DE1953791B2

DE1953791B2 - Gerät zum Messen der Dichte für flüssige und gasförmige Medien

Info

Publication number: DE1953791B2
Application number: DE1953791A
Authority: DE
Inventors: James Wolryche Farnborough Hampshire Stansfeld (Grossbritannien)
Original assignee: Solartron Electronic Group Ltd
Current assignee: Gemalto Terminals Ltd
Priority date: 1968-10-29
Filing date: 1969-10-25
Publication date: 1979-08-16
Also published as: NL163626B; FR2021832A1; GB1280997A; DE1953791A1; DE1953791C3; NL6916327A; NL163626C; US3585843A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen der Dichte für flüssige und gasförmige Medien enthaltend ein aus einem elastischen Material bestehendes Rohr, dessen beide Enden an je einem einen Knotenpunkt bildenden Element befestigt sind, eine Einrichtung zum Anregen des Rohres zu einer natürlichen, in der Frequenz von der Dichte des Mediums abhängigen Querschwingung und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals, das für die bei dem Betrieb angeregte Frequenz charakteristisch ist In der GB-PS 7 86 113 ist bereits ein Gerät zum Messen der Dichte für flüssige Medien beschrieben, welches einen Hohlwürfel aufweist, der mit zwei identischen Rohren verbunden ist, die sich koaxial von entgegengesetzten Seiten des Würfels hinweg -jrstrek ken und in massiven Einspannblöcken befestigt sind. Durch die auf diese Weise gebildete Leitung strömt die Flüssigkeit, und der Würfel wird elektromagnetisch in Schwingungen versetzt Die Frequenz dieser Schwingung hängt von der Dichte der Flüssigkeit ab. Die beschriebene Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß sie ähnlich wie ein belasteter, an seinen Enden befestigter und in seiner Grundquerschwingung angeregter Balken schwingt, dh, die Befestigung der äußeren Enden der beiden Rohre ist von großer Bedeutung für die Erhaltung einer stabilen Frequenz. Es hat sich in der Praxis erwiesen, daß eine befriedigende Befestigung der äußeren Enden eines einzigen in der Grundschwingung schwingenden Rohres nicht erreicht werden kann.

Es ist andererseits bereits ein Gerät zum Messen der Dichte für flüssige und gasförmige Medien der eingangs erwähnten Art nach der GB-PS 11 26 450 bekannt, dessen aus elastischem Material bestehendes Rohr ebenfalls nur natürliche Querschwingungen ausführt, die der Grundresonanzfrequenz des Rohres entsprechen. Auch bei diesem bekannten Gerät kann eine befriedigende Befestigung der äußeren Enden des schwingenden Rohres nicht erreicht werden.

In der FR-PS 15 06 893 und in der deutschen

J5 Patentanmeldung P 16 23 065.2 sind bereits Vorschläge zur Beseitigung dieses Nachteils gemacht worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß die beiden Enden des schwingenden Rohres mit einfachen

■to Mitteln ausreichend befestigt werden können, ohne daß die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst Die erfindungsgemäße Lehre bringt die vorteilhafte Wirkung mit sich, daß das Gerät haltbarer ist und die Meßergebnisse genauer. Die erfindungsgemäße Lösung bedingt dabei keinen technischen Mehraufwand, sondern vereinfacht vielmehr die Probleme bei der Halterung des Rohres beträchtlich. Die für die Messung

5(i der Dichte wesentlichen Informationen lassen sich dadurch abnehmen, daß das Rohr mit dem darin enthaltenen Fluid in eine Oberschwingung der Querschwingung versetzt wird. Der wesentliche Parameter des Gerätes ist die Resonanzmasse des Rohres und des Fluids.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es aus der US-PS 26 57 581 bereits bekannt ist, daß sich der Einfluß der Einspannung bei länglichen Schwingungssystemen dann weitgehend ausschalten läßt, wenn das System in einer

im höheren Harmonischen der Grundwelle schwingt. Jedoch befaßt sich die US-PS 26 57 581 mit einem SchweremeBgeriit, das einen Draht enthält, der von einem Block herabhängt und mit Hilfe eines Gewichtes vorgespannt ist. Der Draht wird in Resonanzschwingun-

