DE1498548C - Gerat zur Bestimmung der spezifi sehen Masse eines fließfähigen Mediums - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Bestimmung also in einem Bereich, in dem die Auflösung und! der spezifischen Masse eines fließfähigen Mediums damit die Meßgenauigkeit relativ ungünstig ist.
mit schwingfähig gelagertem Hohlkörper, der an Die Erfindung geht demgegenüber von der Erseiner der Zu- und Abführung des zu untersuchen- kenntnis aus, daß die feste Betriebsfrequenz von der den Mediums dienenden Seite an einer Halterungs- 5 Eigenfrequenz des schwingenden Hohlkörpers sovorrichtung gehaltert ist, deren Eigenfrequenz wesent- wohl in dessen Meßzustand als auch in dessen Leerlich geringer als diejenige des Hohlkörpers ist, laufzustand verschieden sein muß, um eine gute Aufferner mit einer Schwingungserregereinrichtung und lösung, d. h. eine scharfe Meßwertbestimmung, und einem Meßfühler. · . ein eindeutiges Ergebnis zu erzielen. Würde der Meß-

Bei bekannten Geräten dieser Art wird die Eigen- io bereich so vorgesehen sein, daß bei einem bestimmfrequenz des von dem zu untersuchenden Medium ten Meßzustand die Eigenfrequenz des Schwingers durchströmten, in Schwingungen versetzten Hohl- gleich der Erregungsfrequenz ist, so ergeben sich körpers gemessen, um daraus unter Verwendung be- zwangläufig zu beiden Seiten der Eigenfrequenz . kannter physikalischer Beziehungen die spezifische mehrdeutige Meßpunkte. Dieser Nachteil wird durch Masse bzw. die Dichte des zu untersuchenden 15 die erfindungsgemäßen Maßgaben mit Sicherheit verMediums zu bestimmen. Bei diesen bekannten Ge- mieden.

raten ist es also bei der Durchführung kontinuier- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

licher quantitativer Messungen erforderlich, daß der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hohlkörper als

von dem zu untersuchenden Medium durchströmte U-förmig gebogenes Rohr ausgeführt ist, dessen

Körper fortlaufend bei der jeweiligen Eigenfrequenz 20 offene Schenkelenden im Bereich der Halterungsvor-

schwingt. Dadurch wird der Schwinger äußerst hohen richtung liegen und an dessen geschlossenem freiem

Belastungen ausgesetzt und neigt demgemäß zu Mate- Ende ein Schwinganker und ein Meßanker mecha-

rialermüdungen. Außerdem ist gerade in der Nähe nisch befestigt sind. Gemäß einer anderen Ausfüh-

der Eigenfrequenz des Schwingers die Auflösung rungsform, die vor allem für große Durchsatzmengen

relativ schlecht, wodurch die Meßgenauigkeit ins- 25 des zu untersuchenden fließfähigen Mediums geeignet

besondere bei geringen Änderungen der Meßgröße ist, besteht der Hohlkörper aus einem an seinem

beeinträchtigt wird. einen Ende geschlossenen Rohr, dessen Zuführung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ein in das Innere des Rohres geführter, an einer von

Gerät der eingangs genannten Art anzugeben, das dem Auslaß entfernten Stelle innerhalb des Rohres

empfindliche und genaue Messungen über einen 30 endender Rohrstutzen ist.

relativ großen Bereich der zu messenden Massen- Zur Vergrößerung des Meßbereichs des erfin-

werte ermöglicht und Verfälschungen des Meßergeb- dungsgemäßen Geräts ist als Weiterbildung der Erfin-

nisses unter allen Gesichtspunkten vermeidet. dung vorgesehen, daß mit dem Hohlkörper eine Ab-

Bei der Lösung dieser Aufgabe beschreitet die Er- Stimmeinrichtung verbunden ist, mit der seine Eigen-

findung einen anderen Weg als bisher bekannte Ge- 35 frequenz einstellbar ist.

