Зонд вибрационного плотномера Советский патент 1982 года по МПК G01N9/00 

(54) ЗОНД ВИБРАЦИОННОГО ПЛОТНОМЕРА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности гаЗов, в часриоств, для измерения плотности прирогн ного газа на магистральных газопроводах И подземных хранилищах газа.

Известны вибрационные плотномеры, содержащие в качестве вибрирукшего в контролируемой среде чувствительного элемента к таллическую мембрану или ю лопатку ij.

Однако, чувствительность, а следовательно, и точность указанных выше ппот номеров, ограничивается большой инер циовностыо металлической мембраны или is лопатки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому . является зонД вибрационного плотномера, содержащий внутренний и внешний трубчатые элементы о вибрационно-чувствительвый элетлент, установленный во внутреннем трубчатом эл&мевте и контактирующий с контралиру мой средой, систему возбуждения

ционно-чувствительного элемента и сио- тему съема колебаний вибрационно-чувст вительного элемента, включающую пьеэси. кристалл. Вибрационко-чувствительный элемент выполнен в виде металлической лопатки, имеющей выступ (2j,Наличие выступа увеличивает инерционность лопатки, снижая тем самым чувствительность, а следовательно, точность измерений.

Цель изобретения - повьциение точное ти измерений плотности газа.

Указанная цель обеспечивается тем, что в зонде вибрационного плотномера, содержащем внешний и внутренний трубчатые элементы, вибрационно-чувствительный элемент, установленный во внутре нем трубчатом элементе и контактирующий с контролируемой средой, систему возбуждения вибрационно -чувствительного элемента и систему съема колебаний ВИбрациоинс чувствительного элемента., включающую пьезокристалл, вибрационночувствительный элемент выполнен в виде диэлектрической пласти5сы, на которой с двух сторон закреплены электреты, причем диэлектрическая пластина установлена во внутренних кольцеёых выступах внутреннего трубч атого элемента и закреплена между двумя металлическими полуцилиндрами, введенными в систему возбуждения. На фиг. 1 изображен зонд, вий сбоку, в аксонометрии; на фиг. 2 - нижняя част зонда, поперечный разрез. Узел зонда вибрационного плотномера включает в себя пластину 1, сверху и снизу к которой крепятся электреты 2 одинаковой полярности. Верхний 3 и нижНИИ 4 диэлектрические полуцилиндры внут реннего трубчатого элемента расположены снаружи верхнего 5 и нижнего 6 металли ческих полуцилиндров системы возбуждения, причем пластина 1 закреплена с двух сторон полуцилиндрами 5 и 6 системы возбуждения и четырьмя полукольцевыми выступами 7-10 внутреннего трубчатого элемента. Для крепления проводов к полуцилиндрам в последних имерются гнезда 11 и 12. Провода системЬг возбуждения подводятся к полуцилиндрам 5 и 6 и по канавкам 13.и 14 провода от пьезокристалла Д5 выводятся через центральную канавку 16. Узел зонда запрессовывается во внешний трубчатый элемент 17. Провода в канавках пьезокристалла перед запрессовкой заливаются эпоксицной смолой. Внешний трубчатый элемент соединен с верхней частью зонда 18 посредством бобышки 19 (рис. 2). Устройство работает следуюшлм образом. При погружении зондэ в исследуемую среду, последняя окружает (или обтекает) пластину 1. Наклеенные на пластину 1 электреты 2 обращены одноименными полярностями наружу. При подаче перемен ного сигнала на полуцилиндры 5 и 6 систолы возбуждения переменное электри ческое поле между полуцилиндрами 5 и 6 взаимодействует с постоянными электрическими полями двух электретов 2, вынуждая их колебаться вместе с пластиной 2. При этом вместе с пластиной 2 колебается присоединенная масса газа,, окружающая пластину. Для съема информации о частоте колебаний пластины к одному из закрепленных концов пластины крепив ся пьезокристалл 15, сигнал с которого передается на схему прибора по проводам уложенным в центральную канавку 1G. Частота колебаний пластины является мерой плотности контролируемой среды. Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерений за счет использования диэлектрика в гсачестве чувствительного элемента, так как диэлектрик обладает меньшей .плотностью по сравнению с металлами, достаточно высокой механической прочностью (например, шшстина из склеенных в одной плоскости оптических волокон равной длины, имеюших модуль Юнга не менее и коэффициент Пуассона не менее 0,2). При этом уменьшается инерционность вибрируюшей пластины и повышается устойчивость к химической коррозии. Кроме того, использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность изготовления пластины с заданной частотой колебаний за счет использования электретов в качестве выступа и упрощение конструкции зонда за счет использования металлических полуцилиндров в качестве электростатической системы возбуждения. Формула изобретения Зонд вибрационного плотномера, содержащий внешний и внутренний трубчатые элементы вибрационно-чувствительгный элемент, установленный во внутреннем трубчатом элементе и контактируемой средой, систему возбуждения вибрационно-чувствительного элемента и систему съема колебаний вибрационночувствительного элемента, включающую пьезокристалл, отличаю тем, ч то, с целью повьпиения точности измерения плотности газа, вибрационночувствительный элемент въшолнен в виде диэлектрической пластинъ, на которой с двух сторон закрепле№1 электреты, причем диэлектрическая пластина установлена во внутренних кольцевых выступах внутреннего трубчатого элемента и закреплена между двумя металлическими полуцилиндрами, введенньтми в систему возбуждения. Источники информации, принятые во внимание юри экспертизе 1.Патент Франции № 2317644, кл. Q01 N9/00, 1977. 2.Патент США № 4037461, кл. 73-82, 1977 (прототип).