e>5 gen versetzt, und es werden dann Rückschlüsse über die Größe der Spannung durch das angehängte Gewicht aus den Resonanzerscheinungen abgeleitet. Dadurch läßt sich die Schwere bestimmen. Die US-PS 26 57 581

befaßt sich also im Unterschied zu dem erfindungsgemäßen Gerät mit einem aus elastischem Material bestehenden Rohr mit einem Draht und den Spannungen in diesem Draht Die aus diesem Stand der Technik bekannten technischen Merkmale sind also im Zusammenhang mit einer Vorrichtung, die nach anderen physikalischen Prinzipien arbeitet, beschrieben.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß es aus der FR-PS 15 13 664 bekannt ist, bei einem Gerät zum Messen der Dichte einen Zylinder Umfangsschwingungen bei einer höheren Harmonischen der Grundschwingung ausführen zu lassen. Eine derartige Umfangsschwingung läßt sich jedoch nicht ohne weiteres steuern.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Anspruchs 1 sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Dabei zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F · g. 1.

Das in F i g. 1 gezeigte Gerät dient zur Messung der Dichten von Flüssigkeiten und enthält ein zylindrisches Rohr 11 aus einem elastischen ferromagnetischen Metall. Die beiden Enden des Rohrs 11 sind in je einem Endblock 12 aus rostfreiem Stahl gelagert die dazu dienen, während der Querschwingung des Rohrs 11 beim Betrieb an den Enden des Rohrs 11 einen Knotenpunkt zu bilden. j«

Zur Anregung natürlicher Querschwingungen des Rohrs 11 bei einer Obertonfrequenz ist eine Anordnung 13 vorgesehen, die eine Erregerwicklung 14 und zwei Aufnahmewicklungen 15 enthält Jede Wicklung umgibt das Mittelstück eines ihr zugeordneten U-förmigen r> Magnetkerns 16 und wird von diesem getragen. Zwischen den Armen jedes Magnetkerns 16 ist je ein Permanentmagnet 16' befestigt der für ein Vormagnetisierungsfeld sorgt Die Aufnahmewicklungen 15 dienen außerdem zurr Erzeugen eines Signals, das beim Betrieb 41) für die Schwingungsfrequenz des angeregten Rohrs charakteristisch ist Die Erregerwicklung 14 ist über einen Verstärker 17 mit den Aufnahmewicklungen 15 verbunden.

Das Rohr 11 weist über seine gesamte Länge einen -r> gleichförmigen Innen- und Außendurchmesser auf. Jeder Endblock 12 ist von zylindrischer Form und weist eine konisch abgeschrägte Bohrung 18 auf, die mit ihrem schmalen Ende an einem innenflansch 19 endet, in welchen das zugehörige Ende des Rohrs 11 eingesetzt >n ist. Die Endflächen des Rohrs 11 schließen bündig mit den entsprechenden Außenflächen der Innenflansche der Endblöcke 12 ab. An den Verbindungsstellen der Rohrenden und der Endblöcke 12 sind zur Befestigung der Rohrenden an den Endblöcken 12 Elektroschweiß- ■>·> stellen vorgesehen.

Das Gerät ist in einem rechteckigen Stahlkasten 20 aus rostfreiem Stahl untergebracht, von dem in Fig. 1 die eine Seite weggelassen ist, damit der Wandler sichtbar ist. In entsprechende öffnungen in den *,n Endwänden des Kastens 20 sind mit Flanschen versehene Anschlußrohre 21 eingeschweißt, die den gleichen Innendurchmesser wie das Rohr 11 aufweisen. Jedes Anschlußrohr 21 ist mittels einer Balganordnung 22 mit dem zugehörigen Endblock 12 verbunden. Jede h'> Balganordnung 22 weist einen Gummieinsatz 25 und einen Balg 23 aus rostf.-P'.em Stahl auf, dessen beide Enden an je einem kurzen, mit Flansch versehenen Rohrstück 24 befestigt sind, die mit dem Endblock 12 bzw. mit dem Anschluürohr 21 durch Bolzen verbunden sind. Der Gummieinsatz 25 besitzt eine gleichförmige Bohrung mit dem gleichen Durchmesser wie das Rohr 11.