rate dieser Art, wobei vor allem die bei ständigem Die Erfindung ist ferner durch eine die Schwin-Betrieb des Schwingers im Eigenfrequenzbereich auf- gung des Hohlkörpers bei seiner Eigenfrequenz vertretenden hohen Materialbelastungen vermieden hindernde elektrische Amplitudenbegrenzerschaltung werden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß weitergebildet, die bei einem einen bestimmten Pegel der Hohlkörper an seinem geschlossenen, freien Ende 40 übersteigenden Ausgangssignal die Schwingungsmechanisch mit der Schwingungserregereinrichtung erregervorrichtung abschaltet,
verbunden ist, die mit einer festen Frequenz betrie- Die Erfindung wird nur in der Kombination aller ben ist, welche sich von der Eigenfrequenz des Hohl- im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gesehen; körpers soweit unterscheidet, daß dieser auch in ge- für die Einzelmerkmale des Hauptanspruchs wird fülltem Zustand (Meßzustand) äußerhalb seiner 45 kein Schutz beansprucht.

Eigenfrequenz schwingt und daß der Meßfühler Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der sie

eine an sich bekannte Einrichtung zur Messung beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher

der bei der festen Frequenz hervorgerufenen erläutert, in denen übereinstimmende oder gleich-

Schwingungsamplitude des Hohlkörpers ist und wirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen ver-

mit der Schwingungserregereinrichtung direkt ge- 50 sehen sind,

koppelt ist. F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung

Zur qualitativen Messung, und zwar insbesondere in teilweise geschnittenem Aufriß, bei der ein U-förzur Standmessung, ist bereits ein Gerät bekannt, bei miger Hohlkörper zur Bestimmung von Massenverdem eine Schaufel über eine mit fester Frequenz an- änderungen eines hindurchströmenden Mediums vergetriebene Feder in Schwingungen versetzt wird. 55 wendet wird;

Eine weitere Stab- oder Blattfeder überträgt die F i g. 2 ist ein Schaubild zur Erläuterung der BeSchwingungen des Schwingers auf eine Amplituden- triebseigenschaften des Hohlkörpers;
meßvorrichtung, in der das Meßsignal entwickelt F i g. 3 ist ein Blockschaltbild einer bei der Erfinwird. Beide Federn sind bei dem bekannten Gerät dung verwendeten Amplitudenbegrenzerschaltung;
etwa in der Mitte punktförmig gelagert, damit die 60 F i g. 4 zeigt teilweise im Schnitt eine weitere AusSchwingungen von jeweils einem Federende zum führungsform der Erfindung, bei der ein zylindrischer anderen Ende übertragen werden können. Bei die- Hohlkörper zur Materialmessung in Schwingungen sem bekannten Gerät ist es nicht möglich, das zu versetzt wird;

untersuchende Strömungsmedium durch den Schwin- F i g. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine weitere Ausger zu leiten, zumal selbst flexible Anschlußleitungen 65 führungsform der Erfindung, bei der ein zylindrischer zwangläufig das Meßergebnis verfälschen· müßten. Hohlkörper mit einem Einlaß und einem Auslaß für Überdies arbeitet das bekannte Gerät bevorzugt mit das Meßmedium versehen ist;
der Eigenfrequenz als der festen Erregungsfrequenz, F i g. 6 ist eine teilweise geschnittene Darstellung

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des Gerätes mit einer Vorrichtung zur Kompensie- hineinragt und dort mit dem Magnetanker 58 ver-

rung von Frequenzänderungen der Körperschwin- sehen ist, der bei seinen Schwingungen in der Wick-

gungen auf Grund von Temperaturänderungen; lüng 38 eine Spannung induziert, die für die Schwin-

F i g. 7 zeigt das erfindungsgemäße Gerät mit einer gungsamplitude des Körpers 11 kennzeichnend ist.

