CN105319147B - 用于确定液体密度的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定液体密度的设备,其包括:浮力体(20);作用于浮力体(20)的至少一个测量弹簧(30,40),所述测量弹簧的弹性变形是浮力体(20)的浮力的度量;和磁体(28),所述磁体构建为用于借助用于磁致伸缩的位置测量系统检测测量弹簧(30,40)的弹性变形。浮力体(20)的质量和体积的商大于要确定的密度,如这在液化气中的应用是这种情况。浮力体(20)通过弹簧力沿浮力的方向偏置到测量弹簧(30,40)的工作区域中。

Description

用于确定液体密度的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于确定液体、尤其是液化气的密度的设备和方法。这样测量的或确定的密度能够在加油站上的数据管理中用于确定被加注的液体质量和用于保障质量。因此为了确定液体质量,其密度是重要的指示。
背景技术
在一些年中,液化气(LPG)不仅用于加热目的,而且也用于对车辆加油。液化气是主要丙烷和丁烷和其异构体的交替的混合物。在DIN EN589、DIN 51618和DIN 51622标准中记录了用于组分和其确定的指示。液化气的密度显著低于普通燃料并且根据温度和组分位于0.44kg/l和0.66kg/l之间。因为组分经受强烈的波动,所以存在在加油站处和在贮藏罐中的监控的需求。此外,在一些国家中,燃料也根据重量(质量)来销售,使得在此同样存在不仅确定体积而且也确定密度的必要性。
液体的密度能够根据不同的方法测量。为了在加热材料和燃料中应用仅考虑特定的测量方法,所述加热材料和燃料贮藏在罐中并且连续地监控。例如在EP 2 196 781 A1中详细阐述的那样,能够连同料位测量一起在传感器系统中实现的密度测量方法尤其在与磁致伸缩的料位测量共同作用时是尤其有利的。在此,使用被引导的浮力体,所述浮力体以其浮力使弹性元件变形进而在平衡状态下经受特定的移动,所述移动以一一对应的方式与液体密度相关。所述移动借助与用以确定料位的或必要时分离层的位置的磁致伸缩测量原理相同的磁致伸缩测量原理确定。由此,整个测量设备是极其紧凑的。
特别的可行性在于:弹性元件通过重量元件、即通过链取代,如这在RU 2 273 838C1中描述。这允许通过如下方式进行灵敏的测量,即能够极其大地选择在每次密度变化时浮力体的移动。由此,磁致伸缩的位置测量仅还很少地由于重量而产生测量误差。该设计的缺点在于,在罐中在填充时出现的横向流动中链能够缠绕在仪器并且由此妨碍测量。
在液化气中存在如下问题,需要具有如下密度的浮力体,所述密度小于为大约0.4kg/l的要测量的密度。这种浮力体需要轻质的、薄壁的构造进而仅不是不那么压强稳定的。但是在液化气中,压强通常相当高。液化气容器经受交替的压强,所述压强对应于贮藏的液体的蒸汽压强。容器是封闭的并且具有安全阀,所述安全阀在大约16bar的压强下自动地打开。浮力体因此必须经受住该高的压强。
发明内容
本发明的目的是,实现用于确定液体密度的设备和方法,所述设备和方法也能够在液化气的情况下应用,即在具有高的压强和低的密度的条件下。
所述目的通过根据本发明的用于确定液体密度的设备和根据本发明的用于确定液体密度的方法来实现。本发明的有利的设计方案从各实施形式得出。
根据本发明的用于确定液体密度的设备包括:浮力体;作用于在浮力体上的至少一个测量弹簧,所述测量弹簧的弹性变形是浮力体的浮力的度量进而所述弹簧称作为测量弹簧;和磁体,所述磁体构建为用于借助用于磁致伸缩的位置测量系统检测测量弹簧的弹性变形。磁致伸缩的位置测量系统能够是设备的组成部分,但是也能够是外部的部件,例如在在用于液化气的贮藏罐中在填充料位测量系统中总是设有所述部件。就此,已经从上述EP 2 196 781 A1中已知该设备。
因为根据本发明的设备尤其可以用于确定液化气密度,所以浮力体必须经受得住存在于液化气中的压强并且相对稳定地制造。因此,浮力体的质量和体积的商(即浮力体的平均密度)大于要确定的密度(所述密度在液化气中总共相对小)。现在,浮力体的浮力等于由浮力体所排出的液体的重量,即等于浮力体的体积和液体的密度的乘积(或者说特定重量)。浮力因此不足以让浮力体漂浮。从EP 2 196 781 A1中已知的设备因此不工作。
