DE2819556A1 - Schwingungsdensitometer - Google Patents

Description

H.DuBae-2

Schwxngungsdensitometer

Die Priorität der Anmeldung 795 963 vom 11. Mai 1977 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Funktion der Dichte einer Flüssigkeit darstellt, sie betrifft insbesondere ein Schwingungsdensitometer mit einer temperaturkompensierten Sonde.

die)
DurcnVvorliegende Erfindung werden die Nachteile, die bei Schwingungsdensitometern nach dem Stand der Technik auftraten, auf einfache Weise beseitigt.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung deutlicher erkennen.. Därfil ist.;: - :.

Figv 1- ein Bloekdaagjramnv des Densitometers nach der Erfindung^

Fig_» 2 eine perspektivische-Ansicht der Densitometersonde,

Fig-. 3 ein Schnitt durch- die Sonde entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.^

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Reihe von Bauteilen der Sonde,

Fig. 5 ein Querschnitt durch die Bauteile entlang der Linie 5-5 in Fig. 4

809846/0822

H.DuBae-2

Fig. 6 ein vergößerter Ausschnitt eines Teils der Sonde nach Fig. 2,

Fig. 7 ein Längsschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 3 durch einen Teil der Befestigung für den elektrischen Anschluß,

Fig. 8 ein Längsschnitt durch die Densitometersonde nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Sondenflügels,

Fig. 10 ein Querschnitt durch den Flügel entlang der Linie 10-10 in Fig. 9,

Fig. 11 eine Ansicht eines Sondenteils,

Fig. 12 eine Kurvenschar.· , in der die Empfindlichkeit gegen das Produkt aus Druck und einer Konstanten aufgetragen ist,

Fig. 13,14 uixi 15

Tabellen, in denen Punkte aus den Kurven der Fig. 12 festgehalten sind.

.. In Fig. 1 stellt die Bezugsziffer 34'^lf eine Schwingungsdensitometersonde dar mit der Antriebsspule 23 ' ', dem Flügel 24'', dem piezoelektrischen Kristall 25 und dem Vorverstärker 26."

Die Sonde 34 · ' ' hat einen Eingang 27'' und einen Ausgang 28''.

Die Fig. 1 zeigt ferner die Schleifenschaltung 29'', den - digitalen Funktionsgenerator 30'' und das Anzeigegerät 31¹¹. Die Schleifenschaltung 29" besitzt den Eingang 32" und die Ausgänge 33 " und 34 ' ', wobei der letztere in den Eingang 35' des digitalen Funktionsgenerators 30'' führt. Der digitale Funktionsgenerator 30'' ist über seinen Ausgang mit dem Anzeigegerät 31 " verbunden.

809846/0822

H.DuBae-2

Der Ausgang 28 " der Sonde 34'" führt Mn den Eingang 32" der Schleifenschaltung 29'', während der Eingang 27·' der Sonde 34"' mit dem Ausgang 33'' der Schleifenschaltung 29^lf verbunden ist. Die Sonde 34''' und die Schleifenschaltung 29'' bilden somit einen geschlossenen elektromechanischen Oszillator. Der Flügel 24·· taucht in einen Fließstoff ein, dessen Dichte eine Funktion der Frequenz ist, bei der der Flügel 24^I! schwingt.

Der digitale Funktionsgenerator 30 " besitzt den Eingang 25'', der mit dem Ausgang 33'' oder anderen Punkten der Schleifenschaltung 29'' verbunden ist. Letztere drückt eine Rechteckspannung dem Eingang 35" des digitalen Funktionsgenerators 30" auf, der ein Puls-Pausenverhältnis von 1 zu besitzt.

Die Anzeigevorrichtung 31'^r in Fig. 1 kann ein Gerät zur Anzeige der Dichte oder des spezifischen Gewichts sein, ein Verfahrensregler oder dergleichen.