arideren Ausführungsform einer Temperatur-Kom- 5 Die Stange 54, die Schwingungserregereinrichtung 36,

pensationseinrichtung; 56 und die Amplitudenmeßeinrichtung 38, 58 sind

F i g. 8 zeigt im Querschnitt und im vergrößerten mit dem Hohlkörper 11 verbunden. In F i g. 1

Maßstab die Anschlußstelle für die Hohlkörper; schwingt die Stange 54 in der Ebene, in der beide

F i g. 9 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Fre- Schenkel des U-förmigen Körpers 11 liegen, in dem

quenzbeziehungen der verschiedenen Bauteile des io sich das zu untersuchende Material befindet. Die

erfindungsgemäßen Geräts. Amplitudenänderung bei Auftreten einer Massen-

In F i g. 1 ist bei 10 eine Ausführungsform eines änderung des durch den Körper 11 hindurchströmen-

Gerätes zur Bestimmung der Masse oder der Massen- den Materials wird dabei angezeigt,

änderungen von fließfähigem Material gezeigt. Das Die Anker 56 und 58 sind daher fest mit dem

Gerät 10 weist eine Schwingungserregereinrichtung 15 Hohlkörper 11 verbunden. Die Arme 53 und 55 be-

36, 56 und eine Einrichtung zur Ermittlung der stehen vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen

Schwingungsamplitude 38, 58 eines Hohlkörpers 11 Material, um den Schwinganker 56 und den Anker

auf, der von dem zu untersuchenden Material durch- 58 voneinander zu isolieren und eine gegenseitige

strömt wird. magnetische Beeinflussung zu verhindern. Die Stange

Die Schwingungserregereinrichtung 36, 56 sowie 20 54 besitzt eine Verlängerung 51, die auf einem Gedie Amplitudenmeßeinrichtung 38, 58 sind in einem winde eine Mutter 58 trägt. Wird die Lage der Mut-Gehäuse 12 untergebracht, das einen mittleren T-för- ter 58 auf dem Verlängerungsstück 51 verändert, so migen Rohrabschnitt 14 und rohrförmige End- läßt sich damit die Eigenfrequenz des Körpers 11 abschnitte 16 und 18 besitzt. Der mittlere Abschnitt ändern, um das Gerät .abzustimmen und das- jeweils 14 besitzt an seinem freien Ende 20 ein Außen- 35 erforderliche Betriebsverhalten zu erzielen,
gewinde, mit dem er an einer Halterung 21 ange- Im Inneren des Mittelabschnitts des Gehäuses 14 schlossen ist. sind Führungsteile 73 und 75 befestigt, in denen öff-

Die Schwingungserregereinrichtung, die aus einer nungen zur Führung der Arme 55 bzw. 53 vorelektromagnetischen Wicklung 36 und einem Schwing- gesehen sind. Die Führungsteile 73, 75 bestimmen anker 56 besteht, ist in dem Gehäuseendabschnitt 16 30 die Schwingungsrichtung der Stangen 53 und 55 und' untergebracht. Eine Abschlußplatte 24, die als Be- bilden gleichzeitig eine Sicherung gegenüber großen festigung für die Schwingungserregereinrichtung 36, Ausschlägen.

