CN205941261U - 液体密度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的液体密度测量仪，密度测量的核心是一只双U型、中空的弹性采样管，第一线圈通电后驱动第一磁片谐振，从而利用电磁相互作用原理将周期性外力加于采样管上，使之始终处于谐振状态；而第二磁片与第一磁片同步谐振，由第二线圈感应电信号，不同的谐振频率感应不同的电信号，因此，采样管振动的幅度、频率信号又以磁电转换方式送出。当管中注入不同密度的液体时，密度不同导致振动系统具有不同的质量，因而具有不同的谐振频率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液体密度测量仪。
背景技术
液体的密度测量在很多场合都会用到，例如铅酸蓄电池的电解液密度测量。而潜艇的铅酸蓄电池电解液密度测量是一项十分重要的工作，是关系到潜艇动力运用的重要问题。为掌握在充电和放电过程中铅酸蓄电池的储能量以及电解液的密度与铅酸蓄电池储能量的对应关系，同时为了减轻艇员的劳动强度、提高测量精度，相当多的科研人员进行了大量工作，并取得了一定的成果，相继研制成功了铅酸蓄电池电解液密度便携式、固定式测量装置。
但采用浮力体、差动变压器作用原理的密度传感器存在测量精度不高(误差：5‰～10‰g/cm3)以及艇体在垂直方向有非匀速运动时(涌浪)测量无法正常进行(密度显示值频繁地大幅度跳动，无法读取数值，便携式测量密度的方法很难实现)的两种缺陷，因而如何在潜艇各种运动工况下精确地进行蓄电池电解液密度的便携式、固定式测量一直是国内致力于解决的一项重大技术难题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为了提高液体密度的测量精度且便于测量，本实用新型提供一种液体密度测量仪，基于谐振原理的振动管式电解液密度测量，装置的测量精度在3‰g/cm3之内，并在潜艇各种运动工况下均能进行精确测量，装置设计智能化、人性化，操作简单易用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液体密度测量仪，包括壳体和密度检测装置，所述密度检测装置安装在壳体内，所述密度检测装置包括采样管、第一磁片、第二磁片、第一线圈和第二线圈，所述采样管为由两个U型管相互连通的双U型中空采样管，所述采样管的两端分别为液体入口和液体出口，所述第一磁片固定在采样管的其中一个U型管上，所述第一线圈通电后与驱动第一磁片谐振，所述第二磁片固定在采样管的另一个U型管上，所述第二磁片由第一磁片驱动并通过采样管的传动而谐振，所述第二线圈感应第二磁片谐振所产生的电信号。不同的谐振频率感应不同的电信号。
作为优选，采样管的两个U型管相互并排设置，所述第一磁片位于其中一个U型管的底部，所述第二磁片位于另一个U型管的底部，第一磁片与第二磁片均位于采样管的同一侧。
所述采样管为石英玻璃管，且采样管的内径为0.8～0.9mm。石英玻璃管的振动阻尼小，可以很好地传递振动，使得谐振频率的测量值十分准确，具有非常高的测量精度，误差为千分之三(g/cm3)以内甚至更小。并且石英玻璃管的化学性质稳定，耐腐蚀能力极佳。采样管的内径采用0.8～0.9mm，使得当测量液体较浓稠或具有杂质时，不容易被堵塞，方便清理。
还包括抽排液机构，所述抽排液机构包括吸管、连接件、针筒和推动机构，所述连接件具有两路通路，所述吸管通过连接件的其中一路通路与所述采样管的液体入口连通，所述针筒通过连接件的另一路通路与所述采样管的液体出口连通，所述针筒包括管体和设置在管体内的活塞，所述推动机构驱动所述针筒的活塞在管体内移动，使吸管实现吸液或排液。通过抽排液机构，可以很方便的吸液和排液，使检测更加方便快捷，并且操作简单易用。
所述推动机构包括推动条，所述推动条与所述针筒活塞的轴线平行，且活塞伸出针筒的一端与所述推动条固定。驱动推动条前后移动，则推动条带动活塞在管体内前后移动，实现针筒的抽吸和挤出，从而实现吸管和采样管的抽排液。
为了使针筒的活塞更好地受力，方便地拉动和推动活塞，所述推动机构还包括上压条和齿轮，所述推动条和上压条均为齿条，且推动条和上压条均与所述齿轮啮合，所述上压条与所述推动条相互垂直。其中，推动条可以作为向前推动活塞，使针筒排气的受力条；可以设置上压条与齿轮啮合的方向，使得上压条向上压时，推动条向后移动，从而实现拉动活塞，使针筒抽气。