本发明通过浮力体通过弹簧力沿浮力方向偏置到测量弹簧的工作区域中的方式来解决所述问题。这就是说,浮力和弹簧力共同补偿浮力体的重力,使得浮力体漂浮并且现在能够自由地向下或向上运动。因此,所述浮力体位于测量弹簧的工作区域中,所述测量弹簧现在更强或不那么强地变形或应变,更确切地说,刚好强至作用于浮力体上的力的总和消失。
因此,根据浮力的大小,测量弹簧更强或不那么强地变形。当磁体在弹簧变形时共同运动时,其位置改变,这能够由磁致伸缩的位置测量系统检测。所述位置是浮力进而液体密度的度量。
优选地,测量弹簧构建用于施加用于沿浮力方向偏置浮力体的弹簧力。这例如能够通过浮力体悬挂在测量弹簧上的方式实现。测量弹簧于是向上拉伸并且支持浮力。
在这种装置的一个有利的设计方案中,浮力体在没有浮力作用的情况下(例如当没有填入液体时)贴靠止挡部(例如通过其安置在支撑面上的方式)。在此,尽管测量弹簧向上拉动,但是其不足以使浮力体运动远离止挡部。首先在浮力作用下,浮力体能够从止挡件脱开并且占据距此的一定间距。于是尽管测量弹簧的拉力较小一些,但是总体上在测量弹簧的工作区域中出现平衡。测量弹簧在此根据浮力的大小更强或不那么强地变形,这——如已经阐述的那样——是液体密度的度量。变形和密度之间的关联尽可能是线性的。
原则上,与至少一个测量弹簧不同的弹簧也能够施加需要用于支持浮力的弹簧力。于是获得如下弹簧系统,但是所述弹簧系统通常同样线性地做出反应,即磁体的移动是浮力进而要确定的密度的尽可能线性的函数。
测量弹簧的工作区域和弹簧的适当的偏置能够通过实验来确定。液体密度给定的情况下的测量弹簧的变形(或者磁致伸缩的位置测量系统的所属的电信号)之间的关联例如能够通过标定来确定。
在本发明的优选的实施方式中,测量弹簧构成为螺旋片式弹簧,所述螺旋片式弹簧例如能够由平面的板制成。
螺旋片式弹簧在此不能够理解为如钟表弹簧那样螺旋状缠绕的下述片式弹簧,所述片式弹簧的螺旋状的走向通过垂直于其片平面的塑性变形来实现,而是能够如像通过在薄的、平面的初始材料中的螺旋状的切割导向(Schnittführung)制成的那样的弹簧。为了在这种切割导向后在未负载的状态下实现螺旋片式弹簧的弹簧形状,螺旋片式弹簧变能够形成三维形状,即沿着垂直于原始材料的平面的轴线变形。然而也能够有利的是,螺旋片式弹簧在未负载的状态下取初始材料的平面形状,使得这种到三维的塑性变形被抑制。
钟表弹簧能够沿径向方向极其容易地弹性变形。螺旋片式弹簧相反由于其几何形状而能够沿径向方向提供高的阻力力矩,使得借助于所述螺旋片式弹簧能够实现浮力体的可靠的径向引导。由此能够防止浮力体与其引导装置接触,使得浮力体所经受的任何摩擦力被最小化。在轴向方向上,螺旋片式弹簧相反能够极其软进而极其灵敏。这引起根据本发明的设备的高灵敏度,因为密度或浮力中的小的差别已经引起浮力体的相对大的路程改变。螺旋片式弹簧能够构成为是单头的(即构成为常见的螺旋),但是也能够构成为是双头的或多于双头的。在后一种情况下,从弹簧的中央发出多于一个螺旋头。
在EP 2 196 781 A1中详细地描述一种用于借助于浮力体确定液体密度的设备,螺旋片式弹簧作用于所述浮力体。
在本发明的一个有利的实施方式中,浮力体具有上部区域和下部区域,并且设有两个测量弹簧,所述测量弹簧优选是相同结构类型的。在此,一个测量弹簧作用于浮力体的上部区域并且另一测量弹簧作用于浮力体的下部区域。该布置实现尤其可靠地径向引导浮力体,由此能够实际上排除浮力体的引导部和浮力体之间的摩擦力。因为在该情况下应用两个测量弹簧,所以在给定所得的在轴向上作用于浮力体的力的情况下移动路程甚至小于在唯一的弹簧的情况下。但是如已经阐述的那样弹簧能够柔软且灵敏地构成,使得应用两个弹簧并非不利地起作用。在此,用于支持浮力的弹簧力优选由这两个测量弹簧施加。
除了已经提及的磁体之外,还能够设有被固定的基准磁体,其中磁体和基准磁体之间沿着磁致伸缩的位置测量系统的测量线的位置之差是测量弹簧的要确定的弹性变形的度量。这实现:根据本发明的设备构成为单元并且例如结合填充料位测量系统使用,所述填充料位测量系统已经存在于贮藏罐中。当磁体例如位于浮力体中使得所述磁体跟随浮力体的运动而基准磁体相反例如位于测量弹簧的静态的配对支承件上时,从磁体和基准磁体的位置的差中得到测量弹簧的变形,而与设备在何种高度安装在磁致伸缩的填充料位测量系统无关。当相反地仅存在一个跟随测量弹簧的运动或变形的磁体时,设备的状态与磁致伸缩的位置测量系统的绝对高度相关并且例如能够在维护工作时移动。