56 dient, ist durch einen Paßstift 28 oder durch an- Wird der Anker 56 in Abhängigkeit von dem dere geeignete Mittel am Gehäuse 12 gehaltert. Eine über die Leiter 41 und. 44 zugeführten elektrischen rohrförmige, nichtmagnetische Hülse 32 sitzt in einer 35 Signal in Schwingungen versetzt, so schwingt auch Senkbohrung in der Platte 24 und erstreckt sich in der Körper 11 mit dem durch ihn durchströmenden das Innere des Abschnittes 16. Innerhalb des Rohr- Medium in Abhängigkeit von diesem Signal. Der abschnittes 16 umgibt die elektromagnetische Wick- . Magnetanker 58 schwingt ebenfalls, und zwar in Ablung 36 die Hülse 32 und ist an dieser befestigt. hängigkeit von der Schwingung des Hohlkörpers 11, Elektrische Zuleitungen 41 und 44 von einer äußeren 40 und induziert in der Wicklung 38 ein Signal, das der Betriebsstromquelle führen an die Wicklung 36, die Schwingungsamplitude des Körpers 11 proportional den Schwinganker 56 erregt, der mit einem Arm 55 ist. Um eine Blockierung der Schwingungen des Körmit einer Verbindungsstange 54 verbunden ist, die pers 11 zu vermeiden, ist er an Auflagestellen 60 und aus einem weiteren Arm 53 ein Kreuz bildet. Die 62 auf einer geeigneten Halterung gelagert. Die Auf-Verbindungsstange 54 ihrerseits ist mit dem Hohl- 45 lagestellen 60 und 62 liegen im Bereich der Knotenkörper 11 verbunden und erregt diesen entsprechend punkte der Eigenfrequenz des Körpers 11; der Körder Frequenz der Betriebsstromquelle. per wird jedoch über den Anker 56 mit einer von

In dem Gehäuseabschnitt 18 ist die Einrichtung seiner Eigenfrequenz verschiedenen Frequenz erregt. zur Messung der Amplitude untergebracht, die eben- Falls es erforderlich sein sollte, größere Veränderunfalls aus einer elektromagnetischen Wicklung 38 und 50 gen der Eigenfrequenz des Körpers 11 vorzunehmen einem Magnetanker 58 besteht. Eine Platte 26 dient als durch Verstellung der Mutter 58 möglich ist, so als Halterung für diese Einrichtung und ist in dem kann dies durch ringförmige Verstellhülsen 64 und mittleren Bereich des Gehäuses 18 durch einen Paß- 66 geschehen, die den Körper 11 mit dem halternden stift 30 befestigt. In der Platte sitzt eine nichtmagne- Gehäuse 21 verbinden. Die Verstellhülsen 64 und 66 tische Hülse 34 im Bereich des Gehäuseendes 18. 55 können in Richtung der unterbrochen gezeichneten Ein Permanentmagnet 42 ist innerhalb der elektro- Linien verschoben werden.

magnetischen Wicklung 38 an einem Ende der nicht- Die Betriebskennlinien des Körpers 11 lassen sich

magnetischen Hülse 34 untergebracht. An der Wick- somit durch Veränderung der Eigenfrequenz beein-

Iung38 befinden sich elektrische Verbindungen 46 flüssen. Größere Verstellungen werden durch Ver-

und 48, die das in der Wicklung 38 (Meßfühler) er- 60 schieben der ringförmigen Hülsen 64 und 66 bezüg-

zeugte Signal an eine elektrische Anzeige- oder Meß- lieh des Körpers 11 vorgenommen, um den erforder-

einrichtung leiten. · liehen Frequenzbereich für die Messungen zu er-

Der Schwinganker 56 schwingt in Abhängigkeit reichen, während eine Feineinstellung auf Grund der

von der Frequenz der an die Wicklung 36 angelegten Verlagerune des Gewichtes der Mutter 59 auf dem Spannung und bewirkt, daß auch "die Verbindungs- 65 Arm 51 erfolgt.

stange 54 und der Hohlkörpern mit der Erreger- In Fig. 9 sind die zweckmäßigen Frequenzbeziefrequenz schwingen. An der Stange 54 sitzt der Arm hungen der verschiedenen Bauteile des Gerätes 10 53, der in die rohrförmige Hülse 34 der Wicklung 38 untereinander dargestellt. Das Schaubild zeigt die