所述壳体上设有用于分别对所述推动条和上压条限位导向的第一导向槽和第二导向槽，所述推动条与第一导向槽滑动连接，所述上压条与第二导向槽滑动连接。
为了固定吸管，所述吸管通过一连接头与所述连接件相连，所述连接头和连接件均设置在所述壳体上。
为了便于观察抽排液情况，所述壳体上设有一透明安装壳，所述安装壳内具有一腔体，所述采样管安装在所述腔体内。
为了便于观察和控制，所述壳体上设置有面板，所述面板上设有显示屏和按钮，所述显示屏相对于面板倾斜设置。显示屏倾斜设置，可以使观察者不需要抬头即可很方便地看清显示屏显示的内容。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的液体密度测量仪，密度测量的核心是一只双U型、中空的弹性采样管，第一线圈通电后驱动第一磁片谐振，从而利用电磁相互作用原理将周期性外力加于采样管上，使之始终处于谐振状态，而第二磁片与第一磁片同步谐振，由第二线圈感应电信号，不同的谐振频率感应不同的电信号。因此，采样管振动的幅度、频率信号又以磁电转换方式送出。当管中注入不同密度的液体时，密度不同导致振动系统具有不同的质量，因而具有不同的谐振频率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的液体密度测量仪的测量原理图。
图2是本实用新型的液体密度测量仪最优实施例的结构示意图。
图3是本实用新型的液体密度测量仪的面板的结构示意图。
图4是本实用新型的液体密度测量仪最优实施例的控制框图。
图中1、采样管，1-1、U型管，2、第一磁片，3、第二磁片，4、第一线圈，5、第二线圈，6、壳体，7、液体入口，8、液体出口，9、抽排液机构，9-1、吸管，9-2、连接件，9-3、针筒，9-3-1、管体，9-3-2、活塞，9-4、推动机构，9-4-1、推动条，9-4-2、上压条，9-4-3、齿轮，9-4-4、第一导向槽，9-4-5、第二导向槽，10、连接头，11、透明安装壳，11-1、腔体，12、面板，13、显示屏，14、按钮。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，本实用新型的一种液体密度测量仪，包括壳体6和密度检测装置，所述密度检测装置安装在壳体6内，所述密度检测装置包括采样管1、第一磁片2、第二磁片3、第一线圈4和第二线圈5，所述采样管1为由两个U型管1-1相互连通的双U型中空采样管1，所述采样管1的两端分别为液体入口7和液体出口8，所述第一磁片2固定在采样管1的其中一个U型管1-1上，所述第一线圈4通电后驱动第一磁片2谐振，所述第二磁片3固定在采样管1的另一个U型管1-1上，所述第二磁片3由第一磁片2驱动并通过采样管1的传动而谐振，所述第二线圈5感应第二磁片3谐振所产生的电信号。
作为优选，采样管1的两个U型管1-1相互并排设置，所述第一磁片2位于其中一个U型管1-1的底部，所述第二磁片3位于另一个U型管1-1的底部，第一磁片2与第二磁片3均位于采样管1的同一侧。
所述采样管1为石英玻璃管，且采样管1的内径为0.8～0.9mm。石英玻璃管的振动阻尼小，可以很好地传递振动，使得谐振频率的测量值十分准确，具有非常高的测量精度，误差为千分之三(g/cm3)以内甚至更小。并且石英玻璃管的化学性质稳定，耐腐蚀能力极佳。采样管1的内径采用0.8～0.9mm，使得当测量液体较浓稠或具有杂质时，不容易被堵塞，方便清理。
如图2所示，还包括抽排液机构9，所述抽排液机构9包括吸管9-1、连接件9-2、针筒9-3和推动机构9-4，所述连接件9-2具有两路通路，所述吸管9-1通过连接件9-2的其中一路通路与所述采样管1的液体入口7连通，所述针筒9-3通过连接件9-2的另一路通路与所述采样管1的液体出口8连通，所述针筒9-3包括管体9-3-1和设置在管体9-3-1内的活塞9-3-2，所述推动机构9-4驱动所述针筒9-3的活塞9-3-2在管体9-3-1内移动，使吸管9-1实现吸液或排液。通过抽排液机构9，可以很方便的吸液和排液，使检测更加方便快捷，并且操作简单易用。
