DE2141397C3

DE2141397C3 - Vibrationsdichtemeßgerät

Info

Publication number: DE2141397C3
Application number: DE2141397A
Authority: DE
Inventors: Gerald Lance Boulder Col. Schlatter
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1970-08-20
Filing date: 1971-08-18
Publication date: 1982-01-07
Also published as: SE376080B; US3677067A; DE2141397B2; GB1328889A; JPS5241672B1; SE386272B; SE7410861L; CA957865A; FR2104597A5; SE7410862L; GB1328888A; NL7111240A; SE400653B

Description

Vibrationsdichtemeßgerät

Die Erfindung geht von einem Vibrationsdichtemeßgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I aus.

Aus der DE-AS 1171 646 ist ein derartiges Meßgerät bekannt, das als Antrieb für die Schwingplatte ein elektromagnetisches System aus einer Antriebsspule, einem darin bewegten magnetischen Körper und einer biegsamen Stange aufweist. Die Schwingungen werden dadurch erfaßt, daß an der Schwingplatte eine weitere biegsame Stange angebracht ist, die an ihrem anderen Ende einen magnetischen Körper trägt, der in einer Wicklung schwingt.

Ein ähnliches Meßgerät ist aus der US-PS 33 49 604 bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vibrationsdichtemeßgerät zu schaffen, das einfach, robust und genau ist und das in beliebiger Weise in das zu messende Medium gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst. Ausge·

staltungen können den L'nteransprüchen entnommen werden.

Auch Flüssigkeiten und Gase in beliebigen Rohrleitungen können gemessen werden, weil die Sonde leicht in die Rohrleitung, auch bei den unterschiedlichsten Durchmessern der Rohre, eingebracht werden kann.

Das Vibrationsdichtemeßgerät kann auch in Kombination mit einem Durchflußmeßgerät benutzt werden, wenn die Masse der strömenden Flüssigkeit oder des strömendei. Gases ermittelt werden soll. Die Anzeige des Meßwertes geschieht mit einer sehr kleinen Toleranz von ±0,01 Prozent. Der Meßbereich reicht von 1,285 g pro dm³ bis 1285 g pro dm³ und überstreicht somit einen sehr weiten Bereich.

In der Beschreibung ist mit dem Ausdruck »erste Resonanzfrequenz« die tiefste Frequenz gemeint, auf der die Schwingplatte und damit der elektromagnetische Oszillator im zu messenden Medium schwingt. Es sei noch angemerkt, daß mehrere Resonanzfrequenzen auftreten und allen Resonanzfrequenzen eine Aussage über die Dichte anhaftet.

Die tiefste Resonanzfrequenz wird bevorzugt, weil sie das beste Signal-Störspannungsverhältnis aufweist.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Sonde für ein Dichtemeßgerät;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 der Sonde;

Fig.3 eine perspektivische Ansicht von Teilen der Sonde;

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 3-

Fig. 5 einen Teil der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung;

Fig.6 einen Längsschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 2;

F i g. 7 ein Blockschaltbild des Dichtemeßgerätes;

Fig.8 ein Grundschaltbild des Strom-Spannungs-Konverters in Fig. 7;

Fig.9 ein Grundschaltbild der Differenzierschaltung in F i g. 7;

Fig. 10 eine Schaltung zweier Blöcke in Fig. 8 in Verbindung mit zwei weiteren Blöcken und

Fig. 11 eine Grundschaltung einer Linearisierungsschaltung in F i g. 7.

In Fig. 1 ist eine Sonde 10 dargestellt, die einen Schaft It. ein Gehäuse 12 an ihrem oberen Ende, eine röhrenförmige Einrichtung 13 an ihrem unteren Ende und ein elektrisches Steckerteil 14 am oberen Ende des Gehäuses 12, das mit Schrauben 15 befestigt ist, aufweist Ringförmige Fittinge 16 und 17 sind am Schaft 11 vorhanden, um die Sonde 10 in einem hohlen zylindrischen Ansatz 18 einer Rohrleitung 19 zu befestigen, wie in F i g. 2 gezeigt ist.

Wie in F i g.! und 2 dargestellt, ist eine Schwingplatte 20 aus rostfreiem Stahl in der Einrichtung 13 in einer senkrechten Position zur Achse eines hohlen zylindrischen magnetostriktiven inneren Rohres 21 montiert. Die Schwingplatte 20 kann bei Bedarf auch symmetrisch in bezug auf die Achse eines äußeren umschließenden Zylinders 22 angeordnet werden.

Die Schwingplatte 20 sei eine rechteckige Platte mit flachen und parallelen oberen und unteren Oberflächen, wie aus FIg,2 ersichtlich, und kann andererseits aus einem rechtwinkligen Parallelepiped mit gleichen Oberflächen bestehen.

Der Schaft 11 enthalt nicht nur ein inneres Rohr 21, »ndern auch ein äußeres magnetisches Rohr 23. Eine Spule 24 als Antrieb, auf einem Spulenkörper 25 aus Polyamid gewickelt, ist fest auf die äußere Oberfläche des inneren Rohres 21 gepreßt und sitzt in einem Raum zwischen den Rohren 21 und 23 am unteren Ende des Schaftes 1!. Die Antriebsspule 24 ist in einer aufrechten festen Position im inneren Rohr 21 befestigt, was aber für das Arbeiten der Einrichtung nicht kritisch ist.

Die Schwingplatte 20 wird von den halben Zylindern 26 und 27, wie in F i g. 2 und 3 gezeigt, gelragen. Die

ίο längeren Seiten der Schwingplatte 20 werden zwischen den halben Zylindern 26 und 27 zusammengepreßt, und zwar mit einem Druck der beispielsweise bei 1360 atm liegt, weil die Einrichtung nach Fig. 3 in dem Zylinder 22 mit einer Passung mit Übermaß eingeschlossen ist.

π Der Zylinder 22 ist dazu vor dem Einsetzen erhitzt worden.

Der halbe Zylinder 26 weist vier Verlängerungen 28 und der halbe Zylinder 27 ebenfalls vier Verlängerungen

29 auf. D>e Verlängerungen 28 und 29 dienen dazu, eine -·» longitudinal Bewegung der Schw ingplatte 20 zv. ischen den halben Zylindern 26 und 27 .,; verhindern, obgleich wegen des Preßuruckes der Zyiinc'sr 26 und 27 dies nicht notwendig ut.