Die Endblöcke 12 sind an nicht gezeigten Trägern befestigt die mit einer Wand des Kastens 20 verbunden sind. Diese Träger sind steif genug in Achsrichtung des Rohrs 11, um es zu ermöglichen, das Gerät mit nahezu vertikal gestelltem Rohr 11 anzuordnen, ohne daß die Balganordnungen 22 verzogen werden, jedoch nicht so steif, daß eine thermische Ausdehnung des von ihnen aufgenommenen Rohrs 11 verhindert wird. Die Träger sind quer zum Rohr 11 nahezu starr und verhindern, daß das Rohr 11 durch den Druck des durch das Gerät strömenden Mediums falsch ausgerichtet wird.

Die Anordnung 13 enthält ein Winkelstück 26 aus Metall, das mittels zweier halbkreisförmiger Klammern 27, von denen je eine an den Enden des Winkelstücks befestigt ist, an den Endblöcken 12 befestigt ist In F i g. 2 ist beispielsweise die Befestigungsart der einen Klammer 27 am Endblock 12 und am Winkelstück 26 dargestellt

Aus F i g. 2 geht außerdem hervor, daß die U-fcrmigen Magnetkerne 16 der Aufnahmewicklungen 15 in einer axiJen Ebene des Rohrs 11, d.h. in einer Ebene liegen, die die Achse des Rohrs 11 enthält

Die Positionen der Magnetkerne 16 in Längsrichtung des Rohrs 11 sind gemäß Fig. 1 so gewählt, daß die zweite Oberschwingung der natürlichen Schwingung des Rohrs 11 angeregt wird.

Die Klammern 27 nehmen thermische Ausdehnungen des Rohrs relativ zur Anordnung 13 auf. Pufferglieder 28 in Form von Nylonschrauben und Gegenmuttern sind an den Enden der Winkelstücke 26 vorgesehen, um eine übermäßige Verformung der Klammern 27 durch mechanische Schocks zu verhindern.

Die Aufnahmewicklungen 15 sind, in Serie liegend, über Leitungen 29 an die Eingangsklemmen des Verstärkers 17 geschaltet Die Ausgangsklemmen des Verstärkers 17 sind über eine Leitung 30 mit der Erregerwicklung 14 verbunden. Die Leitungen 29 und 30 sind so angeordnet, daß Störungen der Schwingungen des Rohrs 11 und die Übertragung mechanischen Rauschens vom Verstärker 17 auf die Anordnung 13 vermieden wird, der an einer Wand des Kastens 20 befestigt ist, jedoch auch auf dem Winkelstück 26 montiert sein könnte.

Beim Betrieb wird die Flüssigkeit deren Dichte gemessen werden soll, durch das Gerät geleitet und durch das eine Ans::hlußrohr 21 ein- und durch das andere Anschlußrohr ausströmen gelassen. Eine Schwingung bei der zweiten Oberschwingung der natürlichen Querschwingung des Rohrs 11 wird durch Rückkopplung von den Aufnahmewicklungen 15 über den Verstärker 17 zur Erregerwicklung 14 angeregt und aufrechterhalten. Die Phasenverschiebung zwischen Aiifnahmewicklungen und Erregerwicklung wird so eingestellt, daß im wpsentlichen eine Differenz von 270° zwischen den Phasenwinkeln des Magnetflusses in den den Magnetkern 16 der Erregerwicklung enthaltenden Magnetkreis einerseits und des Magnetflusses in cien die Magnetkerne 16 der Aufnahmewicklungen enthaltenden Magnetkreisen andererseits besteht, wenn die zweite Oberschwinging der natürlichen Querschwingung des Rohrs angeregt werden soll. Der Permanentmagnet 16', der am Magnetkern 16 der Erregerwicklung befestigt ist, eliminiert die Frequenzverdopplung. Die