所述推动机构9-4包括推动条9-4-1，所述推动条9-4-1与所述针筒9-3活塞9-3-2的轴线平行，且活塞9-3-2伸出针筒9-3的一端与所述推动条9-4-1固定。驱动推动条9-4-1前后移动，则推动条9-4-1带动活塞9-3-2在管体9-3-1内前后移动，实现针筒9-3的抽吸和挤出，从而实现吸管9-1和采样管1的抽排液。
为了使针筒9-3的活塞9-3-2更好地受力，方便地拉动和推动活塞9-3-2，所述推动机构9-4还包括上压条9-4-2和齿轮9-4-3，所述推动条9-4-1和上压条9-4-2均为齿条，且推动条9-4-1和上压条9-4-2均与所述齿轮9-4-3啮合，所述上压条9-4-2与所述推动条9-4-1相互垂直。其中，推动条9-4-1可以作为向前推动活塞9-3-2，使针筒9-3排气的受力条；可以设置上压条9-4-2与齿轮9-4-3啮合的方向，使得上压条9-4-2向上压时，推动条9-4-1向后移动，从而实现拉动活塞9-3-2，使针筒9-3抽气。
所述壳体6上设有用于分别对所述推动条9-4-1和上压条9-4-2限位导向的第一导向槽9-4-4和第二导向槽9-4-5，所述推动条9-4-1与第一导向槽9-4-4滑动连接，所述上压条9-4-2与第二导向槽9-4-5滑动连接。
为了固定吸管9-1，所述吸管9-1通过一连接头10与所述连接件9-2相连，所述连接头10和连接件9-2均设置在所述壳体6上。
为了便于观察抽排液情况，所述壳体6上设有一透明安装壳11，所述安装壳内具有一腔体11-1，所述采样管1安装在所述腔体11-1内。
如图3所示，为了便于观察和控制，所述壳体6上设置有面板12，所述面板12上设有显示屏13和按钮14，所述显示屏13相对于面板12倾斜设置。显示屏13倾斜设置，可以使观察者不需要抬头即可很方便地看清显示屏13显示的内容。
本实用新型的液体密度测量仪，密度测量的核心是一只双U型、中空的弹性采样管1，第一线圈4通电后驱动第一磁片2谐振，从而利用电磁相互作用原理将周期性外力加于采样管1上，使之始终处于谐振状态，而第二磁片3与第一磁片2同步谐振，由第二线圈5感应电信号，不同的谐振频率感应不同的电信号，因此，采样管1振动的幅度、频率信号又以磁电转换方式送出。当管中注入不同密度的液体时，密度不同导致振动系统具有不同的质量，因而具有不同的谐振频率。
如图4所示，待测量的液体由抽排液机构9抽入采样管1，中央控制单元对采样管1进行激励，使之工作于(液体密度不同谐振频率不同)谐振状态并拾取采样管1的感应电信号，经中央控制单元中存有谐振频率与液体密度的对应值，通过检测出的谐振频率可求得采样管1内液体的密度。温度传感器的温度信号用于温度系数补偿及温度值输出。最终的测量由中央控制单元送到显示屏13或经过通信接口送往上位计算机，在那里被显示或打印出来。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种液体密度测量仪，其特征在于：包括壳体(6)和密度检测装置，所述密度检测装置安装在壳体(6)内，所述密度检测装置包括采样管(1)、第一磁片(2)、第二磁片(3)、第一线圈(4)和第二线圈(5)，所述采样管(1)为由两个U型管(1-1)相互连通的双U型中空采样管(1)，所述采样管(1)的两端分别为液体入口(7)和液体出口(8)，所述第一磁片(2)固定在采样管(1)的其中一个U型管(1-1)上，所述第一线圈(4)通电后驱动第一磁片(2)谐振，所述第二磁片(3)固定在采样管(1)的另一个U型管(1-1)上，所述第二磁片(3)由第一磁片(2)驱动并通过采样管(1)的传动而谐振，所述第二线圈(5)感应第二磁片(3)谐振所产生的电信号。
2.如权利要求1所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述采样管(1)的两个U型管(1-1)相互并排设置，所述第一磁片(2)位于其中一个U型管(1-1)的底部，所述第二磁片(3)位于另一个U型管(1-1)的底部，第一磁片(2)与第二磁片(3)均位于采样管(1)的同一侧。
3.如权利要求1所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述采样管(1)为石英玻璃管，且采样管(1)的内径为0.8～0.9mm。