Die halben Zylirder 26 und 27 und die Schwingplatte

2> 20 sind mit einem Ausschnitt versehen um einen pie oelektrischen Kristall 30 aufzunehmen. Der Kristall

30 weist elektrische Anschlüsse 31 und 32 auf. die in Rillen 33 und 34 entling der halben Zylinder 26 und 27 liegen, bis zu einem Punkt, an dem die Anschlüsse in das

i'i innere Rohr 21 eintreten. Dieser Eingang ist am unteren Ende des inneren Rohres 21. wie in Fig. 2 gezeigt angebracht.

Wie in F i g. 3 dargestellt, mögen die Verlängerungen 28 und 29 eine leichte Trennung bei 35 aufweisen, um zu

Jj sichern, daß der Druck der halben Zylinder 26 und 27 auf die Schwingplane 20 ausreichend hoch ist.

Wie in F i g. 1 gezeigt, ist bei 37 ein Ansatz 36 an der röhrenförmigen Einrichtung 13 flüssigkeitsdicht angeschweißt. Obgleich die Einrichtung nicnt überall gegen

■»» Flüssigkeiten dicht zu sein brauchen, kann eine Glas-Metall-Einschmelzung oder eine andere Einschmelzung innen an dem inneren Rohr 21 für die elektrischen Anschlüsse 31 und 32 angebracht sein. Bevor die Passung mit Übermaß des Zylinders 22

·»"> angebracht wird, kann der Kristall 30 und die entsprechenden Anschlüsse 31 und 32 in den Rillen 33 und 34 in Epoxyharz eingegossen werden. Weiter kann die ganze Einrichtung mit einem Bindemittel innen an dem Zylinder 22 versehen werden. Jeder gewöhnliche

V) Bindeprozeß kann verwendet werden.

Wie schon getagt, wird der Ansatz 36 an den Zylinder 22 an der Schweißstelle 37 gegen Flüssigkeiten dicht angeschweißt. Weittr wird das äußere Rohr 23 an den A.isjtz 36 geschraubt und bei 38 gegen Flüssigkeiten

" dicht angeschweißt. Der Ansatz 36 kann dann als ein integrierter Teil des äußeren Rohres 23 angesehen werden. Der Ansatz 36 ist auch aus einem magnetischen Material gefertigt. Mit »magnetischen Material« ist jedes magnetische Material einschließlich rostfreier

so Stahl gemeint. Jedoch das innere Rohr 21 muß außer magnetisch auch noch magnetostriktiv sein. Es sei angemerkt, daß das innere Rohr 21 zum Hervorbringen von Schwingungen verwendet wird.

Das innere Rohr 21 weist einen Vorsprung 39 mit einer Schulter 40 auf. Das äußere Rohr 23 weist eine Untere Bohrung 41 und getrennt durch eine ringförmige Schulter 43 eine kleinere obere Bohrung 42 auf. Die Schultern 40 und 43 grenzen aneinander. Von der

Schulter 40 zum unteren Ende des inneren Rohres 21 steht das innere Rohr 21 immer unter axialem Druck, wenn die Antriebsspule 24 eingeschaltet und auch wenn sie ausgeschaltet ist.

Die Antriebsspule 24 wird mit einem Wechselstrom ■> beaufschlagt, der den Grad des Druckes im inneren Rohr 21 wechseln läßt.

Der Vorsprung 39 hat ein Loch 44, durch das die elektrischen Anschlüsse der Antriebsspule von unten nach oben zwischen dem inneren Rohr 21 und dem üußeren Rohr 23 geführt werden.

Die Art und Weise wie die Sonde 10 an die Rohrleitung 19 montiert ist kann der F i g. 5 entnommen werden. Das äußere Rohr 23 weist einen radialen nach außen zeigenden Vorsprung 45 auf, der an zwei Seilen is O-Ringe 46 und 47 aus Gummit trägt, die durch die Fittinge 16 und 17 eingepreßt werden. Der Fitting 17 ist in den Ansatz 18 eingeschraubt und durch eine bekannte Dichtungsmasse 48 (F i g. 2) abgeschlossen. Der Fitting 16 ist in den Fitting 17 an der Stelle 49 eingeschraubt. Die Zusammenpressung der O-Ringe 46 und 47 resultiert daher aus der Position des Fittings 16. Der Fitting 16 kann beispielsweise durch einen Schraubenschlüssel so weit angezogen werden, bis der gewünschte Druck der O-Ringe erreicht ist.

Es sei noch angemerkt, daß nur die O-Ringe 46 und 47 mit dem äußeren Rohr 23 in Berührung kommen und daß daher der Schaft 11 niemals von einem der Fittiche 16 oder 17 berührt wird.

Die Anschlüsse der Antriebsspule 24 und die des Kristalls 30 sind magnetisch von einander abgeschirmt. Dieses wird durch ein Teil des Gehäuses 12 erreicht, das nachstehend beschrieben wird. Das Gehäuse 12 hat einen Fitting 50, der auf das äußere Rohr 23 geschraubt ist. Ein Zylinder 51 ist auf den Fitting 50 geschraubt. Eine v> Ünterlagsscheibe 52 ist fest in den Fitting 50 und um das innere Rohr 21 gepreßt. Das obere Ende des inneren Rohres 21 kann fest aber auch beweglich in der Unterlagscheibe 52 befestigt sein, ganz wie es erforderlich ist. Jedoch die äußere Oberfläche des inneren Rohres 21 schließt mit der Oberfläche der Unterlagscheibe 52 ab oder ist in Kontakt mit ihr, so daß ein Loch hindurch verläuft. Eine Haube 53 aus magnetischem Material ist auf den Fitting 50 aufgesetzt und wird durch eine oder mehrere Schrauben 54 gehalten. Das äußere Rohr 23 weist ein radiales Loch 55 auf, durch das die Anschlüsse der Antriebsspule 24 verlaufen. Der Fitting 50 weist ebenfalls ein Loch 56 auf, das in Übereinstimmung mit dem Loch 55 ist. Ab dem äußeren Rand des Loches 56 sind die Anschlüsse der Spule 24 mit 57 und 58 bezeichnet und verlaufen zwischen dem Zylinder 51 und der Haube 53 nach oben, wo sie an Stifte 59 und 60 des elektrischen Steckerteiles 14 angeschlossen sind. Das elektrische Steckerteil ist ein gewöhnlicher Stecker mit fünf Stiften. v>

Die elektrischen Anschlüsse 31 und 32 des Kristalls 30 verlaufen innerhalb des inneren Rohres 21 nach oben. Am oberen Ende des inneren Rohres 21 sind die Anschlüsse 31 und 32 an den Eingang eines Differenzverstärkers 61 angeschlossen. bo

Dazu stehen die Anschlüsse 31 und 32 über das obere Ende des inneren Rohres 21 hinaus.