Im Verlauf der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung wird, auf die folgenden Patentanmeldungen bezug genommen:

1. P 21 41 397

2. P 22 11 276

3. P 22 11 334

4. P 22 15 568

5. P 24 57 279

Die unter den Punkten 1 bis 5 angegebenen Patentanmeldungen werden nachstehend als P1,P2,P3,P4 und P5 bezeichnet.

809846/0822

H.DuBae-2

In Fig. 2 wird eine Sonde 10 gezeigt/ die mit der Sonde 34·'' identisch sein·kann. Sie weist einen Schaft 11' auf, ferner ein Gehäuse 12 an ihrem oberen Ende, einen röhrenförmigen Bauteil 13 an ihrem unteren Ende sowie einen an dem oberen Ende des Gehäuses 12 durch Bolzen 15 fixierten elek-r trischen Anschluß 14. Die ringförmigen Befestigungsteile und 17 umgeben den Schaft 11 und befestigen die Sonde in einem hohlen zylindrischen Ansatz 18 der Rohrleitung 19, wie Fig. 3 zeigt.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird, ist ein Flügel aus rostfreiem Stahl in dem Bauteil 13 in senkrechter Stellung zu den Achsen des hohlzylindrischen magnetostriktiven inneren Rohres 21 befestigt. Der Flügel 20 kann auch symetrisch zur Achse der im umgebenden äußeren Hülse 22 befestigt werden.

Der Flügel 20 kann eine rechteckige Platte mit flachen und parallelen oberen und unteren Begrenzungsflächen sein, wie in Fig. 3 gezeigt wM, und er kann wechselseitig senkrecht zueinander verlaufende Begrenzungsflächen haben, die ein richtiges Parallelepiped bilden.

Der Schaft 11 besteht nicht nur aus dem inneren Rohr 21, sonder auch aus dem äußeren magnetischen Rohr 23. Eine um eine Nylonspule 25 gewickelte Antriebsspule der Magnetspulenwicklung 24 ist fest auf die äußere Fläche des inneren Rohres 21 gepreßt und sitzt im Zwischenraum zwischen den Rohren 21 und 23 in Richtung auf das untere Ende des Schaftes 11. Die Spule 24 wird so' in einer weitgehend fixierten Stellung auf dem inneren Rohr 21 gehalten, obgleich dies für die Funktion des Gerätes nach der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt entscheidend ist.

809846/0822

H.DuBae-2

·* 7 —

Der Flügel 20 wird zwischen zwei Halbzylindern 26 und 27 gehalten, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt wird. Erfindungsgemäß werden die Längskanten des Flügels 20 zwischen den Halbzylindern 26 und mit einem Druck von ca. 1.406kg/cm² zusammengedrückt, da der in Fig. 3 gezeigte Aufbau in der Hülse 22 mit einem Preßsitz eingebaut ist und die Hülse 22 vor dem Einbau erhitzt wird.

Der Halbzylinder 26 hat vier Vorsprünge 28, und der Halbzylinder 27 hat vier Vorsprünge 29. Die Vorsprünge 28 und 29 dienen zur Verhinderung einer Längsbewegung des Flügels zwischen den Halbzylindern 26 und 27, obgleich eine solche aufgrund des auf den Flügeln 20 zwischen den Halbzylindern und 27 lastenden Spanndrucks ohnehin unwahrscheinlich ist.

Die Halbzylinder 26 und 27 und der Flügel 20 können so ausgebildet sein, daß sie eine Mulde oder Aussparung zur Aufnahme eines piezoelektrischen Kristalls 30 besitzen. Der Kristall 30 hat elektrische Zuleitungen 31 und 32, die sich um die Halbzylinder 26 und 27 in den Rillen 33 und 34 bis zu einem Punkt erstrecken, an dem sie das hohle Innere des inneren Rohres 21 erreichen. Dieser Einlaß findet sich an dem unteren Ende des inneren Rohres 21, wie Fig. 3 zeigt.