优选地,浮力体具有用于容纳引导管的凹陷部。引导管优选能够经由用于磁致伸缩的位置测量系统的测量线的保护管来移动。
原则上,根据本发明的设备和借此施加的用于确定液体密度的方法能够在实际上任意的液体的情况下应用。然而本发明尤其有利的是,其用于确定液化气的密度,如已经阐述的那样。
在有利的实施方式中,将在用于燃料或液化气的贮藏罐中总归存在的磁致伸缩的位置测量系统设作为磁致伸缩的位置测量系统,所述位置测量系统用作为填充料位测量系统(和/或分离层测量系统)。
这种填充料位测量系统广泛应用。其包含优选保护管中的竖直定向的测量线,所述保护管与测量电子装置连接。保护管同时用于引导浮子,在所述浮子中安装磁体并且所述浮子在燃料表面漂浮。所述磁体的位置、即填充料位能够借助于磁致伸缩效应来确定。因为测量电子装置能够处理关于在不同高度中定位的多个磁体的测量信号,所以例如用于燃料的贮藏罐中的磁致伸缩的位置测量系统设有第二浮子,所述第二浮子在贮藏罐的下部区域中在水和特定较轻的燃料之间的边界面处悬浮。以该方式可行的是,检测贮藏罐中的水含量。具有所属的测量电子装置的通常已经存在于贮藏罐中的磁致伸缩的位置测量系统因此能够确定多个磁体的位置,进而能够以相对小的耗费(主要编程耗费)改型,使得附加地能够测量根据本发明的设备的磁体和可能的基准磁体的位置以确定密度。
尤其将加油站上或贮油库中的贮藏罐考虑作为用于燃料或液化气的贮藏罐。但是,密度也能够以所阐述的方式在加油车的净载重罐中确定密度。
在本发明的一个有利的设计方案中,具有相关联的测量弹簧和磁体的多个浮力体设置在贮藏罐的磁致伸缩的位置测量系统的不同的高度中。这允许:确定不同高度中的燃料或液化气的密度。如已经阐述的那样,磁致伸缩的位置测量系统原则上能够区分多个磁体的高度和位置。
为确定密度所需的运算操作能够在贮藏罐附近、即例如在加油站的区域中存在的计算机上执行。在计算中以本领域技术人员能够理解的方式优选考虑完全浸入到液体中的浮力体的已知的体积、浮力体的已知的重量、弹簧或测量弹簧的通过事先的标定测量中确定的特性以及磁体的所测量的位置(或磁体和基准磁体的所测量的位置的差)。
在用于确定密度的方法的附加步骤中,以所描述的方式确定或计算的密度能够用于多种应用。
对此的大的应用领域是加油站上的质量保证和数据管理。因此,将贮藏罐中的用于燃料或液化气的测量的或确定的密度值与贮藏罐中的燃料或液化气的经由填充料位测量装置确定的体积相乘,以便计算贮藏罐中的燃料或液化气的质量。这能够对于计算目的而是有意义的。
此外,液体的密度是液体的质量和/或组分的度量,使得从确定的密度中能够得出推出例如燃料或液化气的组分或质量。
得到如下附加的可行性:如果借助于根据本发明的设备或根据本发明的方法确定的密度位于预设范围之外,那么触发警报和/或紧急切断。一个实例是通过密度测量来区分碳水化合物和水,其中当密度测量指示存在错误的液体时,必要时触发警报。
此外,在时间进行中绘制密度的特定的数值,以便例如对燃料或液化气的贮藏罐中的密度变化做记录。在此能够有意义的是,附加地测量液体温度并且绘制所测量的温度值连同所属的密度值。因此例如能够确定温度补偿的密度值。通过密度的这种绘制和记录能够证实质量趋势。
因此,例如在加油站中、在加油车中或在或贮油库中,并且也对于其他的液体、尤其处于压力下液化的非燃料的气体得到质量保证和数据管理中的大量的应用可行性。
附图说明
下面,根据实施例进一步阐述本发明。附图示出:
图1示出磁致伸缩的填充料位和分离层测量系统的侧视图,所述填充料位和分离层测量系统装配有用于确定液体密度的根据本发明的设备的一个实施方式,
图2示出贯穿根据图1的用于确定液体密度的设备的纵截面,其中也以三维的方式表明两个螺旋片式弹簧,并且
图3示出螺旋片式弹簧到纸平面上的投影,这同时说明螺旋片式弹簧的制造。
具体实施方式
在图1中首先示出常规的填充料位和分离层测量系统1,所述填充料位和分离层测量系统设有磁致伸缩的位置测量系统并且例如能够装入用于液体的贮藏罐中。
填充料位和分离层测量系统1具有保护管2,所述保护管在其下端部处伸展至端部扩展部3。在装入的状态下,端部扩展部3稍微位于贮藏罐的最深的部位之前。