Der Differenzverstärker 61 ist von bekannter Art und beispielsweise auf einer Schaltkarte innerhalb der Haube 53 befestigt Zur Befestigung können auch die f>5 elektrischen Anschlüsse 31 und 32 und die elektrischen Anschlüsse 62 und 63 des Ausganges verwendet werden. Die Anschlüsse 62 und 63 sind an Stifte 64 und 65 des Steckerteites 14 angeschlossen. Ein elektrischer Anschluß 66 schafft die Erdverbindung zwischen der Haube 53 und dem fünften Stift 67 des Steckerteiles 14.

Wie das Steckerteil 14 auf den Zylinder 51 montiert ist, zeigt F i g. 6. Es ist nur eine Schraube 15 dargestellt, weil alle Schrauben 15 gleich eingesetzt sind. Die Schraube 15 in Fig.6 weist einen Kopf 68, eine Unterlagscheibe 69 unter dem Kopf 68, ein O-Ring 70 unter der Unteflagscheibe 69 und einen Schaft 71, der in den Zylinder 51 eingeschraubt ist, auf. Ein zweiter O-Ring 72 ist um den Schaft 71 gelegt Der O-Ring 70 sitzt zwischen der unteren Seite der Unterlagscheibe 69 und einem angesenkten Loch 73 im Steckerteil 14. Der O-Ring 72 sitzt zwischen der oberen Seite des Zylinders 51 und einem weiteren angesenkten Loch 74 im Steckerteil 14. Die angesenkten Löcher 73 und 74 sind durch eine Bohrung 75 miteinander verbunden. Es sei zu Fig.6 angemerkt, daß alle gezeigten Strukturen vibrieren, aber der Betrag der Vibration, der zum Steckerteil gelangt, ist sehr klein.

Ein Blockschaltbild des Vibrationsdichtmeßgerätes ist in Fig. 7 dargestellt. Die Sonde ist wieder mit 10 bezeichnet und sie enthält die Antriebsspule 24, den piezoelektrischen Kristall 30 und den Differenzverstärker^.

Ein Strom-Spannungs-Konverter 76 folgt auf den Differenzverstärker 61. Der Konverter 76 ist in Fig.8 dargestellt und besteht aus einem Verstärker 77 mit einem Widerstand 78 als Rückführung. Der Widerstand 78 liegt zwischen dem Ausgang 79 und dem Eingang 80. Der Verstärker 77 weist einen Erdanschluß 81 auf.

F i g. 7 zeigt weiterhin, daß auf den Konverter 76 ein Differenzierer 82 folgt, dem ein Quadrierer 83 nachgeschaltet ist. Der Differenzierer 82 ist in F i g. 9 dargestellt.

Fig.9 zeigt einen Verstärker 84 mit einem Widerstand 85 in der Rückführung, der vom Ausgang 86 zum Eingang 87 geschaltet ist. Der Eingang 87 ist über einen Kondensator 88 mit dem Differenzierer 82 verbunden. Der Verstärker 84 ist außerdem mit einem Erdanschluß 89 versehen.

Das Eingangssignal des Differenzierers 82 ist in etwa eine sinusförmige Spannung mit einer Frequenz, die mit der vom Kristall 30 aufgenommenen Resonanzfrequenz übereinstimmt. Wie gewöhnlich produziert der Differenzierer 82 dann positive und negative Ausgangsimpulse, die im Nulldurchgang der Sinuswelle alternieren. Das Ausgangssignal des Differenzierers 82, das heißt die Impulse, werden dann in eine Rechteckwelle durch den Quadrierer 83 gewandelt

Eine Amplitudenregelschaltung 90, ein Gleich'-uffilter 91 und ein Leistungsverstärker 92 liegen in Reihe vom Quadrierer zur Antriebsspule 24. Ein Phasenvergleicher 93 erhält ein Eingangssignal vom Ausgang der Amplitudenregelschaltung 90 und ein weiteres Eingangssignal vom Ausgang des Gleichlauffilters 91 und speist eine Frequenzregelschaltung 94 mit seinem Ausgangssignal. Das Ausgangssignal der Fretjuenzregelschaltung 94 wird dazu verwendet, um elektrisch die mittlere Frequenz des Durchlaßbereiches des Gleichlauffilters 91 zu ändern, wobei das Signa! mit der Grundfrequenz der Rechteckwelle vom Ausgang der Amplitudenregelschaltung 90 das Gleichlauffilter 91 mit der kleinsten Dämpfung passiert

Die Amplitudenregelschaltung 90 kann einfach aus einem Spannungsteiler bestehen, am die Amplitude des Ausgangssignals vom Quadrierer 83 auf einen gewünschten Wert herabzusetzen. Es sei angemerkt, daß

wenn alle bisher beschriebenen Schaltungen der F i g. 7 als ein elektromagnetischer Oszillator arbeiten, die Oszillatoramplitude bis zur Unendlichkeit ansteigen kann, bei der oder bevor einige der Teile versagen. Um eine Begrenzung der rückgeführten Amplitude zur Antriebsspule 24 zu erreichen, ist daher die Amplitudenfegelschaltung 90 vorgesehen.

Der Phasenvergleicher 93 ist herkömmlicher Art. Die Frequerizregelschaltung 94 und das Gleichlauffilter 91 sind in Fig. IO dargestellt. Das Gleichlauffiltef 91 enthält einen Verstärker 95, einen Widerstand 96 zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers 95. einen Kondensator 97 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 95 und einem Knotenpunkt 98, einen Kondensator 99 zwischen dem Knotenpunkt 98 und dem Eingang des Verstärkers 95 und einen Widerstand 100 zwischen dem Ausgang der Amplitudenregelschaltung 90 und dem Knotenpunkt 98.