Position des Magnetkerns 16 der Erregerwicklung 14 ist derart, daß sein Magnetfeld auf den mittleren Schwingungsbauch des die zweite harmonische stehende Welle darstellenden Schwingungsmusters des Rohrs einwirkt, während die Positionen der Magnetkerne 16 der Aufnahmewicklungen IS so angeordnet sind, daß ihre Magnetfelder auf die beiden anderen Schwingungsbäuche dieser stehenden Schwingung einwirken. Die Positionen lassen sich in Längeneinheiten des Rohrs 11, von einem Ende des Rohrs her gesehen, für den Magnetkern der Erregerwicklung mit Ο,ί) und für die Magnetkerne der Aufnahmewicklungen mit etwa 0,2 bzw. 0,8 angeben.

In jeder Aufnahmewicklung 15 wird durch die Querschwingung des dem entsprechenden Schwingungsbauch zugehörigen Teils des Rohrs Il eine elektromotorische Kraft induziert, die in Phase mit der Oiiergeschwindigkeit des dem Schwinsunesbauch zugeordneten Rohrteils ist. Um sicherzustellen, daß das Rohr 11 beim Resonanzwert der zweiten Oberschwingung schwingt und daher die Frequenz nicht durch Dämpfung geändert wird, wird die Antriebs- bzw. Erregerkraft und daher der mittels der Erregerwicklung auf das Rohr ausgeübte Magnetfluß so eingestellt, daß er sich mit der Quergeschwindigkeit des Rohrteils am mittleren Schwingungsbauch in Phase befindet. Da die Quergeschwindigkeit am mittleren Schwingungsbauüi bezüglich der Quergeschwindigkeit bei den anderen beiden Schwingungsbäuchen um 180° phasenverschoben ist. wird mit Hilfe des Verstärkers 17 eine Phasenverschiebung um 180° zwischen der in den Aufnahmewicklungen induzierten elektromotorischen Kraft und dem Magnetfluß des mit der Erregerwicklung gekoppelten magnetischen Kreises vorgenommen. Der Verstärker 17 enthält eine Einrichtung zum Einstellen der Phasenverschiebung, so daß diese auf den Optimalwert eingestellt werden kann. Die konstruktiven Einzelheiten derartiger Verstärker sind bekannt und brauchen daher nicht weiter beschrieben zu werden.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 17, das der Erregerwicklung 14 zugeführt wird, wird außerdem über eine Leitung 31 einem Frequenzmesser 32 zugeführt, welcher nach Eichung mit einem Standardmedium die Dichteeinheiten anzeigt. Die Leitung 31 ist derart verlegt, daß Störungen der Schwingungen des Rohrs 11 und eine Übertragung des mechanischen Rauschens zum Verstärker 17 verhindert werden, insbesondere wenn dieser am Winkelstück 26 montiert ist.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel eignet sich beispielsweise zum Bestimmen der Dichten von Flüssigkeiten wie wäßrigen Lösungen, Bier und Petroleum. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel weist das Rohr 11 einen Innendurchmesser von 22,9 mm, eine Wandstärke von 0,9 mm und eine Länge von 58,8 cm auf und ist zum Messen von Dichten bis zu 3 g/cm³ geeignet. Die Viskosität der Flüssigkeiten, z. B. der obenerwähnten Flüssigkeiten, hat keinen merkbaren Einfluß auf die Frequenz der angeregten Schwingung.

Es kann gezeigt werden, daß

I In

I I

worin /Ό und βη Konstanten des Wandlers und
Dichte des Mediums im Rohr bedeuten.

Eine Gleichung für die Frequenz der Querschwingung ist

¹ 2 , I' „I*·
worin
E der F'astizitätsmodul des Rohrmaterials,

μ die Masse pro Längeneinheit des Rohrs,

L die Länge des Rohrs und

A eine Konstante bedeuten, die von der Ordnung der angeregten Frequenz und von der Art, in welcher das

Rohr aufgehängt ist, abhängt.
D ist der Außendurchmesser des Rohrs und
d der Innendurchmesser des Rohrs.