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Kurven für das Resonanzverhalten der Bauteile, wo- triebsschaltung 84 gezeigt, welche die erforderliche bei die Kurve 120 für die Halterung 21 gilt, die Kurve Spannung der Spulenwicklung 36 des Gerätes 10 zu-122 für den Hohlkörper 11 und die Kurve 124 für führt. Ferner ist eine Meßschaltung 86 zum Empfang den Frequenzverlauf der Vibrations- und Meßeinheit des Ausgangssignals von. der Spulenwicklung 38 voreinschließlich der Stange 54 und der Verbindungs- 5 gesehen. Um die Schwingungsamplitude unterhalb organe wiedergibt. Man erkennt, daß bei der Kurve derer der Eigenfrequenz zu halten, ist eine elektrische 120 die Resonanz bei einer wesentlich geringeren Amplitudenbegrenzerschaltung 88 vorgesehen, die das Frequenz als bei der für den Körper 11 maßgeblichen Ausgangssignal aus dem Gerät 10 empfängt, und bei Kurve 122 auftritt. Die Schwingungen der Halterung Auftreten eines zu großen Amplitudenwertes, bei-21 beeinträchtigen somit das Ausgangssignal gemäß 10. spielsweise oberhalb der Linien 80 und 82 in F i g. 2, der Kurve 122 nicht, denn bei dieser Kurve treten die Antriebsschaltung 84 abschaltet und gegebenen-Veränderungen in Abhängigkeit von Veränderungen falls ein nicht dargestelltes Alarmgerät in Tätigkeit der durch den Körper 11 hindurchströmenden Masse setzt.

auf. Die Eigenfrequenz der mit der Stange 54 ver- Wenn der Meßbereich vergrößert werden soll,

bundenen Schwingungserreger- und Meßeinrichtun- 15 kann die Eigenfrequenz des Hohlkörpers 11 durch gen wird so gewählt, daß sie gemäß der Kurve 124 Verstellung der ringförmigen Hülsen 64 und 66 wesentlich höher als die Eigenfrequenz des Körpers erhöht werden, indem man letztere nach oben in 11 liegt. Der Unterschied der Eigenfrequenzen der Richtung der gestrichelten Linien so verschiebt, daß verschiedenen Bauelemente des Gerätes 10 bietet ein breiterer Frequenzbereich entsprechend der daher Sicherheit, daß die jeweils zu messende Masse 20 Kurve 90 in Fig. 2 zwischen den Punkten G und H des Körpers 11 (einschließlich des zu untersuchenden zur Verfügung steht.

Materials) nicht in einer die Messung verfälschenden Der U-förmige Hohlkörper gemäß Fig. 1 kann

Weise beeinflußt wird. an gewöhnliche Betriebsleitungen angeschlossen

In Fig. 2 zeigen zwei Betriebskennlinien 67 und werden. Das unter Druck strömende Material kann 78 das Ansprechverhalten des Hohlkörpers 11 auf 25 gemessen werden, ohne daß der Fluß bzw. die Ververschiedene Frequenzen oder den Ausgangswert der arbeitung des strömenden Materials unterbrochen Spannung aus der Wicklung 38 in Abhängigkeit von zu werden braucht. Geeignete Anschlußstücke 94 der Frequenz des Körpers 11. Die maximale Emp- (Fig. 8) umfassen die aufgeweiteten Enden des findlichkeit tritt an den Scheitelpunkten der Kurve Rohres 11 und des Rohrmantels 92, in denen ein auf, d. h. dann, wenn der Körper 11 bei seiner 30 Verbindungsstück 96 mit einer konischen Anschluß-Eigenfrequenz schwingt. Aus verschiedenen Gründen fläche 98 sitzt, die mit einem Gegenkonus 100 von ist es jedoch nachteilig, bei der Eigenfrequenz zu außen zusammenwirkt, um die aufgeweiteten Enden arbeiten. Einmal ergibt sich bei der Eigenfrequenz des Rohres 11 und des Mantels 11 festzuklemmen ein Bereich mit sehr schlechter Auflösung, was zu und eine gegen Korrosion schützende Abdichtung einem instabilen Ausgangssignal führt. Da die Be- 35 herzustellen.

