Датчик плотности Советский патент 1980 года по МПК G01N9/32 

(54) ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ

Изобретение относится к области исследования жидкостей и предназначено для измерения плотности жидких сред и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен виброрезонансный плотномер с вибратором выполненным в виде сдвоенного камертона, образуемого трубками с контролируемой жидкостью.

Основным недостатком этого плотномера является плохая динамичёс- кая балансировка во всех плоскостях а поэтому они чувствительна к уда- рам, вибрациям. Даже при высокой добротности датчика в условиях . внешней вибрации он не может обеспечить желаемую чувств ельяостЬ й точность измерения 1.

Известен погружной кольцевой камертон, состЬящий из двух коаксиально расположенных кольцевых элементов, соединенных камертонами с основанием 2.

Недостатком этого камертона является ма.пая точность измерения.

Це.лью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в предлагаемом датчике плотности кольцевые элементы выполнены в виде полых трубок, подключенных через пустотелые камертоны к входному и выходному патрубкам.

При измерении плотности жидкости

0 изменяется масса колеблющейся системы, чтр приводит к изменению резонансной частоты колебаний кольцевого камертона из-за изменения момента инерции поперечного сечения

5 системы относительно главной оси, перпендикулярной плоскости колец. На основании известной зависимости для резонансной частоты кольцевого камертона можно утверждать, что ре0зонансная частота пропорциональна корню квадратному из плотности исследуемой жидкости

Л.. L.

25

2П

где Е

модуль упругости материала кольца; о - плотнЪсть материала кольца;

715970 3 - .момент иие1рции поперечног сечения системы; А - постоянная; ргщиус осевой линии кольц порядок гармоники собств ной чабтоты кольца; yckopeHHe свободного пад ния. Так как ш- „ a,J,dm (2 Г 9 где dm - элемент массы кольца; dv - элемент объема кольца; dvet- элемент объема жидкости |( - удельный вес жидкости; - удельный вес материала /v ..-- - тогда . ..

На фиг. 1 изображен предлагавши с иэмехжтельиой схемой; на фиг. 2 - тот же, разрез.

Датчик содержи Д1ва кольцевых элемента 1, пустотелые камертоны 2, вет котохшх крепят к кольцевым элементам 1, а основания - к устройству 3 ввегда и вывода жидкости.

Устройство ввода и вывода 3 содержит цилиндрический корпус 4, внутри котсфого расположен общий патрубок 5, соединяющий камертоны б и 7 с трубкой .8 подвода жидкости к датчику. В корпусе 4 выполнены два отверстия 9/ чёрёй Которые камертоны 10 и U (фиг. 1) сробщают«5я с кольцедыми элементами. При подаче зкидкос в патрубок 8 они поступает через камертоиы б и 7, заполняя этом полости колец 1 и через камертоны

Формула изобретения :

Датчик плотности, содержащий ч;увсвительный элемент в виде кольцевого камертона, состоящего из двух коаксиально расположенных кольцевых элементов, соединенных камертонами с основанием, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, кольцевые элемен ты выполнены в виде полых трубок, подключенных через пустотелые камертоны к Входному и выходному патрубкам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.Энергия7 1968, с. 80-81. 10 и 11 сливается через отверстия 9 в корпус 4, При работе частотного датчика, ветви камертона 7 приводятся в колебательное движение с помощью возбудителя 12, сигнал к которому поступает от приемника колебания 13 через усилитель 14 (фиг. 1). Таким образом, обеспечивается автоколебательный режим работы частотного датчика, при котором резонансная частота колебаний является функцией плотности жидкости. Добротность датчика может достиiraTb нескольких десятков тысяч, что обеспечивает высокую чувствительность и точность производимых измерений плотности. Кроме того, конструкция датчика при высокой помехоустойчивости может обеспечить достаточную (0,1-0,05%) точность измерения плотности .