фиг. 2