Wie Fig. 4 zeigt, haben die Vorsprünge 28 und 29 bei 35 einen geringen Abstand, um sicherzustellen, daß der Kontaktdruck der Halbzylinder 26 und 27 auf den Flügel 20 dem Preßsitz entsprechend hoch ist.

Wie Fig. 3 zeigt, ist eine Nabe 36 bei 37 an die Hülse flüssigkeitsdicht angeschweißt. Obgleich das Gerät nach der vorliegenden Erfindung durchaus nicht immer flüssigkeits-

809846/0822

H.DuBae-2

dicht sein muß, ist eine Glas-Metall-Dichtung oder eine andere Dichtung an der Innenseite des inneren Rohres 21 für. die Leitungen 31 und 32 vorgesehen. Wenn gewünscht, können der Kristall 30 und die in den Rillen 33 und 34 liegenden Teile der Zuleitung 31 und 32 in ein Epoxydharz eingebettet werden, ehe der Preßsitz bewirkt wird. Wenn der Preßsitz erreicht und die Anlage vollständig zusammengebaut ist, können darüber hinaus alle im Inneren der Hülse 22 befindlichen Teile mit einem Bindemittel behandelt werden. Jedes herkömmliche Verfahren zum Verkitten kann benutzt werden, einschließlich der Anwendung eines Bindemittels, das unter dem Namen "Locktite" verkauft wird.

Wie zuvor ausgeführt,kann die Nabe 36 bis 37 an die Hülse flüssigkextsdicht angeschweißt sein. Ferner kann das äußere Rohr 23 auf die Nabe 36 aufgeschraubt und bei 38 flüssigkextsdicht verschweißt sein. Für alle praktischen Zwecke kann so die Nabe 36 als integrierter Teil des äußeren Rohres 23 angesehen werden. Die Nabe 36 kann z.B. auch aus magnetischem Material sein. Der Begriff "magnetisches Material", wie er hier gebraucht wird, schließt nicht nur rostfreien Stahl, sondern jedes andere magnetische Material ein. Obgleich magnetisch, muß das. Rohr 21 jedoch auch magnetostriktiv sein. Ungeachtet dieser Einschränkung muß gesagt werden, daß das innere Rohr 21 zur Erzeugung der Schwingung dient, und wenn ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ohne ein anderes verwendet wird, mag die Verwendung von magnetostriktivem Material nicht erforderlich sein, aber die Erfindung kann trotzdem benutzt werden.

8 0 9 8 4 6/0822 °^RlGINAL "Erected

H.DuBae

g.%19556

Das innere Rohr 21 hat einen ringförmigen Ansatz 39 mit einer Schulter 40. Das äußere Rohr 23 hat eine untere Ausbohrung 41, die von der engeren oberen Ausbohrung 42 durch eine ringförmige Schulter 43 getrennt ist. Die Schultern 40 und 43 stoßen aneinander. Von dieser Schulter 40 bis zu dem unteren Ende des inneren Rohres 21 ist dieses stets in axialer Kompression. Das bedeutet, daß das innere Rohr 21 sowohl bei angeregter wie auch bei nichtangeregter Spule 24 komprimiert wird. Die Spule 24 wird mit wechselndem Gleichstrom betrieben, der somit lediglich den Kompressionsgrad des inneren Rohres 21 ändert.

Der Ansatz 39 hat ein Loch 44, durch welches die elektrischen Zuleitungen der Spule 24 vom Ort der Spule 24 zwischen den Rohren 21 und 23 hinaufführt.