在保护管2的内部中,磁致伸缩的位置测量系统的测量线在所述保护管的纵轴线上伸展,所述测量线引导至电子装置单元4。电子装置单元4在其上侧包含接口5,以便连接信号线缆,所述信号线缆能够与外部的评估和控制装置连接。
磁致伸缩的位置测量系统如开始阐述的那样是已知的。在此,永磁体用作为位置传感器。通过磁致伸缩效应,在磁致伸缩的波导、在此为包含在保护管2中的测量线中产生超声波。所述超声波的行进时间能够以高的精确来测量,对此在此使用电子装置单元4,使得可精确至10μm地复现地确定永磁体的位置。也可行的是,同时或实际上同时测量磁致伸缩的波导上的更多数量的这种磁性的位置传感器,这已经在填充料位和分离层测量系统中在其常规的设计方案中充分使用。
对此,填充料位浮子6在保护管2上引导,所述保护管悬浮在位于贮藏罐中的液体的表面上。在填充料位浮子6的内部中存在永磁体,借助所述永磁体经由磁致伸缩效应能够确定填充料位浮子6的位置、即贮藏罐中的填充料位。
在填充料位和分离层测量系统1的下部的区域中设置有分离层浮子8,所述分离层浮子同样如填充料位浮子6那样可以沿着用于引导的保护管2移动并且同样包含永磁体。分离层浮子8与另一密度区域相协调并且在该实施例中悬浮在特定较轻的液化气和水之间的边界面处。因此,分离层浮子实现确定水的水平,所述水在时间行进中能够在用于液化气的贮藏罐中在液化气之下积聚。
为了能够测量贮藏罐中的液化气的密度,填充料位和分离层测量系统1设有附加的部件,即密度确定设备10。
密度确定设备10在图2中以放大的纵截面示出。
密度确定设备10具有柱形的壳体12,所述壳体的侧表面和下端面设有开口14,因此其密度应当被确定的液体或燃料(或液化气)能够无问题地进入到壳体内部中。将引导管16设作为壳体12的内部的封闭件,所述引导管沿着壳体12的纵轴线A延伸。
密度确定设备10能够与引导管16经由保护管2移动并且借助于调节螺丝固定在其上。调节螺丝旋转穿过螺纹孔18,所述螺纹孔位于壳体12的上部的端部区域中。
在壳体12的内部中存在空心的浮力体20。浮力体20设有凹陷部,引导柱22插入到所述凹陷部中。
引导柱22与浮力体20的高度相比更长,使得引导柱22向上和向下相对于浮力体20突出。引导柱22的内径比引导管16的外径更大一些。引导柱22在出自浮力体20中的出口位置处被紧密地密封。在引导柱22的下端部处安置法兰状的偏置的下部的止挡件24,在上端部处设有类似成形的上部的止挡件26。
在浮力体20的内部空间中存在磁体28,所述磁体沿着轴线A的位置借助于磁致伸缩的位置测量系统能够被确定。
构成为螺旋片式弹簧(见图3)的弹簧30以其上端部固定在下部的止挡件体34的挺起的边缘处的紧固平面32处。弹簧30的下部的端部固定在引导柱22的下部的止挡件24处。下部的止挡件体34借助埋头螺丝(Madenschraube)36锚定在引导管16处。
在该实施例中与弹簧30结构相同构成的弹簧40以其上端部固定在上部的止挡件体44的紧固平面42上,而弹簧40的下部的端部固定在引导柱22的上部的止挡件26处。埋头螺丝46用于将上部的止挡件体44固定在引导管16处。
在壳体12的上部区域中装入基准磁体48,所述基准磁体构建为磁致伸缩的位置测量系统中的位置传感器。
如已经提出的那样,弹簧30和40结构相同。它们都构造为螺旋片式弹簧50。图3示出螺旋片式弹簧50到纸平面上的投影,这对应于弹簧30到紧固平面32上的投影或者对应于弹簧40到固定紧固42上的投影。
在该实施例中,螺旋片式弹簧50具有基础环52。两个分头56、即第一分头54和第二分头56始于基础环52相互错开180°,所述第一分头和第二分头分别螺线形地向内伸展,直到其再次以相互错开180°的方式到达内环58。
螺旋片式弹簧50在该实施例中从平面薄板中切出,所述板例如由弹簧钢或不锈钢构成。为了切割,能够使用机械的切割设备,但应用切割激光器或刻蚀方法也能够是有利的。在从板材料中切出之后,螺旋片式弹簧50因此是平坦的,这在该实施例中对应于其未受负荷的状态。在负荷的情况下,螺旋片式弹簧50沿垂直于图3的纸平面的方向相互拉开,使得其具有三维的形状,如这类似地在图2中在弹簧30和40中示出。