Es wurde gefunden, daß die Größe der Änderung von A bei Änderung der Aufhängungsart abnimmt, wenn man bei der Anregung von der Grundschwingung zu Oberschwingungen von immer höheren Frequenzen übergeht, wobei die Verkleinerung dieser Änderung beim Fortschreiten von der ersten Oberschwingung zur zweiten usw. immer kleiner wird. Eine wesentliche Verkleinerung dieser Änderung erhält man schon beim Übergang von der Grundschwingung auf die zweite Oberschwingung.

Durchgeführte Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

	Wert von A	Oberschwingung	2.	3.	4.
	Gpjp^h-	1.
	schwingung		121	200	298
Aufhängungsart		61,7	88,9	158	247
frei-frei und fest-fest	22,4	39.5	26%	21 %	17%
gelenkig-gelenkig	9.87	36%
% Differenz von A	56%

Die Aufhängungsart »frei-frei« bedeutet, daß das Oberschwingungen weniger empfindlich gegenüber der

Rohr beim Versuch an dünnen Drähten aufgehängt ist ,,5 Art oder dem Zustand der Trägerar.ordnungen für das

Es wird angenommen, daß die relativ kleineren Rohr als bei der Grundschwingung ist

Änderungen von A bei den Oberschwingungen ein Die Balganordnungen 22 dienen verschiedenen

Zeichen dafür sind, daß die Frequenz bei den Zwecken. Sie nehmen einerseits thermische Ausdehnun-

gen des Rohrs 11 bezüglich des Kastens 20 auf und bestimmen andererseits die Größe der Schwingungskopplung zwischen den Rohrenden und dem Kasten in einer solchen Weise, daß das Gerät vom Kasten nahezu vollständig isoliert ist. Außerdem kompensieren die Gummieinsäl/e 25 Spannungen im Rohr 11, wie im folgcden beschrieben wird.

Wenn das Rohr Il mit einem Medium gefüllt ist, das gegenüber dem auf die Außenseite des Rohrs 11 wirkenden Außendruck einen Überdruck aufweist, dann wird durch den Überdruck die Länge des Rohrs 11 beeinflußt. Eine Änderung der Rohrlänge mit dem Druck ist unerwünscht, da dies zu einer Änderung der Schwingungsfrequenz bei verändertem Druck des Mediums führen würde. Der Richtungssinn, in welchem sich die Rohrlänge ändert, kann durch geeignete Wahl der Rohrdimensionen ausgewählt werden. Die Gummieinsätze in den Balganordnungen 22 benehmen sich so, als seien sie eine Verlängerung des durch das Rohr 11 strömenden Flüssigkeitskörpers, und da sich infolgedessen eine Änderung des effektiven Durchmessers des Strömungsquerschnittes beim Einströmen des Mediums aus einer Balganordnung in das Rohr 11 bzw. umgekehrt ergibt, wird eine Druckdifferenz aufgebaut, durch die das Rohr 11 in Achsrichtung beansprucht wird. Es kann dafür gesorgt werden, daß der Richtungssinn dieser Beanspruchung entgegengesetzt derjenigen Beanspruchung ist, durch welche die Rohrlänge aufgrund des Flüssigkeitsdrucks innerhalb des Rohrs geändert wird. Als Polge davon kann durch geeignete Wahl des mittleren Durchmessers der Bälge der Balganordnungen 22 und geeigneter Rohrdimensionen der Einfluß des Drucks des durch das Rohr 11 strömenden Mediums nahezu vollständig unterdrückt werden.

Durch die Anregung einer Oberschwingung im Gegensatz zur Grundschwingung der Querschwingungen des Rohrs 11 werden diejenigen Schwierigkeiten beträchtlich verkleinert, die sich beim Befestigen der Rohrenden ergeben, ohne daß äußerst massive Lagerblöcke verwendet werden müssen, und wird dafür gesorgt, daß der Betrieb des Geräts nicht mehr so stark von der Art der Befestigungselemente für die Rohrenden abhängt. Die zweite harmonische Oberschwingung wird vorgezogen, da sie mit einfachen Geräten wie Erreger- und Aufnahmewicklungen leicht angeregt und aufrechterhalten werden kann.