Die F-requenzregelschaltung94 enthält einen Verstärker 101, der über einen Widerstand 102 an den Phasenvergleicher 93 angeschlossen ist. Ein Widerstand 103 liegt zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Verstärkers, ebenso wie ein Kondensator 104. Der Ausgang des Verstärkers 101 ist an das Tor 105 eines Feldeffekttransistors 106 geschaltet. Die Quelle 107 des Feldeffekttransistors 106 ist mit dem Knotenpunkt 98 verbunden. Die Senke 108 ist an Erdpotential geschaltet.

Das Ausgangssignal des Gleichlauffilters 91 wird vom Knotenpunkt 98 abgenommen und dem Leistungsverstärker 92 und dem Phasenvergleicher 93 zugeführt.

In F i g. 7 ist der Ausgang des Gleichlauffilters 91 mit einer Linearisierungssjhaltung 109 verbunden. Der Ausgang der Linearisierungsschaltung 109 ist an einen Indikator 110 geschaltet, der ein Voltmeter sein kann (Fig. 11). Das Voltmeter 110 sei ein Gleichspannungsvoltmeter, dessen Skala linear in Dichtewerte geeicht ist.

Wenn es erforderlich ist, daß der Phasenvergleicher 93 ein größeres Signal erhält, dann kann der Ausgang des Quadrierers 83 an den Phasenvergleicher 93 angeschlossen werden. Die bisherige Verbindung mit der Amplitudenregelschaltung 90 wird dann weggelassen. Gleichfalls wird die Verbindung zwischen dem Ausgang des Gleichlauffilters 91 und dem Phasenvergleicher 93 weggelassen und der Quadrierer vom Ausgang des Gleichlauffilters 91 zum rechten Eingang des Phasenvergleichers 93 geschaltet (F i g. 7). Wenn der Quadrierer eingefügt ist, erhält auch die Linearisierungsschaltung 109 sein Ausgangssignal.

Die Linearisierungsschaltung 109 ist in Fig. 11 im einzelnen dargestellt und sie enthält Teilerschaltungen 111 und 112, die identisch sind. Jede Teilerschaltung ist herkömmlicher Art Beispielsweise ist die Teilerschaltung 111 ein einfacher binärer digitaler Zähler mit einer automatischen Rücksetzung bei einer vorbestimmten ZahL Das Ausgangssignal wird dann bei diesem Zähler von der letzten Stufe abgenommen.

Allgemein erzeugt die Teilerschaltung 111 eine Rechteckwelle mit einem positiven Maximum gegen ErdpotentiaL Die Rechteckwelle wird niemals unter Erdpotential fallen. Ein relativ großer Kondensator 113 verschiebt die Rechteckwelle über das Erdpotential, so daß die Rechteckwelle annähernd den maximalen Wert -t- Ei und den minimalen Wert — £1 erreicht Wenn die Frequenz des Eingangssignals der Teilerschaltung 111 k

schaltung 111 gleich f. Daher ist /ο=K₀ ■ f. K₀ sei hierbei jede Zahl größer NuIL Jedoch im speziellen Fall der Teilerschaltung 111 ist K₀ = 2.

Ein Widerstand 114 ist zwischen dem Kondensator 113 und dem Eingang eines Verstärkers 115 geschaltet. Ein Kondensator 116 verbindet den Ausgang mit dem Eingang des Verstärkers 115, ebenso ist ein Schalter 117 angeordnet. Weiterhin sind Schalter 118, 119 und 120 Vorhanden. Alle diese Schalter, beispielsweise Transistoren, sind herkömmlicher Art. Die Schalter 117, 118, 119 und 120 werden für abwechselnde Gruppen von

ίο Perioden geschlossen. Alle Perioden einer Gruppe sind zeitgleich. Alle Perioden in der anderen Gruppe sind auch zeitgleich. Weiterhin ist jede Periode der einen Gruppe gleich der allgemeinen Periode der anderen Gruppe. Die Schalter 117, 118, 119 und 120 arbeilen im

(5 Gleichlauf, daß heißt, alle wechseln ihre Position zur gleichen Zeit. Jedoch der Schalter 117 kann offen oder geschlossen sein, wenn jeder der anderen Schalter 118, 119 und 120 offen oder geschlossen ist. Das gleiche gilt für den Schalter 120. Der Schalter 118 kann offen oder geschlossen sein, ohne Rücksicht auf den Schalterzustand der Schalter 117 und 120. Jedoch der Schalter 118 muß offen sein, wenn der Schalter 119 geschlossen ist und umgekehrt. Das gleiche gilt für den Schalter 119.
Ein Widerstand 121 verbindet den Ausgang des Verstärkers 115 mit einem Verstärker 122. Ein Widerstand 123 ist vom Ausgang des Verstärkers 122 zu seinem Eingang geschaltet, ebenso wie ein Kondensator 124. Die Schalter 118 und 119 sind vom Ausgang des Verstärkers 122 gegen Erde geschaltet. Die Schalter 118 und 119 sind über einen gemeinsamen Knotenpunkt 125 gegen Erde geschaltet. Ein Kondensator 126, der die gleiche Funktion wie der Kondensator 113 wahrnimmt und auch relativ groß ist, ist an den Knotenpunkt 125 angeschaltet. Ein Widerstand 127 verbindet den Kondensator 126 mit dem Eingang eines Verstärkers

128. Ein Kondensator 129 ist vom Ausgang zum Eingang des Verstärkers 128 geschaltet, ebenso wie der Schalter 120.

Der Ausgang des Verstärkers 128 ist durch einen

■»o einstellbaren Widerstand Ra mit dem Eingang eines Verstärkers 130 verbunden. Ein einstellbarer Widerstand Rb ist von einer Spannungsquelle mit dem Potential Eb zum Eingang des Verstärkers 130 geschaltet. Ein Widerstand 131 verbindet den Ausgang des Verstärkers 130 mit dem Eingang, ebenso wie ein Kondensator 132. Der Ausgang des Verstärkers 130 ist an den Eingang des Voltmeters 110 angeschaltet. Das Ausgangssignal des Verstärkers 130 ist eine Gleichspannung, die direkt der Gleichung

proportional ist wobei A und B Konstanten sind. Von der vorhergehenden Gleichung fo=Ko ■ /"ausgehend, ist klar, daß durch einen reinen Wechsel in den Konstanten das Ausgangssignal des Verstärkers 130 direkt proportional der Gleichung:

