Вибрационный плотномер Советский патент 1981 года по МПК G01N9/00 

(54) ВИБРАЦИОННЫЙ ПЛОТНОМЕР

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности газов, в частности для измерения плотности природного газа на магистральных газопроводах и подземных хранилищах газа.

Известны вибрационные плотномеры, сог держащие в качестве вибрирующего в эталонной и контролируемой среде чувствительного элемента металлическую мембрану или лопасть 1.

Однако чувствительность, а, следовательно, и точность этих плотномеров ограничивается жесткостью и большой инерционностью металлической мембравы или лопасти.

Известен также вибрационный плотномер, содержащий в качестве чувствительного элемента колеблющуюся в контролируемой среде и в вакууме металлическую лент ту, камеру для ввода контролируемой среды, систему возбуждения для создания поперечных колебаний ленты и средства для измерения отклонения частоты вибрации ленты в отсутствии и при наличии контролируемой среды.

Недостаток этогб плотномера - низкая точность измерения вследствие больщой инерционности металлической ленты, грубой ручной настройки частоты резонанса, наличия упругой системы, вызывающей са- мопроизвольное изменение силы натяжения ленты в процессе работы 2.

Цель изобретения - повыщение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в 10 вибрационном плотномере, содержащем установленный в контролируемом газе зонд, вибрационно-чувствительный элемент, размещенный в зонде, систему возбуждения вибрационно-чувствительного элемента, источник света, приемник света, выполненный в 15 виде фотоэлектронного преобразователя и измерительную схему, вибрационно-чувствительный элемент выполнен в виде оптиковолоконного фильтра, связанного оптиковолоконным кабелем с источником света, причем свободный конец оптиковолоконного фильтра установлен напротив приемника света, а на свободном конце оптиковолоконного фильтра закреплен электрет.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция зонда предлагаемого устройства, разрез.

Устройство содержит источник 1 света, зонд 2 и измерительную схему 3.

Зонд 2 (фиг. 2) включает в себя оптиковолоконный кабель 4, заканчивающийся в базе 5 оптиковолоконным фильтром 6, на свободном конце которого крепится в качестве концевого груза пластина 7 из электрета, а также элемент 8 настройки. Сверху и снизу оптиковолоконного фильтра расположены пластины 9 системы возбуждения, а с торцовой части свободного конца фильтра - фотоэлектронный преобразователь 10, который крепится к внутренней стенке защитного корпуса 11, герметичность которого сверху обеспечивается крыщкой 12, а снизу имеется сетка 13 и специальный вход с щариком 14.

Измерительная схема 3 (фиг. 1) включает в себя генератор 15 с плавно изменяющейся частотой возбуждения, преобразователь частота-код 16, частотный ключ 17, арифметическое устройство 18 и блок 19 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора 15 поступает на пластины 9 системы возбуждения, причем частота сигнала изменяется от нижней частоты резонанса (н, соответствующей максимальной плотности контролируемой среды, до верхней частоты резонанса fj, соответствующей минимальной плотности контролируемой среды. При отсутствии резонанса на вход фотоэлектронного преобразователя поступает немодулированный световой поток и на его выходе частотный сигнал отсутствует. При совпадении частоты возбуждения с собственной резонансной частотой Гк.с.фильтра, на входе фотоэлектронного преобразователя появляется модулированный световой поток с частотой к.с. (при определенной плотности гаЗа). С выхода фотоэлектронного преобразователя электрический сигнал поступает в преобразователь частота-код 16 и частотный ключ 17, который сбрасывает только при появлении на выходе фотоэлектронного преобразователя резонансного сигналу и фиксирует частоту

генератора 15. С выхода преобразователя частота-код 16 код частоты резонанса поступает в арифметическое устройство 18, которое решает определенную функциональную зависимость между плотностью контролируемой среды и частотой фильтра в вакууме и контролируемой среде. Результат обработки выводится на блок 19 индикации. По окончании цикла измерения арифметическое устройство выдает импульс окончания измерения, который поступает в генератор 15 и по приходу которого на пластинах 9 появляется сигнал с частотой I. Весь процесс измерения автоматически повторяется. Использование предлагаемого устройства обеспечивает повыщение точности измереНИИ плотности за счет использования чувствительного элемента, обладающего малой . инерционностью, компактность зонда за счет использования оптических элементов, простоту вторичной аппаратуры.

Формула изобретения

зонд, вибрационно-чувствительный элемент, размещенный в зонде, систему возбуждения вибрационно-чувствительного элемента, источник света, приемник света, выполненный в виде фотоэлектронного преобразователя и измерительную схему, отличающийся тем,

что, с целью повыщения точности измерения, вибрационно-чувствительный элемент выполнен в виде оптиковолоконного фильтра, связанного оптиковолоконным кабелем с источником света, причем свободный конец оптиковолоконного фильтра установлен напротив приемника света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Франции № 2.180.233, кл. G 01 N 9/00, 1976 (прототип).