Im Gegensatz zum beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch ein Glasrohr verwendet werden, das vorzugsweise aus Glas, aus Quarz, 96% Siliciumdioxid oder Pyrexbrand (Warenzeichen) besteht Für das Rohr sollte ein solches Material gewählt werden, welches über einen möglichst großen Temperaturbereich einen möglichst kleinen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist

Geeignete thermische Ausdehnungseigenschaften in einem geeigneten Temperaturbereich weist ein elastisches ferromagnetisches Metal) auf. Dies ist eine Eisen-Nickel-Chrom-Legierung, die folgende Zusammensetzung aufweist:

Phosphor
Eisen

0,04 maximum %
Rest

Nickel (plus Kobalt)

Chrom

Aluminium

Kohlenstoff

Mangan

Silicium

Schwefel

41,0 bis 43,50%
430 bis 5,75%
2^0 bis 2,75%
030 bis 0,80%
0,06 maximum %
0,08 maximum %
1,00 maximum %
0,04 maximum %

Weitere Einzelheiten über die Eigenschaften dieser -ι Eisen-Nickel-Chrom-Legierung dem Technical Bulletin T-31 der Huntingdon Alloy Products Devision entnommen werden.

Zur Anregung der Schwingungen können anstelle elektromagnetischer Einrichtungen auch beispielsweise

ίο piezoelektrische, elektrostatische, magnetostriktive, akustische oder mechanische Einrichtungen verwendet werden. Zum Erzeugen eines für die angeregte Frequenz charakteristischen Signals können beispielsweise optische, elektrostatische, piezoelektrische, auf

r> Dehnungsmessung beruhende oder mechanische Einrichtungen verwendet werden.

Es können auch erfindungsgemäße Ausführungsformen hergestellt werden, die sich zum Messen der Dichte von Gasen eignen. Bei einer solchen Ausführungsform wird vorzugsweise für eine höhere Instrumentempfindlichkeit, d. h. eine größere Änderung der Frequenz in Abhängigkeit von der Dichte des durchströmenden Mediums gewählt als bei Ausführungsformen zum Messen der Dichte der Flüssigkeiten. Die Instrument-

2-; empfindlichkeit vergrößert sich mit abnehmender Wandstärke des Rohrs 11 und kann außerdem dadurch gesteigert werden, daß man das Gas sowohl durch das Rohr 11 als auch über dessen Außenflächen strömen läßt. Bei einer Ausführungsform, die im wesentlichen

jo das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Aussehen hat, deren Instrumentempfindlichkeit jedoch für Dichtemessungen an Gasen geeignet ist, sind die beiden Balganordnungen weggelassen und wird das Gas beim Betrieb sowohl durch den Kasten 20 als auch durch das Rohr 11

s^r) gegeben. Für derartige Messungen ist es aus Sicherheits- und Wartungsgründen zweckmäßig, die elektrischen Einrichtungen, beispielsweise auch den zur Aufrechterhaltung der Schwingung notwendigen Verstärker 17 außerhalb desjenigen Teils der Einrichtung unterzubringen, durch den während des Betriebs das Gas strömt Bei der soeben beschriebenen Abwandlung des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ist es außerdem zweckmäßig, in die Gasströmungswege Filter einzubauen, damit kein Schmutz in

4^r> die Luftspalte der Erreger- und Aufnahmewicklungen eindringen kann.

Im allgemeinen wird die Frequenz der natürlichen Schwingung des Rohrs nicht nur durch die Dichte des durch das Rohr strömenden Mediums, sondern auch

so durch die Dichte des das Rohr umgebenden Mediums beeinflußt Wenn ein Rohr in einem Kasten angeordnet ist, der mit Luft gefüllt ist und Luftlöcher zur Atmosphäre aufweist, dann wird die natürliche Frequenz der Rohrschwingung durch Änderungen der Dichte der Atmosphäre verändert, die sich bei Änderungen der atmosphärischen Bedingungen ergeben. Bei einem in dieser Weise aufgebauten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die sich daraus ergebenden Fehler bei der Bestimmung der Dichten von Flüssigkeiten, besonders der obenerwähnten Flüssigkeiten, sehr klein. Die Fehler können dadurch beseitigt werden, daß das Rohr 11 innerhalb eines festverschlossenen, evakuierten Behälters aufgebaut wird.
Das Anordnen des Rohrs 11 in einem verschlossenen,

as evakuierten Behälter ist außerdem dann erwünscht, wenn die Temperatur des Mediums im Rohr 11 so klein ist oder werden könnte, daß eine Kondensation der in der Atmosphäre enthaltenden Feuchtigkeit an den

Außenflächen des Rohrs 1 1 möglich ist.