因为螺旋片式弹簧50由薄的材料制成,所以第一分头54和第二分头56的宽度显著大于材料厚度。这表示:第一分头54和第二分头56相对于螺旋片式弹簧50沿径向方向,即向着轴线A或者离开轴线A的弹性变形具有比沿轴线A的方向的弹性变形显著更大的阻力力矩。
因此,弹簧30和40将浮力体20极其可靠地防止沿径向方向移动并且在此将引导柱22保持在距引导管16的间距上,使得在浮力体20运动时不出现不期望的摩擦力。相反,弹簧能够沿轴线A的纵向方向能够轻易变形。所述弹簧因此极其灵敏,使得浮力体20已经在小的密度变化的情况下能够向上或向下移位。
在根据图3的实施例中,螺旋片式弹簧50具有两个分头54、56。但是也可行的是,仅设有一个分头或者设有多于两个分头。在三个分头的情况下,各个分头优选彼此相互错开120°。螺旋片式弹簧包含的分头越多,其就更加可靠地作用为防止径向移动的引导装置,但是在此在另一方面也变得更加刚性或不那么灵敏。
在该实施例中,浮力体20的浮力当浮力体完全浸入到贮藏罐中的液化气中时由于液化气的密度小而比其重量小,如在更上面阐述。因此,浮力体在液化气中不向上升并且借助引导柱22的下部的止挡件24在止挡环60处贴靠在下部的止挡件体34的底部。但是因为在该状态下弹簧30还有弹簧40偏转并且这两个弹簧30、40将向上定向的、叠加至浮力的力施加到浮力体20上,所以浮力体能够从止挡环60取下。弹簧30、40的力常数和布置的设计因此调节为,使得上述是可行的。弹簧30、40因此具有如下工作区域,在所述工作区域中其用作为测量弹簧并且在所述工作区域中浮力体20能够移动。弹簧30、40在此强烈地偏转或变形,直到设定力平衡。在液体的另一密度下,浮力不同进而在力平衡中由弹簧30、40施加的力也不同,使得浮力20在该新的力平衡的情况下位于另一位置上。浮力体20的平衡位置能够借助于磁致伸缩的位置测量系统经由用作为位置传感器的磁体28来确定。
因此,浮力体20的移动路程和平衡位置以一一对应的方式与液化气或液体的密度关联。移动路程尽可能线性地随具有小的平方分量的密度变化。密度和移动路程之间的关联的参数能够通过标定测量来确定并且传递到磁致伸缩的测量系统上。
基准磁体48同样能够用作为磁致伸缩的位置测量系统中的位置传感器。因此,能够应用确定密度的设备10,而不必执行用于磁体28的绝对高度的标定测量。弹簧30或40的弹性变形从磁体28和基准磁体48之间的位置差中得出,其中所述弹性变形由于所阐述的平衡而是燃料密度的度量。
磁体28和基准磁体48的位置以高的精度借助磁致伸缩的位置测量系统来测量。借助现有的并且存储的标定数据在该实施例中通过在磁致伸缩的位置测量系统中存在的微控制器从磁体的位置中计算液体的密度值。该数值然后能够经由接口传递并且在适当的位置处显示或者用于进一步计算和评估。例如,能够借助已知的热膨胀系数计算与基准温度相关的密度。这简化关于贮藏的产品的质量评估方面的比较。
原则上,也可以在没有基准磁体48的情况下进行测量。然后,在密度确定设备固定在磁致伸缩的位置测量系统的保护管2上之后,例如能够将浮力体中的磁体在其下部的止挡点处的位置选作为基准。
沿着磁致伸缩的位置测量系统设置多个密度确定设备的可行性已经在开始阐述。此外,在那里存在关于应用可行性、尤其在加油站的区域中的应用可行性的实施方案。

Claims (18)

1.一种用于确定液化气的密度的方法,其中,使用设备,所述设备包括:浮力体(20),作用于所述浮力体(20)的至少一个测量弹簧(30,40),所述测量弹簧的弹性变形是所述浮力体(20)的浮力的度量,其中,所述浮力体(20)的质量和体积的商大于要确定的密度,并且其中,所述浮力体(20)通过弹簧力沿浮力的方向偏置到所述测量弹簧(30,40)的工作区域中,所述设备还包括磁体(28),所述磁体构建为用于借助于磁致伸缩的位置测量系统(1)检测所述测量弹簧(30,40)的弹性变形,其中,将浮力体(20)完全浸入到液化气中,并且借助于磁致伸缩的位置测量系统(1)经由测量弹簧(30,40)的弹性变形确定所述浮力体(20)的浮力。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测量弹簧(30,40)施加用于沿浮力方向偏置所述浮力体(20)的弹簧力。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述浮力体(20)悬挂在所述测量弹簧(30,40)上。