Die Art und Weise, in der die Sonde 10 in der Rohrleitung befestigt ist, läßt sich besser aus der Fig. 6 erkennen. Der Fig. 6 ist zu entnehmen, daß das äußere Rohr 23 eine nach außen gerichtete radiale Verbreiterung 45 besitzt, auf deren'beiden Seiten O-Ringe 46 und 47 aus Gummi durch die Befestigungsteile 16 und 17 angepreßt werden. Das Befestigungsteil 17 ist in dem Ansatz 18 eingeschraubt und darin durch ein herkömmliches Dichtungsmittel 48 eingedichtet, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Aus Fig. 6 erkennt man ferner, daß das Befestigungsteil 16 bei 49 in dem Befestigungsteil 17 eingeschraubt ist. Das Ausmaß, in dem die O-Ringe 46 und 47 zusammengepreßt werden, wird deshalb durch die Position des Befestigungsteils 16 bestimmt, d.h. daß man das Befestigungsteil 16 z.B. mittels eines Schraubenschlüssels drehen kann, bis die gewünschte Kompression der O-Ringe erreicht ist.

809846/0822

- 10 -

2819558

H.DuBae-2

- 10 -

Aus der in Fig. 6 gezeigten Konstruktion erkennt man, daß die O-Ringe 46 und 47 das äußere Rohr 23 berühren und daß deshalb der Schaft 11 niemals, weder vom Befestigungsteil 16 noch vom Befestigungsteil 17, berührt wird.

Die Sonde 10 ist so konstruiert, daß die Leitungen der Spule 24 magnetisch gegen die Leitungen des Kristalls abgeschirmt sind. Dies geschieht durch einen Teil des Gehäuses 12, wie noch zu beschreiben sein wird. Das Gehäuse 12 besitzt-ein auf das äußere Rohr 23 aufgeschraubtes Befestigungsteil 50, auf das ein Zylinder 51 aufgeschraubt ist. Ein Dichtungsring 52 ist genausitzend eingepreßt uns somit an das Befestigungsteil 50 und das innere Rohr 21 fixiert. Das obere Ende des inneren Rohres 21 sitzt am Dichtungsring 52 an oder ist in demselben verschiebbar, ganz wie gewünscht. Vorzugsweise sitzt jedoch die äußere Fläche des inneren Rohres 21 an seinem oberen Ende an der Fläche des Dichtungsringes 52 fest an, das Loch abgrenzend, das sich in diesem befindet. An dem Befestigungsteil 50 kann ein Schirm 53 aus magnetischem Material mittels einer oder mehreren Schrauben befestigt sein. Das äußere Rohr 23 hat eine Radialbohrung 55, durch das die Leitungen der Spule 24 führen. Das Befestigungsteil 50 hat fluchtend mit 55 ein Loch 56, durch das die Leitungen der Spule 24 gehen. Von den radial nach außen liegenden Teilen des Lochs 56 an gehen die mit und 58 bezeichneten Spulenzuleitungen zwischen dem Zylinder und dem Schirm 53 hinauf und sind an den Stiften 59 und . des elektrischen Anschlusses 14 befestigt, der ein herkömmlicher fünfpoliger Anschluß sein kann.

Wie zuvor dargelegt, erstrecken sich die Zuleitungen 31 und 32 vom Kristall 30 hinauf durch das Innere des Rohres

809846/0822

H.DuBae-2

- 11 -

An dem oberen Ende desselben sind nach Fig. 3 die Leitungen und 32 an dem Einlaß des Differenzverstärkers 61 angeschlossen. Die Zuleitungen 31 und 32 treten somit aus der oberen öffnung des inneren Rohres 21 aus.

Der Differenzverstärker 61 kann ganz konventionell auf einer der üblichen Schaltkarten befestigt sein. Bei Bedarf kann er innen im Schirm 53 durch herkömmliche Mittel gehalten werden oder einfach durch die Stärke der Zuleitungen und 32 und der Ausgangsleitungen 62 und 63, die mit den Stiften 64 und 65 des Anschlusses 14 verbunden sind, gehalten werden. Die Leitung 66 sorgt für eine Erdung zwischen dem Schirm 53 und dem fünften Stift 67 des Anschlusses 14.

