Плотномер жидкости Советский патент 1978 года по МПК G01N9/10 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к плотномерам.

Известен плотномер жидкости 1, в котором используется зависимости собственной частоты крутильных колебаний упругозакрепленного вибрирующего элемента, погруженного в контролируемую жидкость, от плотности этой жидкости.

Этот плотномер имеет невысокую чувствительность и малую точность, что обусловлено:

несинусоидальным характером силы взаимодействия поля катушки электромагнита с постоянными магнитами, жестко укрепленными на стержне, за счет переменного воздушного зазора между ними;

дополнительным моментом инерции чувствительного элемента, создаваемым конструктивными элементами возбудителя колебаний.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является вибрационный плотномер жидкости 2, в котором крутильные колебания вибрирующего элемента возбуждаются в результате взаимодействия кругового и продольного магнитных потоков в магнитоупругом трубчатом стержне.

Известный плотномер содержит крутильно-колеблюшийся элемент с лопастями, закрепленный на полом магнитоупругом стержне, обмоткм возбуждения, преобразователь крутильных колебаний в периодический электрический сигнал индукционного типа и электронное устройство. Обмотки возбуждения установлены взимно перпендикулярно, причем одна обмотка выполнена тороидальной и проходит сквозь стержень, а другая обмотка выполнена коаксиальной и охватывает стержень. Тороидальная обмотка подключена к источнику постоянного тока, а коаксиальная обмотка - к выходу электронного устройства.

Преобразователь крутильных колебаний в периодический электрический сигнал содержит два постоянных магнита, укрепленных диаметрально противоположно на крутильно-колеблющемся элементе с лопастями, и две измерительные обмоткн, намотанные на сердечники из магнитомягкого материала, неподвижно укрепленные на корпусе виброплотномера. Оси постоянных магнитов и измерите.льпых обмоток взаимно перпендикулярны.

Недостатком этого п.ютномера яв.шется малая чувствительность, обуслов.ченная значительным собственным моментом инерции крутильно-колеблющегося элемента за счет размещения на нем двух постоянных магнитов нреобразователя крутильных колебаний крутильно-колеблющегося элемента в периодический электрический сигнал.

Цель изобретения - повыщение чувствительности плотномера.

Цель достигается тем, что постоянный магнит, снабженный измерительной обмоткой, установлен жестко в корпусе плотномера перпендикулярно нлоскости одной из лопастей, выполненной двухслойной, причем слой, обращенный в сторону постоянного магнита, выполнен из феррома.гнитного материала.

На чертеже представлена схема предлагае.мого плотномера жидкости.

Плотномер жидкости содержит крутил ьно-колеблющийся эле.мент 1 (например, цилиндр) с лопастями, закрепленный на одно.м из концов трубчатого магнитоупругого стержня 2, другой конец которого консольно укреплен на основании 3. Обмотка возбуждения 4 выполнена тороидальной. Она проходит сквозь трубчатый стержень и подключается к источнику постоянного тока. Обмотка возбуждения о выполнена коаксиальной. Она охватывает магнитоуиругий трубчатый стержень 2 и подключается к выходу, усилителя 6. Цостоянный магнит 7 с намотанной на не.м измерительной обмоткой 8 неподвижно закреплен в основании 9, при этом ось по;;тоянного магнита перпендикулярна плоск,ости дБухс.лойной лопасти крутильно- колеблющегося элемента . . Слой лопасти крутильно-колеблющегося элемента, обращенный в сторону постоянного магнита 7 с обмоткой 8, выполнен из ферро.магнитного материала, напри.1ер ферромагнитной фольги. Измерительная обмотка 8 подключена ко входу усилителя 6. Тороидальная 4 и коаксиальная 5 обмотки, а также постоянный магнит 7 с измерительной обмоткой 8 герметизированы. За.мкнутые герметичные полости образованы трубками 10- 14, основаниями 3 и 9 и крышками 15 и 16. Выводные концы обмоток 4, 5, 8 проходят через разъем 17.

Нлотномер жидкости работает следующим образом.

Крутильно-колеблющийся элемент 1 плотномера жидкости погружают в контролируемую жидкость. При включении усилителя 6 в обмотке 5 возникает и.мпульс тока, вызывающий появление продольного магнитного потока в стержне 2. Помимо продольного магнитного потока, в стержне 2 действует круговой магнитный ноток, создаваемый током тороидальной обмотки 4. В результате взаимодействия кругового и продольного

создается

магнитных потоков в стержне

результирующий геликоидальный .магнитный поток и, как следствие, появляются крутильные колебания. Стержень 2 при этом будет стремиться соверщать крутильные колебания

с собственной частотой. Преобразователь крутильных колебаний преобразует эти колебания в периодический электрический сигнал за счет изменяющегося воздущного зазора между ферро.металлизированной поверхностью лопасти крутильно-колеблющегося элемента и неподвижпы.м магнитом 7 с обмоткой 8. Периодический электрический сигнал поступает на вход усилителя 6, питающего обмотку возбуждения 5. Тем самым поддерживаются незатухающие колебания

5 стерл ня 2, частота которых является мерой плотности контролируе.мой жидкости.

Формула изобретения Плотномер жидкости, содержащий погруженный в жидкость крутильно-колеблющийся элемент с лопаст.ями, закрепленный на упругом стержне, обмотку возбуждения, преобразователь крутильных колебаний, выполненный в виде постоянного магнита, укрепленного на лопасти, и измерительной обмотки, намотанной на сердечник, укрепленный 5 неподвижно в корпусе плотномера, усилитель и измеритель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности из.мерений, постоянный магнит, снабженный измерительной об.моткой, установлен жестко в корпусе плотномера перпендикулярно плоскости одной из лопастей, выполненной двухслойной, причем слой, обращенный в сторону постоянного магнита, выполнен из ферромагнитного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент ФРГ .Nb 1291138, кл. 42 Е 1/03.

2.Авторское свидетельство Л 356520, кл. G 01 .N 9/10, 970.

15