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述浮力体(20)在没有浮力作用的情况下贴靠止挡部(34,60)并且在浮力的作用下与所述止挡部(34,60)间隔开。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述测量弹簧(30,40)构成为螺旋片式弹簧。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述浮力体(20)具有上部区域和下部区域,并且设有两个测量弹簧(30,40),其中一个测量弹簧(40)作用于所述浮力体(20)的上部区域并且另一测量弹簧(30)作用于所述浮力体(20)的下部区域。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,设有被固定的基准磁体(48),其中所述磁体(28)和所述基准磁体(48)的沿着磁致伸缩的所述位置测量系统(1)的测量线的位置之差是所述测量弹簧(30,40)的要确定的弹性变形的度量。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述浮力体(20)具有用于容纳引导管(16)的凹陷部。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在存在于用于液化气的贮藏罐中的填充料位测量系统(1)和/或分离层测量系统(1)中设有磁致伸缩的所述位置测量系统。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,通过具有相关联的测量弹簧和磁体的多个浮力体确定所述贮藏罐的不同高度中的密度,所述浮力体设置在磁致伸缩的所述位置测量系统的不同的高度中。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述贮藏罐附近存在的计算机上执行为确定密度所需的运算操作。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,当已确定的密度位于预设的区域之外时,触发警报和/或紧急切断。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,在时间进行中绘制密度的已确定的数值。
14.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述螺旋片式弹簧由平面的板制成。
15.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,两个测量弹簧(30,40)是相同结构类型的。
16.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述贮藏罐是加油站上或贮油库中的贮藏罐或者是加油车的净载重罐。
17.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,从液化气的已知的体积和从液化气的确定的密度中计算液化气的质量,和/或液化气的已确定的密度与作为液化气的组分和/或质量的度量的预设的密度范围相关联。
18.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,还测量液化气的温度并且将所测量的温度值连同密度的相关联的已确定的数值一起绘制。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716873C1 (ru) * 2019-04-17 2020-03-17 Сергей Иванович Ивандаев Способ измерения плотности жидкости и устройство для измерения плотности по этому способу

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4674322A (en) * 1984-10-25 1987-06-23 Chevron Research Company On-line instrument for simultaneously measuring the viscosity, density, and surface tension of a fluid comprising a gas dissolved in a liquid