A₊R

/ο²

wird, wobei Ao ebenfalls eine Konstante ist

Wie erklärt wird, ist das Signal, wie es an der linken Seite des Widerstandes 127 ansteht (Fig. 11), eine Rechteckweüe, die eine maximale Amplitude von + Ei und eine minimale Amplitude von — Ei aufweist

in Fig. 10 ist die Frequenzregelschaltung 94 von

herkömmlicher Art, mit Ausnahme des Feldeffekttransistors 106. Der Feldeffekttransistor 106 selbst ist bekannt, aber nicht in dieser Schaltung oder wie hier gebraucht. Der Feldeffekttransistor 106 ändert den Widerstand zwischen dem Knotenpunkt 98 und Erde im ϊ Einklang mit dem Ausgang des Phasenvergleichers 93. Das Konzept der Frequenzregelschaltung 94, mit Ausnahme des Feldeffekttransistors 106, ist einfach ein Gleichspannungsverstärker und ein Filter. Jeder herkömmliche Gleichspannungsverstärker mit Filter kann dafür eingesetzt werden.

Der Feldeffekttransistor 106 kann in der Schaltung der Frequenzregelschaltung 94 oder im Gleichlauffilter §1 eingesetzt werden. Die Hauptfunktion des Gleichlauffilters 91 ist, ein Durchlaßbereich mit einer Gleichlaufregelung durch den Zusammenschluß zwischen dem Feldeffekttransistor 106 und dem Knotenpunkt 98 über die Quelle 107 zu erreichen.

Jedes herkömmliche Gleichlauffilter und jede Regelung kann fur das üieichiauffiiter SI und die Frequenzregelschaltung 94 eingesetzt werden. Außer Phasenvergleich können andere Methoden ebenso verwendet werden, um ein Eingangssignal für das Gleichlauf filter mit Frequenzregelung zu erzeugen.

In F i g. 11 ist aus dem Widerstand 114, dem Kondensator 116 und dem Verstärker 115 ein gewöhnlicher Integrator gebildet. Jeder herkömmliche Integrator kann hier eingesetzt werden. Ebenso ist ein Integrator aus dem Widerstand 127, dem Kondensator 129 und dem Verstärker 128 gebildet. jo

Die Widerstände 121 und 123 bilden mit dem Kondensator 124 und dem Verstärker 122 einen herkömmlichen Mittelwertschaltkreis. Das Ausgangssignal des Verstärkers 122 ist im wesentlichen eine konstante Gleichspannung, die direkt proportional zu dem durchschnittlichen Wert, der am Ausgang des Verstärkers 115 anstehenden Spannung ist. Ebenso gilt dies für den Widerstand R_A, den Widerstand 131, den kondensator 132 und den Verstärker 130. Die Tatsache, daß der Widerstand Ra einstellbar ist, ist eine Besonderheit, ebenso ist die Einstellbarkeit des Widerstandes Rbzu werten. Daher ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 130 direkt proportional zur durchschnittlichen Ausgangsspannung des Verstärkers 128, variiert in den Grenzen der einstellbaren Widerstände R_A und Rb- Die beschriebenen Integratoren sind in Fig. 11 mit 133 und 134 und die Mittelwertschaltkreise mit 135 und 136 bezeichnet.

Das Eingangssignal des Integrators 133 ist eine auf !Null Volt zentrierte Rechteckwelle. Das Ausgangssignal des Integrators 133 ist eine Serie von Dreieckswellen. 'Die Dreieckswellen liegen bei sehr dicht an Null Volt herankommende Signalwerte. Der Mittelwertschaltkreis 135 bildet dann den Mittelwert der Dreieckswellen. Daher ist das Ausgangssignal des Verstärkers 122 im wesentlichen eine konstante Gleichspannung, die direkt proportional den Spitzenwerten der Dreieckswellen ist. Weil die Bildung der Spitzenamplituden durch Integration einer Rechteckwelle erfolgte, ist die Spitzenamplitude direkt proportions! zur Frequenz. Daher ist das Ausgangssignal des Mittelwertschaltkreises 135 direkt proportional zum reziproken Wert der Frequenz. Die Teilerschaltung 112 schaltet die Schalter 118 und 119, um das Ausgangssignal des Mittelwertschaltkreises 135 wieder auf eine RechteckwpJIe mit »a einer maximalen Amplitude gleich der Ausgangssignalamplitude des Mittelwertschaltkreises 135 umzuwandeln. Diese Rechteckwelle ist auf Null zentriert durch den Kondensator 126, so daß das konstante Maximum + Ei und fins konstante Minimum — Ei ist. Der integrator 134 produziert dann die Dreieckswelle, wie beschrieben, und die Teilerschaltung 112, die den Schalter 120 steuert, hebt die Dreieckswellen abwechselnd auf. Der Mittehveftschaltkreis 136 produziert dann ein Signal, das wieder direkt proportional zu den Dreiecksspitzen ist.

Weil die Dreiecksspitze proportional dem Produkt aus Ej und der Dreiecksperiode ist und Ej proportional zur Dreiecksperiode ist, ist das Ausgangssignal des Miltelwertschaltkreiscs 136 proportional zum Quadrat der Periode oder invers proportional zum Quadrat der Frequenz. Daher ist das Ausgangssignal des Mittelwerlschaltkreises 136 proportional der Gleichung

77 ⁺ B-

Es ist ein besonderer vorteil, daü eine Formel entwickelt werden kann, der das Ausgangssignal des Verstärkers 130 sehr genau folgt. Eine Eichung kann daher auch sehr leicht vorgenommen werden. Die Entwicklung der Formel wird nachstehend beschrieben.