4.如权利要求1所述的液体密度测量仪，其特征在于：还包括抽排液机构(9)，所述抽排液机构(9)包括吸管(9-1)、连接件(9-2)、针筒(9-3)和推动机构(9-4)，所述连接件(9-2)具有两路通路，所述吸管(9-1)通过连接件(9-2)的其中一路通路与所述采样管(1)的液体入口(7)连通，所述针筒(9-3)通过连接件(9-2)的另一路通路与所述采样管(1)的液体出口(8)连通，所述针筒(9-3)包括管体(9-3-1)和设置在管体(9-3-1)内的活塞(9-3-2)，所述推动机构(9-4)驱动所述针筒(9-3)的活塞(9-3-2)在管体(9-3-1)内移动，使吸管(9-1)实现吸液或排液。
5.如权利要求4所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述推动机构(9-4)包括推动条(9-4-1)，所述推动条(9-4-1)与所述针筒(9-3)活塞(9-3-2)的轴线平行，且活塞(9-3-2)伸出针筒(9-3)的一端与所述推动条(9-4-1)固定。
6.如权利要求5所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述推动机构(9-4)还包括上压条(9-4-2)和齿轮(9-4-3)，所述推动条(9-4-1)和上压条(9-4-2)均为齿条，且推动条(9-4-1)和上压条(9-4-2)均与所述齿轮(9-4-3)啮合，所述上压条(9-4-2)与所述推动条(9-4-1)相互垂直。
7.如权利要求6所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述壳体(6)上设有用于分别对所述推动条(9-4-1)和上压条(9-4-2)限位导向的第一导向槽(9-4-4)和第二导向槽(9-4-5)，所述推动条(9-4-1)与第一导向槽(9-4-4)滑动连接，所述上压条(9-4-2)与第二导向槽(9-4-5)滑动连接。
8.如权利要求4所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述吸管(9-1)通过一连接头(10)与所述连接件(9-2)相连，所述连接头(10)和连接件(9-2)均设置在所述壳体(6)上。
9.如权利要求1所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述壳体(6)上设有一透明安装壳(11)，所述安装壳内具有一腔体(11-1)，所述采样管(1)安装在所述腔体(11-1)内。
10.如权利要求1所述的液体密度测量仪，其特征在于：所述壳体(6)上设置有面板(12)，所述面板(12)上设有显示屏(13)和按钮(14)，所述显示屏(13)相对于面板(12)倾斜设置。
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| CN201620994207.XU CN205941261U (zh) | 2016-08-28 | 2016-08-28 | 液体密度测量仪 |
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| CN201620994207.XU CN205941261U (zh) | 2016-08-28 | 2016-08-28 | 液体密度测量仪 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111525197A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 镇江市百汇电器有限公司 | 一种蓄电池soh实时估算系统及方法 |
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- 2016-08-28 CN CN201620994207.XU patent/CN205941261U/zh active Active
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