Weitere Vorteile eines evakuierten Behälters sind die hierdurch bewirkte thermische Isolierung und die Beseitigung des geringen Dämpfungseffektes, der sich durch die Gegenwart der das Rohr 11 umgebenden Luft ergibt. Durch die Beseitigung dieses Dämpfungseffektes wird die Stabilität des Instrumentes verbessert und ein höherer (^-Faktor erhalten, d. h., der Wirkungsgrad der Schwingung wird verbessert.

In manchen Fällen ist es auch erwünscht, auf einige

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der Vorteile zu verzichten, die sich bei der Anordnung des Rohrs 11 in einem evakuierten Behälter ergeben, und das Rohr 11 in einem Behälter anzuordnen, der mit einem trockenen Gas geringer Dichte wie beispielsweise Helium gefüllt ist Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch Egalisierung der Innen- und Außendrücke der Medien, die auf die Behälterwände einwirken, eine Druckdifferenz an diesen Wänden vermieden werden kann.

Hierzu 1 HIaIt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zum Messen der Dichte für flüssige und gasförmige Medien enthaltend ein aus einem elastischen Material bestehendes Rohr, dessen beide Enden an je einem einen Knotenpunkt bildenden Element befestigt sind, eine Einrichtung zum Anregen des Rohres zu einer natürlichen, in der Frequenz von der Dichte des Mediums abhängigen Querschwingung und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals, das für die beim Betrieb angeregte Frequenz charakteristisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11) zur Aufnahme seiner thermischen Ausdehnung in seiner Achsrichtung nachgiebig, jedoch in seiner Querrichtung nahezu starr eingespannt ist und daß die Einrichtungen (14,15) zum Anregen der Querschwingung und zum Erzeugen eines Signals derart angeordnet sind, daß nur eine Oberschwingung der Querschwingung erzeugt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines geradlinigen Rohres die Knotenpunkte bildenden Befestigungselemente zwei Endblöcke (12) sind, die mittels Trägern an einem Stützrahmen (20) montiert sind.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (14,15) zum Anregen der Schwingung und zum Erzeugen des Signals von den Endblöcken (12) derart elastisch gehaltert sind, daß sie in symmetrischen Positionen relativ zum Mittelpunkt des Rohrs (11) bleiben.

4. Gerät nach eine:n der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende des Rohrs (11) über eine Balganordnung ί 2, 23) mit einem Anschlußrohr (21) verbunden ist, wobei jede Balganordnung einen Einsatz (25) aufweist, der aus einem nichtfluiden, zum Obertragen eines hydrostatischen Drucks geeigneten Material besteht und eine Bohrung aufweist, die eine Fortsetzung des Strömungskanals des Rohrs (U) darstellt, und daß die Anschlußrohre (21) relativ zueinander starr angeordnet sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (14,15) zum Anregen der Schwingung und Erzeugen des Signals einen elektrischen Aufrechterhaltungsverstärker (17) aufweist, der im Rückführungsweg zwischen einer die Schwingung abtastenden Anordnung (15, 16) und einer Erregeranordnung (14, 18) angeordnet ist, und daß die Erregeranordnung (14, 16) auf den Mittelpunkt des Rohrs (11) einwirkt, wohingegen die die Schwingung abtastenden Anordnungen (15,16) die Bewegung solcher Rohrteile messen, die symmetrisch zum Mittelpunkt des Rohrs angeordnet sind, um dadurch eine Querschwingung bei der Frequenz der zweiten Oberschwingung aufrechtzuerhalten.