Zuerst sei angenommen, daß ein Behälter mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und von einer festen Einrichtung über eine Schraubenfeder herabhängt. Wird der Behälter nach unten gezogen, wird das System bekafinterweise schwingen, und zwar mit einer Frequenz die der Gleichung folgt

wobei K die Kraftkonstante der Schraubenfeder und m die gesamte Masse des Systems ist.

Quadriert man beide Seiten von (1) und stellt nach m um, dann erhält man

/M =

/²

Ist m_c die Masse des Behälters und m^die Masse der Flüssigkeit, dann ist

in = m_r + IHf
Aus (2) und (3) folgt

K
in, + m, = -j-

Wird w_c auf beiden Seiten von (4) subtrahiert, ergibt sich

f¹

Laut Definition ist die Masse gleich dem Produkt aus Dichte und Volumen. Weist die Flüssigkeit eine Dichte d und ein Volumen vauf, so kann man laut (5) schreiben

d ■ ν =

Daraus folgt
K

K_

f²

3a K₁ /iJfiind ν konstant sind, könnet! Konstanten A und B wie folgt verabredet werden

m,

Die Kombination aus (7), (8) und (9) ergibt dann f/ = -JJ +B (10)

Es ist auffallend, daß ein verkleinertes Ausgangssignal Vom Verstärker 130 abgenommen werden kann, das direkt proportional c/nach Formel (10) ist und eine sehr kleine Abweichung von ±0,01 Prozent in dem weiten Bereich von 1,285 g pro Kubikdezimeter bis 1285 g pro Kubikdezimeter aufweist. Dabei ist c/die Dichte der zu prüfenden Flüssigkeit oder des Gases, und /ist eine der Frequenzen mit der die Schwingplatte 20 eine Resonanz hat, vor7'igsweise die tiefste oder erst*; Resonanzfrequenz. Wie schon gesagt, sind A und B Konstanten.

Dadurch, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 130 dem Wert d folgt, ist es möglich, daß das Dichtemeßgerät der F i g. 7 sehr leicht, schnell und genau abgeglichen Werden kann.

Der erste Schritt des Abgleichvorganges ist, die Sonde 10 unterhalb des Fittings 17 gänzlich in eine erste Flüssigkeit mit einer bekannten Dichte d„ einzutauchen und die Resonanzfrequenz /_a zu messen. Der zweite Schritt ist, die Sonde 10 unterhalb des Fittings 17 gänzlich in eine zweite Flüssigkeit mit einer bekannten Dichte db einzutauchen und die Resonanzfrequenz 4 zu messen, wobei db nicht gleich d₃ sein soll. Daß heißt, die Eweite Flüssigkeit soll nicht die gleiche Flüssigkeit wie die erste sein.

Sind diese beiden Abgleichschritte vollzogen, werden die gesuchten Konstanten A und B aus den folgenden Gleichungen (11) und (12) errechnet

*da =*	A fl	+ B	-fl)
d„ =	A fl	+ B	fl
ff	fl	-A(Ji	*■ d_h)*
"a	"b	fl'
*A —*	fl	fl (da -
		r²- r² *Jb Ja*
B =	da	A ή

_B _

- /j (4, - d_b)

^T

Jb

- d_a /ι +

f¹ - f²

Jb Ja

l-dfi

_ 4 fl-d.fi

² - f²

b J

f² - f

Jb J

(11)

(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(Π)
(18)
(19)

In Einklang mit den obigen Gleichungen ist der Widerslandswert des einstellbaren Widerstandes Ra so weit zu ändern, bis A den durch die Gleichung (14) gegebenen Wert und der Widerstand Rb ist so weit zu ändern, bis Aden durch die Gleichung (19) gegebenen Werterreicht.

Deshalb ist

£,„.. -f 4

(2.

wobei E_lu, die Ausgangsgleichspannung des Verstärkers 130 und Ceine Konstante ist.
Der Ausdruck in der eckigen Klammer hat eine

Dichteeinheit —-, und E_3m hat die Einheit einer

Potentialdifferenz, e, wobei M-

Masse und L-

Länge

ist. Deshalb hat Cdie Einheit von — . Beispielsweise hat

Λ/

2b Cdie Einheit von Volt · Kubikdezimeter pro Gramm.

Es kann auch gesagt werden, daß E_aus direkt dem Ausdruck in der eckigen Klammern der Gleichung (20) proportional ist und die Konstante C durch die willkürlich gesetzte Spannung oder den Verstärkungsgrad. der zum Arbeiten des Dichtemeßgerätes gewählt ist. ersetzt wird.

Bei der Funktion des Dichtemeßgerätes nach F i g. 7 veranlassen Nebengeräusche den piezoelektrischen Kristall 30 Signale aufzunehmen, die in einem Frequenzband liegen, das auch die Frequenzen des elektromagnetischen Oszillators enthält. Daher werden diese Signale durch den Differenzierer 82 differenziert. Das Ausgangssignal des Differenzierers 82 ist eine Serie von abwechselnd positiven und negativen Impulsen, die durch den Quadrierer 83 in eine Rechteckwelle gewandelt werden. Die Amplitudenregelschaltung 90 wird verwendet, um den Ausgangswert des Quadrierers 83 auf einen begrenzten Wert zu bringen. Der Durchlaßbereich des Gleichlauffilters 91 wird dann durch die Frequenzregelschaltung 94 variiert, um die Grundfrequenz des Ausgangssignals der Amplitudenregelschaltung 90 zum Leistungsverstärker 92 mit einer minimalen Dämpfung passieren zu lassen. Die Grundfrequenz des Durchlaßbereiches des Gleichkjffilters 91 wird deshalb durch die Veränderung des Widerstandswertes des Feldeffekttransistors 106 (Fi g. 10) geregelt. Diese wird in Übereinstimmung mit der Differentation der Phase der Ausgangssignale der Amplitudenregelschaltung 90 und dem Gleichlauffilter 91 durch den Phasenvergleicher 93 vorgenommen. Der Leistungsver stärker 92 versorgt dann die Antriebsspule 24 mit einem Signal, das in Phase mit der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Kristalls 30 ist. Die von der Antnebsspule 24 erzeugten Schwingungen nehmen in der Amplitude zu, bis sie von der Amplitudenregelschaltung 90 begrenzt werden. Dann erreichen die Amplituden der Schwingungen einen annähernd gleichbleibenden Pegel. Fließt eine Flüssigkeit in der Rohrleitung 19 und wechselt sie die Dichte dabei, dann ändert sich auch die Frequenz des Ausgangssignals des Gleichlauffilters 91. Die Linearisierungsschaltung 109 produziert dann eine Gleichspannung, die direkt proportional der Dichte ist Des Voltmeter 110 kann dann abgelesen werden, wenn es auf die Dichte abgeglichen ist

Es sei angemerkt, daß Teile der Sonde 10 mitschwingen, weil das alternierende Signal, das an die Antriebsspule 24 gelangt den halben Zylinder 26 und das innere Rohr 2t zusammendrückt und auseinander-

zieht, und zwar axial zwischen der Schulter 40 und der Grenze des inneren Rohres 21 an seinem unteren Ende.