Die Art und Weise , in der der Anschluß 14 an dem Zylinder montiert ist,wird in Fig. 7 gezeigt. Nur ein Schraubbolzen wird in Fig. 7 gezeigt, da alle Bolzen 15 ähnlich angeordnet sind. Nach Fig. 7 weist der Schraubbolzen 15 einen Kopf auf, eine Unterlegscheibe 69 unter dem Kopf 68, einen O-Ring 70 unter der Unterlegscheibe 69 und einen Schaft 71, eingeschraubt im Zylinder 51. Ein zweiter O-Ring 72 liegt ebenso um den Schaft 71 herum. Der O-Ring 70 sitzt zwischen der unteren Fläche der Unterlegscheibe 69 und dem versenkten kegelstumpfförmigen Loch 73 im Anschluß 14. Der O-Ring sitzt zwischen der oberen Fläche des Zylinders 51 und einem anderen versenkten kegelstumpfförmigen Loch 74 im Anschluß 14. Die Löcher 73 und 74 sind über die Ausbohrung 75 verbunden. Aus Fig. 7 erkennt man, daß alle darin gezeigten Bestandteile schwingen können, daß aber der auf den Anschluß 14 übertragene Schwingungsanteil ganz gering sein kann.

809846/0822 _ ₁₂ _

£§19556

H.DuBa - 12 -

In Fig. 8 ist die Rohrleitung 75 gezeigt, die eine Hohlnabe aufweist, in der die Sonde 77 sitzt.

Diese besitzt das Gehäuse 78 mit dem Oberteil 79, dem Zwischenteil 80, dem Querteil 81 und dem Hohlteil 82. Ein schmaler Teil erstreckt sich unterhalb des Teils 79. Alle genannten Teile sind aus einem Grundkörper hergestellt.

Die Teile 22',26' und 36' können ggf. den Teilen 22,26 und aus Fig. 3 ähnlich sein.

In dem Teil 26' sind die Rillen 33 und 34 eingelassen, sie sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 7 jedoch nicht zu sehen. Das Gleiche gilt für den Kristall 30' ähnlich dem Kristall 30, sowie allen elektrischen Zuleitungen. Die Sonde 77 besitzt keinei Flügel.

Wie zuvor bildet die Nabe 36* einen Hohlzylinder oder Eisenring, der im oberen Bereich einen verkleinerten Durchmesser besitzt, in den der Gehäuseteil 82 eingeschraubt ist.

Das untere Ende des magnetostriktxven Rohres 83 ist im Eisenring 36' und Zylinder 22' verschiebbar. Das Rohr 83 greift am oberen Teil der äußeren Zylinderfläche des Zylinders 26' an. Das untere Ende des Rohres 83 ist mit dem Zylinder 26' nicht verbunden.

Das obere Ende des Rohres 83 sitzt fest in dem Trägerkörper 84, der drei Bohrungen 85, 86 und 87 besitzt, die sich in vertikaler oder axialer Richtung durch ihn hindurch erstrecken. Der Körper 84 besitzt ein Senkloch 88, in dem das Rohr 83 festsitzt.

8098 46/0822

- 13 -

H.DuBae-2

- 13 -

Die Außenfläche des Gehäuseteil 80 ist in die Nabe 76 eingeschraubt. Auf diese Weise ist das Gehäuse 78 fest mit der Rohrleitung 75 verbunden. Der Oberteil 79 des Gehäuses 78 besitzt eine Schulter 89, die gegen das obere Ende der Nabe 76 drückt. Der O-Ring 90 sitzt in einer Rille 91 in der dem oberen Ende der Nabe 76 und sorgt für einen flüssigkeitsdichten Abschluß.

Auch hier sitzt wiederum eine Spule 25', identisch mit der Spule 25, fest-auf dem Rohr 83. Die Spule 25' trägt die mit der Dichtung 24 identische Wicklung 24".

Für die Spulenzuleitungen sind wieder in dem Körper Durchlässe 85 und 86 vorgesehen.Der Durchlaß 86 fluchtet mit der Bohrung in dem Rohr 83 und ergibt so eine Verbindung, durch die die Kristallzuleitungen eingeschoben werden können.