triebskennlinie bezüglich der Eigenfrequenz sym- F i g. 4 und 5 zeigen andere Ausführungsformen

metrisch verläuft, so befindet sich . beiderseits des der Erfindung, wobei hier die entsprechenden Bezugs-Wertes der Eigenfrequenz jeweils ein Punkt, z.B. zeichen aus Fig. 1 jeweils mit dem Zusatz »α« und B und E, bei dem das gleiche Ausgangssignal abge- »b« versehen sind.

geben wird, zu dem jedoch verschiedene Betriebs- 40 Gemäß F i g. 4 ist der Hohlkörper in Form eines frequenzen gehören, so daß sich für die Messung Hohlzylinders vorgesehen. In diesem Fall gelangt das zwei verschiedene Massenwerte für das Material zu untersuchende Material in größerem Volumen innerhalb des Körpers 11 ergeben würden. Für die in den Körper 102, so daß kleinere Veränderungen Betriebskennlinie 76 in F i g. 2 ist es zweckmäßig, in der Masse des Materials ermittelt werden können den Körper 11 mit Frequenzen im Bereich von A 45 als in dem U-Rohr nach Fig. 1. bis B auf einer Seite der Eigenfrequenz zu erregen, Ist gleichzeitig ein größerer Materialaufnahme-

der neben der Eigenfrequenz liegt. Ist eine größere körper und die Messung von Massenveränderungen Empfindlichkeit erwünscht, so kann die Eingangs- eines strömenden Materials erforderlich, so kann die spannung an der Wicklung 36 so weit erhöht werden, Ausführungsform nach F i g. 5 Anwendung finden, daß das Gerät 10 auf der Kennlinie 78 im Bereich 50 Ein Hohlzylinder bzw. Rohr 104 wird bezüglich der von C bis D arbeitet und dadurch ein unteTschei- Basis der Halterung 21 b in Schwingung versetzt. Er dungskräftigeres Ausgangssignal für die gleichen enthält einen Einlaßstutzen 106 und einen Auslaß-Frequenzänderungen liefert. stutzen 108, von denen einer an der einen Seite und Ein weiterer Grund, den Körper 11 nicht bei sei- der andere an der entgegengesetzten Seite im Inneren ner Eigenfrequenz zu betreiben, ist darin zu sehen, 55 des Hohlzylinders 104 endet. Beide Rohrstutzen 106, daß bei einer erhöhten Antriebsleistung zur Beseiti- 108 sind mit gegenseitigem Abstand angeordnet, um gun» äußerer Störeinflüsse der metallische Hohlkör- zur genauen Messung von Massenänderungen sicherperll ermüdet bzw. beschädigt wird. Der Körper 11 zustellen, daß das Material innerhalb des Zylinders sollte deshalb weit von der Eigenfrequenz entfernt fortlaufend auf Grund der Strömung durch die Einerregt werden, damit eine größere Antriebsleistung 60 laßstutzen 106 und Auslaßstutzen 108 ausgetauscht verwendet werden kann und dabei nicht die große wird. Vorzugsweise sind die Einlaß- und Auslaß-Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen und stutzen 106,108 an dem bezüglich der Verbindung Ermüdungserscheinungen auftritt. Aus diesem Grunde mit dem Schwingungssystem entgegengesetzten Ende werden obere Grenzen vorgesehen, oberhalb derer des Hohlzylinders 104 befestigt, damit die Schwinder Körper 11 nicht erregt werden sollte: bezüglich 65 gütigen des Körpers 104 und damit die Meßwerte der Kurve 76 liegt die maximale Amplitude bei der nicht beeinträchtigt werden.