Es ergeben sich dadurch Vorteile, daß ein Differenzverstärker 61 und ein Strom-Spannungs-Konverter 76 verwendet werden. Beispielsweise kann der Strom-Spannungs-Konve. ter 76 weit entfernt von der Sonde 10 aufgestellt sein. Der Strom-Spannungs-Konverter 76 weist einen niederohmigen Eingang auf und ist deshalb eine Grundeingangsschaltung. Die Genauigkeit mit der die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Kristalls 30 zum Strom-Spannungs-Konverter 76 übertragen wird, wird nicht ausschlaggebend beeinflußt von einer langen Obertragerleitung zwischen der Sonde 10 und dem Strom-Spannungs-Konverter 76. Das kommt daher, weil diese Grundgröße unabhängig von der Länge der Leitung ist Der Spannungsverlust entlang der Leitung verändert n'cht die Genauigkeit der Signalübertragung vom Differenzverstärker 61 zum Strom-Spannungs-Konverter 76. Die Abweisung von externen Geräuschen ist auch begrenzt.

In vorteilhafter Weise wird die Passung mit Obermaß des Zylinders 22 auf den halben Zylindern 26 und 27 verwendet, um den Wirkungsgrad und die Genauigkeit zu erhöhen. Die Verwendung des piezoelektrischen Kristalls 30 ermöglicht eine sehr kleine Bauweise der schwingenden Sonde. Der Preßsitz des Vorsprunges 39 zwischen der Schulter 43 und der oberen Seite des halben Zylinders 26, in F i g. 2 dargestellt, erhöht auch de\ Wirkungsgrad. Die Trennung der Anschlüsse des Kristalls 30 von den Anschlüssen der Antriebsspule 24 ist auch ein wesentlicher Voteil. Der Strom durch die Spule 24 kann keinen Rückkopplungsstrom in den Anschlüssen des Kristalls 30 hervorbringen. Die Anschlüsse des Kristalls 30 und die der Spule 24 verlaufen völlig separat und erstrecken sich bis oberhalb der Haube 53. Die Haube 53 ist, wie schon gesagt, magnetisch. Ebenso magnetisch ist der Fitting 50. die Unterlagscheibe 52 und das innere Rohr 21. Die Anschlüsse des Kristalls 30 sind deshalb bis zu ihrem Anschluß an den Differenzverstärker 61 gänzlich in einer magnetischen Hülle geführt. Die Haube 53 schützt ebenso alle in ihr liegenden Teile vor den Anschlüssen 57 und 58 der Spule 24. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 61 ist auf einen annehmbaren Wert durch Verstärken des Eingangssignals angehoben worden. Keine unerwünschte Induktion zwischen den Anschlüssen der Spule 24 und den Ausgangsanschlüssen des Differenzverstärkers 61 oberhalb der Haube 53 wird daher wirksam.

Es ist auch vorteilhaft, daß die O-Ringe 46 und 47 den Schaft 11 in dem Fitting 17 elastisch halten. Wesentliche Effektivität und Genauigkeit werden dadurch erreicht. Ebenso ist es mit der elastischen Halterung des Steckerteiles 14 durch die O-Ringe 70 und 72.

Aus dem Gebrauch des Differenzierers 82 mit dem Gleichlauffilter 91 ergibt sich, daß der Differenzierer 82 mehr oder weniger als Hochpaßfilter wirkt. Wird die Amplitude des Ausgangssignals des Differen/ierers 82 als eine Funktion der Frequenz gezeichnet, dann ergibt sich eine wesentlich gerade Linie mit einer vorgegebe

nen positiven Neigung, wenn die Amplitude auf der Ordinate positiv nach oben und die Frequenz positiv nach rechts aufgetragen wird. Durch die Tatsache, daß der Differenzierer 82 als ein sehr gutes Hochpaßfilter arbeitet, erzeugt er eine konstante 90° Phasenverschiebung des Eingangssignals. Das Gleichlauffilter 91 erzeugt ebenfalls solch eine Phasenverschiebung bei der Frequenz, bei der die Signale am wenigsten heruntergeregelt sind. Der Differenzierer 82 und d"_s Gleichlauffilter 91 erzeugen eine Phasenverschiebung in die gleiche Richtung, voreilend oder nacheilend. Das bedeutet, daß das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 92 ein alternierendes Signal ist, das in Phase justiert wird, beispielsweise auf 180° oder 0°, einfach dadurch, daß die Anschlüsse 57 und 58 der Antriebsspule 24 vertauscht werden. Ein Betreiben in Phase ist angestrebt.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist die doppelte Integration, um die Funktion

abzuleiten.

Aus dem Gebrauch der Schalter 117,118,119 und 120 mit dem Verstärker 122 wird jede Frequenzmodulation des Eingangssignals des Integrators 133 verhindert und eine Verminderung der Genauigkeit des Ausgangssignals des Mittelwertschaltkreises 136 unterbunden.

Die Funktion der doppelten Integration wird leicht verstanden, wenn erwägt wird, daß das Integral von E, einer Konstanten, über A'das Ergebnis EXzeigt und das

p-yi

Integral von üLYüber A'das Ergebnis —— zeigt.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Verwendung der Sonde 10. Die Sonde 10 kann mit jeder Rohrgröße benutzt werden und zeigt immer die wesentliche Empfindlichkeit und Genauigkeit Kein Druckausgleich oder -wechsler wirkt komplizierend. Das Dichtemeßgerät hat eine Toleranz von ±0,01 Prozent über einen Bereich von 1,285 g pro Kubikdezimeter bis 1285 g pro Kubikdezimeter. Die Schwingplatte 20 ist klein und kompakt und stört den Fluß in der Rohrleitung 19 nicht. Dies gilt ebenso für die anderen Teile um die Schwingplatte 20 herum.