Obgleich es nicht weiter kritisch ist, aus welchem speziellen Material der Körper 84, das Gehäuse 78 und das Rohr 83 hergestellt sind, wird für das Rohr 83 vorzugsweise "Ni Spa C" verwendet, dessen Dichte zwischen 80,3 und 80,6g/ccm liegt. Dabei ist unter "Ni Span C" eine von der H.A.NIELSON CORP.New Jersey vertriebene Nickellegierung der folgenden Zusammensetzung zu verstehen:

Nickel	42%
Chrom	5,5%
Titan	2,5%
Eisen	15%

Spuren- und andere Elemente.

Das Gehäuse kann ebenso wie der Körper 84 aus magnetischem Material wie rostfreier Stahl Nr. 416 hergestellt sein, der eine Dichte von 77 g/ccm besitzt.

809846/0822

_$819556

H.DuBae

- 14 -

Der Gehäuseteil 79 besitzt ein Innen- und Außengewinde. Das obere Ende des Körpers 84 ist in dem Teil 79 eingeschraubt. Eine Überwurfmutter 92 hält den Körper 84 in einer festgelegten Stellung zum Gehäuse 78.

Der Differenzverstärker 61· ist am Körper 84 angebracht und kann mit dem in Fig. 3 gezeigten Verstärker 61 'identisch sein. Die Abschlußkappe 93 besitzt ein Innengewinde 94, das außen auf den Gehäuseteil 79 aufgeschraubt ist. Ein herkömmlicher Elektroanschluß 95 ist an der Abschlußkappe durch die Schraube' 96 befestigt. Eine elastische Befestigung für den Anschluß 95 ist somit nicht erforderlich, wie sie in den Fig. 3 und 7 für den Elektroanschluß 14 gezeigt wird.

Beim Aufbau nach Fig. 8 wird der Körper 84 von Hand gedreht, bis das Rohr 83 sich in leictter Kompression zum Zylinder 26' befindet, ehe die Abschlußkappe 93 an dem Gehäuse 78 angebracht wird und ehe die Überwurfmutter auf das obere Ende des Körpers 84 aufgeschraubt wird. Die Überwurfmutter 92 wird dann fest nach unten gegen das obere Ende des Gehäuses 78 gedreht und die Abschlußkappe wird angezogen.

Der Flügel 20' ist in Fig. 9 zu sehen, wobei der angelegte Kompressionsdruck in Richtung der Pfeile 97 und 98 verläuft. Der Flügel 20' besitzt die Breite W, die Länge L und die Stärke t (siehe Fig. 10). Es gilt allgemein

L» t
W» t

L=W oder
L > W oder
L < W.

809846/0822

- 15 -

H.

19558

- 15 -

Es hat sich gezeigt, daß die Schwingungsfrequenz des Flügels 20' als Funktion der Temperatur T f_ ist,wobei

1.2878

AdL-

τ]

χ Γ ²E 1(1-b T) + KP TAL²I LO — S J

darin g die Fallbeschleunigung,

A = W-t,

d die Dichte des Flügels 20',

a der thermische Ausdehnungskoeffizient des Flügels 20',

^T die Temperaturänderung T gegenüber der Bezugstemperatur T , somit T = T-T ,

JT = 3.1416,

E der Elastizitätsmodul des Materials, aus dem der Flügel 20 hergestellt ist,

I . ist das Trägheitsmoment des Teiles nach Fig. 10 um die Achse 99,

b -ist der thermische Koeffizient der Veränderung oder

"Ausdehnung von E ", · --.'

K ist eine beliebige Konstante, P der Druck bei 97 oder 98 in Fig. 9, somit

_fr ² ₊ r 3"¹

wobei D = D₁ + D₂(siehe Fig. 11), E.J der Elastizitätsmodul des Innenringes 26' -27',

809846/0822

- 16 -

19556

E, der Elastizitätsmodul des äußeren Ringes 22' und r₁,r₉ und r_ Größen, wie sie in Fig. 11 gezeigt werden.