CN2063641U (zh) * 1989-12-13 1990-10-10 王嘉贤 测力式密度仪
EP0441770A2 (de) * 1990-02-09 1991-08-14 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Dichte-Messeinrichtung
EP2196781A1 (de) * 2008-12-11 2010-06-16 FAFNIR GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Dichte einer Flüssigkeit
CN103411851A (zh) * 2013-07-22 2013-11-27 张贵林 新型液体密度计
CN203405266U (zh) * 2013-09-02 2014-01-22 武汉核光明仪表制造有限公司 磁致伸缩液位传感器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1631359A2 (ru) * 1989-02-22 1991-02-28 Институт Горной Механики Им.Г.А.Цулукидзе Устройство дл измерени плотности пульпы
US5253522A (en) * 1991-07-11 1993-10-19 Mts Systems Corporation Apparatus for determining fluid level and fluid density
RU2273838C1 (ru) 2005-05-19 2006-04-10 Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ" Плотномер

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4674322A (en) * 1984-10-25 1987-06-23 Chevron Research Company On-line instrument for simultaneously measuring the viscosity, density, and surface tension of a fluid comprising a gas dissolved in a liquid
CN2063641U (zh) * 1989-12-13 1990-10-10 王嘉贤 测力式密度仪
EP0441770A2 (de) * 1990-02-09 1991-08-14 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Dichte-Messeinrichtung
US5247834A (en) * 1990-02-09 1993-09-28 Avl Gesellschaft Fuer Verbrennungskraftmaschinen Und Messtechnik Gmbh. Prof. Dr.Dr. H.C. Hans List Density measuring apparatus
EP2196781A1 (de) * 2008-12-11 2010-06-16 FAFNIR GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Dichte einer Flüssigkeit
CN103411851A (zh) * 2013-07-22 2013-11-27 张贵林 新型液体密度计
CN203405266U (zh) * 2013-09-02 2014-01-22 武汉核光明仪表制造有限公司 磁致伸缩液位传感器

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