Der Vorsprung 39, das äußere Rohr 23, der Ansatz 36 und das innere Rohr 21 formen einen kompletten geschlossenen magnetischen Kreis um die Antriebsspule 24. um ein Maximum an Genauigkeit zu erreichen. Es sei auch angemerkt, daß das innere Rohr 21 nirgends an das äußere Rohr 23 zementiert oder angeschweißt ist. daß es nur magnetisch mit dem äußeren Rohr 23 verbunden ist. Ebenso ist es mit dem Boden des inneren Rohres 21 und dem Ansatz 36 und dem Zylinder 22. Das ist so. weil das innere Rohr 21 nicht verschweißt oder anders mit dem Ansatz 36 oder dem Zylinder 22 verbunden ist. sondern nur mehr oder weniger gleitend damit verbunden. Mit dem Ausdruck »nicht fest« ist in der vorliegenden Beschreibung gemeint daß kein Preßsit/ vorliegt. Ähnlich ist das innere Ende des inneren Rohres 21 nicht fest mit dem halben Zylinder 2h verbunden.

Hierzu 5 Blau Zeichnungen'

Claims

Patentansprüche:

1. Vibrationsdichtemeßgerät mit Befestigungsmitteln zur Montage in einer bestimmten Lage und ϊ einer Sonde, die eine durch eine Antriebsspule zu Schwingungen angeregte rechteckige flache Schwingplatte und eine Anordnung zum Feststellen der Schwingungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (10) ein äußeres Rohr H) (23) mit einem magnetostriktiven inneren Rohr (21) und eine am Ende der Rohre (21, 23) quer angebrachte röhrenförmige Einrichtung (13) enthält, daß die Schwingplatte (20) in der Einrichtung (13) in Richtung der Längsachse und somit quer zu den i> Längsachsen der Rohre (21,23) montiert ist, daß die Antriebsspule (24) auf dem inneren Rohr (21) befestigt ist und zum Feststellen der Schwingungen ein piezoelektrischer Kristall (30) mit einer nachgeschalteten Linearisierungsschaltung (109) vorgese- 2» hen ist.

2. Vibrationsdichtemeßgeräi nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schwingplatte (20) gleich dem inneren Durchmesser der Einrichtung (13) ist und daß die breiten Seiten 2"» der Schwingplatte (20) an der inneren Oberfläche der Einrichtung (13) befestigt sind.

J. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (23) inwendig eine ringförmige Schulter (43) und das in innere Rohr (21) eine nach außen zeigende ringförmig Schulter (40) aufweist, daß das innere Rohr (21) immer nvt axialen Druck an der Schulter (43) des äußeren Rohres (23) sitzt, daß Mittel zwischen den Enden des inr-:ren und des äußeren r> Rohres (21, 23) vorhanden sind und daß alle diese Teile aus einem magnetischen Material gefertigt sind und einen geschlossenen magnetischen Kreis um die Antriebsspule (24) formen, daß der piezoelektrische Kristall (30) an der Schwingplatte -so

(20) ungefähr im Zentrum einer langen Seite befestigt ist, daß die elektrischen Anschlüsse (31, 32) des Kristalls (30) durch die Mitte des inneren Roiires

(21) und die elektrischen Anschlüsse der Antriebsspule (24) im Raum zwischen dem inneren und dem 4> äußeren Rohr verlaufen, und daß ein linear in Dichtewerte geeichtes Voltmeter (110) an die Linearisierungsschaltung (109) angeschlossen ist.

4 Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige >< > Einrichtung (13) aus einem zwei halbe Zylinder (26, 27) einschließanden Zylinder (22) besteht und daß zwischen die halben Zylinder (26, 27) die Schwingplatte (20) eingeklemmt ist.

5. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 4. « dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Zylinder (26,27) an den kreisförmigen Seiten gerundet sind.

6. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß an der Sonde (10) ein magnetisch geschlossenes Gehäuse (12) vorhanden ist, in dem ein elektronischer Schaltkreis eingebaut ist, an den die Anschlüsse (31, 32) des Kristalls (30) angeschlossen sind und Von dem Anschlüsse (62,63) abgehen,

7. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Rohr (23) ein nach außen weisender Vorsprung (45) vorhanden ist, der an jeder Seite je einen O-Ring (46,47) trägt, die durch Fittinge (16, 17) zusammengepreßt werden.

8. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am der Schwingplatte (20) abgewandten Ende am Gehäuse (12) ein Steckerteil (14) vorhanden ist.

9. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kristall (30) ein Differenzverstärker (61) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal eine Funktion der Frequenz des Kristallsignals ist.

10. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teile vorgesehen sind, die zwischen der Sonde (10) und der Einführstelle in eine Rohrleitung (19) einen flüssigkeitsdichten Verschluß erzeugen.

11. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungsschaltung (109) am Ausgang eines Gleichlauffilters (91) zwei hintereinandergeschaltete Integratoren (133, 134) enthält, daß zwischen den beiden Integratoren (Ϊ33, i34) und am Ausgang des zweiten Integrators (134) je ein Mittelwertschaltkreis (135, 136) angeordnet ist, und daß das Ausgangssignal des letzten Mittelwertschaltkreises (136) eine der Gleichung — + B direkt proportionale Gleichspannung

ist, wobei /die erste Resonanzfrequenz des Kristalls (30) ist und A, B Konstanten sind.

12. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch U. dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des zweiten Mittelwertschaltkreises (136) das Voltmeter (110) angeschlossen ist.

13. Vibrationsdichtemeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwertschaltkreis (136) zwei einstellbare Widerstände (R*, Rb) zur linearen Eichung des Voltmeters (110) und einen Anschluß an eine Gleichspannungsquelle mit dem Potential fsenthält.

14. Vibrationsdichte<Tießgerit nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß in der Linearisierungsschaltung (109) weiterhin vier Schalter (117,118,119, 120), die synchron miteinander umschalten, vorgesehen sind.