Die äußeren und inneren Ringe 22* und 26' - 27' bewegen jeweils D₁ und D^, wenn der Preßsitz erzielt wird.

Kurve 100 in Fig. 12 ist aus der Tabelle aus Fig. gebildet. In den Tabellen 13,14 und 15 wird f_, jeweils aus Gleichung (1) berechnet, wobei f_, eine Funktion von KP T ist.Im Falle der Tabellen 13, 14 und 15 ist jeweils

g = 12 χ 32.2 A = 0.625 χ 0.018

L= 1.25 I = 3.0375 χ 10~⁷

Für Fig. 13,

d = 0.319

K ,7

a = 7.7 χ 10"⁶

E₀ = 2.9 χ 10' b = -0.000156

Die Tabelle nach Fig. 13 gilt für einen inneren Ring und einen Flügel aus Monelmetall und einen äußeren Ring aus rostfreiem Stahl.

Bei der Tabelle nach Fig. 14 besteht der innere Ring und der Flügel aus rostfreiem Stahl Nr. 314 und der äußere Ring aus rostfreiem Stahl Nr. 316. Es gilt dann

d = 0.28 a = 8.4 χ 10~⁶ E₀ = 29 (1-0.00046 T) b ~ 0.000156

809846/0822

- 17 -

H.DuEaei⁹⁵⁵⁶

Bei der Tabelle nach Fig. 15 besteht der innere Ring und der Flügel aus· rostfreiem Stahl 316 und der äußere Ring aus rostfreiem Stahl 304. Es gilt dann

d = 0.29

a = 8.9 χ 10~⁶

E = 28 χ 10⁶
ο

I = 3.0375 χ 10
b 0.000146

Die Punkte 103,104 und 105 in Fig. 12 sind dann Stellen, an denen D und/oder E. und/oder E_ und/oder r.. und/oder r₂ und/oder r_ ausgewählt werden sollten, um Frequenzabweichungen aufgrund der Temperatur bei der Sonde zu kompensieren.

809846/0822

Claims (2)

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG FREIBURG I.BR. H.DuBae - 2 Patentansprüche

1.) Schwingungsdensitometer gekennzeichnet durch einen elektromechanischen Oszillator mit Sonde und Rückkoppelungsschleife, einen an letzterer angeschlossenen Funktionsgenerator, an den sich eine Anzeigevorrichtung anschließt, konzentrisch zueinander fixierte innere und äußere Zylinder, die in der Sonde enthalten sind, eine in der Bohrung verschiebbaren Welle, die am inneren Zylinder angreift, eine Vorrichtung, die die Welle in Richtung ihrer Achse in Schwingung versetzt und damit den inneren Zylinder zum Schwingen bringt, einen Flügel, der zusammen mit dem

Dr.Rl/bk

21. April 1978

inspected

809846/0822

H.DuBae-2

inneren Zylinder schwingt und dessen gegenüberliegende Kanten an dem inneren und äußeren Zylinder fixiert sind, wobei durch Verringerung des Durchmessers eines Zylinders oder von beiden Zylindern eine Längskompression des Flügels zwischen den beiden Enden bewirkt wird, und durch den Presssitz ein Druck auf die Flügelenden erzeugt wird, so daß im Empfindlichkeit weitgehend null wird, wobei diese definiert ist durch

^f1

dabei f eine größere Temperaturschwingungsfrequenz und

f.. eine kleinere Temperaturschwingungsfrequenz oder null Schwingungsfrequenz und

f₂ und f₁ Funktionen des Innen- und Außendurchmessers . der Zylinder und der jeweiligen Elastizitätsmodulen .derselben.

2. Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel ein rechteckiges Parallelepiped mit rechtwinklig zueinander verlaufenden Quer- und Längsachsen darstellt, und der Flügel eine Stärke besitzt die geringer ist als die Länge und Breite desselben und wobei die Achsen diametral zu denen der Zylinder liegen.

809846/0622