Linie 80 und bezüglich der Kurve 78 bei der Linie 82. Das neue Gerät kann auf einem Halterungsstativ

Zu F i g. 3 ist in einem Blockdiagramm eine An- gemäß Fig. 5 befestigt sein.

Da der schwingende Hohlkörpern üblicherweise aus Metall besteht, ändert sich sein Elastizitätsmodul bei Temperaturiinderungen, und somit ändert sich auch die Eigenfrequenz und die Betriebskennlinie bei \eränderteii Temperaturen. Fig. 6 zeigt eine Temperatur kompensierende Absteifung 110, die an ihrem einen Ende mit der Halterung 21 verbunden und T-förmig ausgebildet ist, wobei die Enden des T - mit den Schenkeln des U-förmigen Körpers 11 verbunden sind. Die die Temperatur kompensierende Versteifung 110 besteht aus einer Metallegierung mit einem konstanten Wärmeausdehnungskoeffizienten.

F i g. 7 zeigt eine andere Ausführung einer an dem neuen Gerät angebrachten Temperaturkompensationseinrichtung. Eine auf dem U-förmigen Hohlkörper 11 verschiebbare Muffe 112 ist nachgiebig in der Richtung vorgespannt, in der sie eine Verringerung der Eigenfrequenz des Körpers 11 hervorrufen würde. Hierzu dient eine Druckfeder 114 mit einem konstanten Temperaturausdehnungskoeffizienten. Der Bewegung der Abslimm-MufTe 112 wirkt eine Druckfeder 116 entgegen, deren Druck bei Temperaturerhöhungen nachläßt. Bei Temperaturerhöhungen wird somit die Eigenfrequenz des Körpers 11 verringert. Du jedoch gleichzeitig die von der Feder 116 ausgeübte Kraft abnimmt, wird die Muffe 112 auf Grund der Feder 114 in Richtung der Lagerstellen 62 und 64 verschoben, so daß die Eigenfrequenz des Körpers 11 auch bei Temperaturänderungen erhalten bleibt.

Gemäß F i g. 1 ist über die Leiter 41 und 44 eine elektrische Stromquelle an die Spuleilvorrichtung 36 angeschlossen, welche die Schwingungserregereinrichtung für den zu erregenden Hohlkörper 11 darstellt. Wird die Spulenwicklung 36 mit Wechselstrom erregt, so wird der Schwinganker 56 abwechselnd angezogen und wieder freigegeben, so daß die Verbindungsstange 54 mit der Frequenz der Stromquelle schwingt. Die Schwingung des Armes 54 wird direkt auf den Hohlkörper 11 übertragen. Die Schwingung des Hohlkörpers 11 überträgt sich jedoch zurück auf die Stange 54 und auf den Anker 58. Die Fühlerspule 38 erzeugt somit eine Spannung auf Grund der Schwingungen des Ankers 58 im Feld des Permanentmagneten 42., Das von der Fühlerspule 38 erzeugte Signal wird über Leitungen 46 und 48 an eine beliebige elektrische Schaltung mit einer nicht dargestellten Anzeige- oder Kontrolleinrichtung geführt. Der Wert oder die Änderungen der Masse des Materials, das durch den Hohlkörper 11 strömt, beeinflußt die Schwingungsamplitude des Hohlkörpers 11. was wiederum auf die Amplitude des Schwingankers 58 rückwirkt.

Vorzugsweise wird eine feste Frequenz verwendet, beispielsweise eine Frequenz von 60 Hz. so daß der Körperll mit 120 Perioden pro Sekunde schwingt. Man erkennt aus F i g. 2, daß die Eigenfrequenz des Hohlkörpers 11 von diesem Betriebswert abseits liegt. Die Kurve 90 zeigt eine typische Betriebskennlinie für eine Frequenz von 60Hz. bei der von dem Körper 120 Schwingungen pro Sekunde ausgeführt werden, wogegen dessen Eigenfrequenz bei 140Hz liegt. Der Betriebsbereich für das zu untersuchende Material liegt in diesem Fall zwischen den Punkten G und H. Die Einstellung der Eigenfrequenz des Körpers erfolgt durch Verstellung der Hülsen 64 und 66 längs der Schenkel des Körpers 11, weil dadurch der . Auflagerpunkt und die Steifigkeit der Schenkel des Körpers verändert werden. Eine feinere Verstellung erfolgt über die Mutter 58 auf der Verlängerung der Stange 51. Die Eigenfrequenz des Körpers 11 hängt natürlich von der Schwingungsrichtung ab. Erfolgen die Schwingungen entsprechend der Darstellung in Fig. 1, so liegt eine relativ hohe Eigenfrequenz im Vergleich zu dem Fall vor, wenn der Körperll in Querrichtung seiner Ebene seiner Schenkel erregt würde.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Bestimmung der spezifischen Masse eines fließfähigen Mediums mit schwingfähig gelagertem Hohlkörper, der an seiner der Zu- und Abführung des zu untersuchenden Mediums dienenden Seite an einer Halterungsvorrichtung gehaltert ist, deren Eigenfrequenz wesentlich geringer als diejenige des Hohlkörpers ist, ferner mit einer Schwingungserregereinrichtung und einem Meßfühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11; 102; 104) an seinem geschlossenen, freien Ende mechanisch mit der Schwingungserregereinrichtung (36, 56) verbunden ist, die mit einer festen Frequenz betrieben ist, welche sich von der Eigenfrequenz des Hohlkörpers (11; 102; 104) soweit unterscheidet, daß dieser auch in gefülltem Zustand (Meßzustand) außerhalb seiner Eigenfrequenz schwingt und daß der Meßfühler eine an sich bekannte Einrichtung (38, 58) zur Messung der bei der festen Frequenz hervorgerufenen Schwingungsamplitude des Hohlkörpers (11; 102; 104) ist und mit der Schwingungserregereinrichtung (36, 56) direkt gekoppelt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) als U-förmig gebogenes, Rohr ausgeführt ist, dessen offene Schenkelenden im Bereich der Halterungsvorrichtung (21) liegen und an dessen geschlossenem freien Ende ein Schwinganker (56) und ein Meßanker (58) mechanisch befestigt sind.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus einem an seinem einen Ende geschlossenen Rohr (104) besteht, dessen Zuführung ein in das Innere des Rohres (104) geführter, an einer von dem Auslaß (108) entfernten Stelle innerhalb des Rohres (101) endender Rohrstutzen (106) ist.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hohlkörper (11, 102, 104) eine Abstimmeinrichtung (64, 66; 58) verbunden ist, mit der seine Eigenfrequenz einstellbar ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmeinrichtung eine ringförmige, zwischen Halterung (21) und Hohlkörper (11; 102; 104) angeordnete verschiebliche Hülse (64, 66) ist.

6. ,Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmeinrichtung ein mit dem freien Ende des Hohlkörpers (11; 102: 104) verbundenes verstellbares Gewicht (58) aufweist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperarurausglekhaeinrichtung vorgesehen ist. die aus einem länglichen Bauteil (110) aus einer Legierung mit konstantem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, der an einem Ende mit

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der Halterung (21) und an einem anderen Ende mit dem schwingfähigen Hohlkörper (11) verbunden ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine die Schwingung des Hohlkörpers (11) bei seiner Eigenfrequenz verhindernde elektrische Amplitudenbegrenzerschaltung (88) Λ

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

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dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Hohlkörpers (11; 101; 104) ein T-förmiger Bügel (53, 54, 55) befestigt ist, dessen einer Arm (55) mit dem Schwinganker (56) und dessen anderer Arm (53) mit dem Meßanker (58) verbunden ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenarme (53, 55) des T-förmigen Bügels (53, 54, 55) in Führungen (73, 75) begrenzt axial verschieblich geführt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen