DE2847626A1 - Vorrichtung zur bestimmung der dichte von fluessigkeiten und gasen - Google Patents

Vorrichtung zur bestimmung der dichte von fluessigkeiten und gasen

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DE2847626A1 DE19782847626 DE2847626A DE2847626A1 DE 2847626 A1 DE2847626 A1 DE 2847626A1 DE 19782847626 DE19782847626 DE 19782847626 DE 2847626 A DE2847626 A DE 2847626A DE 2847626 A1 DE2847626 A1 DE 2847626A1
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Description

  • Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von
  • Flüssigkeiten und Gasen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten und Gasen aus der Periodendauer eines mit einem Präparat gefüllten Schwingers, zu dessen Anregung ein Erregerverstärker vorgesehen ist, der den Schwinger in seiner mechanischen Resonanzfrequenz anregt und der ein periodisches elektrisches Signal abgibt, welches in seiner Periode mit der Periode des Schwingers oder einem Vielfachen davon übereinstimmt.
  • Die Dichtemessung nach der Schwingermethode beruht auf der Bestimmung der Periodendauer t eines Schwingungsgebildes, welches so geformt ist, daß ein definiertes Volumen des zu untersuchenden Präparates an der Schwingung teilnimmt und damit die Periodendauer t beeinflußt.
  • Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, beträgt die Periodendauer t eines zur Dichtemessung verwendeten Schwingers, welcher zum Zweck der Berechnung durch ein einfaches Masse - Feder Modell ersetzt wird: Darin bedeuten Mo die leere Masse des Schwingers, c seine elastische Konstante und das Produkt 9V die an der Schwingung teilnehmende Präparatmasse, gegeben aus Präparatvolumen V und Dichte / des Präparates. Die Quotienten Mo/c und V/c können als schwingerspezifische Apparatekonstante betrachtet und aus der Bestimmung der Schwingungsdauer des mit zwei Eichpräparaten gefüllten Schwingers errechnet werden.
  • Nach Umformung und Definition zweckmäßigerer Konstanten A und T0 erhält man: = 2 (T2 A 22) (2) Dabei ist T ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer ls T0 ein um denselben Faktor vermehrtes Vielfaches der Periodendauer t0 des leeren bzw. mit einem Referenzpräparat versehenen Schwingers, A und T0 wird ermittelt, indem die Gleichung (2) für zwei Wertepaare (J;, T) aufgestellt wird und nach A und T0 gelöst wird.
  • Zum Zwecke der Dichtemessung wird der Zeitabschnitt T durch Vergleich mit einem stabilen (Quarz-) Zeitnormal gemessen und mit Hilfe eines (Digital-) Rechners die Gleichung (2) nacht aufgelöst, wobei die vorher ermittelten Konstanten A und 0 im Rechner gespeichert sein müssen. Der hohe Aufwand an Bauelementen, Stromverbrauch und Rechenzeit steht der Anwendung dieses Verfahrens in transportablen, batterieversorgten Dichtemeßgeräten im Wege.
  • Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Dichtemessung auf einfache Weise mit einem batterieversorgten Gerät und geringstem Aufwand an Bauelementen möglich ist.
  • Der geringe Stromverbrauch ist besonders für explosionssichere Dichtemesser nach der Schutzart "igensicherheit" und für Dichtemeßwertaufnehmer, die ihre Fremdenergie über die Signalleitungen beziehen, wichtig.
  • Hiefür stehen erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art der Ausgang des Erregerverstärkers, insbesondere über einen modulo-p-Teiler, mit dem Auslöseeingang eines Zeitgebers, dem Steuereingang eines Rampengenerators und dem einen Steuereingang eines Totalisators, der Ausgang des Rampengenerators mit dem Signaleingang des Totalisators und der Ausgang des Zeitgebers mit einem zweiten Steuereingang des Gotalisators in Verbindung, wobei zu einem dem Beginn einer Schwingungsperiode bzw. einem Vielfachen derselben entsprechenden Zeitpunkt der Zeitgeber, welcher nach dem Ablauf einer Zeitspanne, die der Periode oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periode des mit einem Referenzpräparat gefüllten bzw.
  • evakuierten Schwingers entspricht, ein Ausgangssignal abibt, und der Rampengenerator angestoßen werden und wobei der Totalisator während der Zeitdifferenz zwischen dem husgangssignal des Zeitgebers und dem .nde der Schwingerperiode bzw. einem Vielfachen derselben das Zeitintegral des Ausgangssignals des Rampengenerators bildet.
  • Hit der erfindungsgei--äßen Vorrichtung wird im Verlauf der Periodenmessung die Gleichung (2) nach f aufgelöst, ohne daß die Größe T explizit (digital oder analog) dargestellt sein muß. Die Vorrichtung kommt ohne Rechner (Mikroprozessor) aus. Sie gestattet, die Konstante T0 digital und/oder analog zu sichern.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand der Zeichnung, in der u.a. einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
  • Fig.1 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung, Fig.2 ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,die Fig.3 und 4 zeigen Zeitdiagramme zur Fig.2, Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit ausschlagsanaloger Informationsdarstellung, Fig.6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Rampengenerator eine zeitlinear ansteigende Frequenzrampe liefert, und Fig.7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Rampe durch eine treppenförmig mit der Zeit ansteigende zeitliche Häufigkeit von Impulsen angenähert wird.
  • ei dem das Prinzip der Erfindung erläuternden Diagramm nach Fig.1 ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate eine elektrische Größe y, beispielsweise Spannung, Strom oder Frequenz, dargestellt.
  • Zu einer Zeit t = 0, die durch den Beginn eines Zeitabschnittes T gegeben ist, startet der Zeitgeber, der die Größe T0 als Zeitabschnitt darstellt. Gleichzeitig beginnt der Rampengenerator ein der Zeit proportionales Signal y = @/A t abzugeben.
  • Der erfindungsgemäß vorgesehene Totalisator ist nun eine Vorrichtung, die das Zeitintegral der Größe y innerhalb der Zeitdifferenz zwischen T und To bildet, welches ein direktes Maß der Dichte j> darstellt, wie dies in Fig.1 durch die schraffierte Fläche dargestellt ist: Dieses Prinzip wird gemäß dei beispielsweisen Blockschaltbild nach Fig.2 dadurch realisiert, daß die Größe y als elektrische Größe, beispielsweise als Spannung, Strom oder Frequenz, dargestellt wird.
  • Die in Fig.2 dargestellte Vorrichtung weist einen Biegeschwinger 1 auf, der mit dem Meßpräparat gefüllt werden kann. Um den Biegeschwinger 1 in seiner Kesonanzfrequenz zu erregen, ist ein Erregerverstärker 2 vorgesehen, an dessen Eingang eine Abnahmespule 3 und an dessen Ausgang eine Erregerspule 4 angeschlossen sind.
  • Der Biegeschwinger 1 tragt zwei Magnete 5,6, so daß bei Schwingungsanregung des Biegeschwingers 1 in der hbnahmespule 3 eine periodische Spannung induziert wird, die, verstärkt über den Erregerverstärker 2 und die Erregerspule 4 eine periodische Kraft auf den Biegeschwinger 1 ausübt. Der Erregerverstärker 2 bringt die an seinem Ausgang auftretende Wechselspannung an den Eingang eines Komparators 7, dessen Ausgang an den Eingang eines modulop-Teilers 8 angeschlossen ist, wobei die Größe p eine an sich beliebige ganze Zahl darstellt und die Neßrate bestimmt.
  • An den Ausgang des modulo-p-Teilers 8 sind ein Hanipengenerator 9, ein Zeitgeber 10 @ der eine Steuereingang b eines Totalisators 11 und der Eingang einer monostabilen Kippstufe 12 angeschlossen. Der Ausgang des Rampengenerators 9 ist an den Signaleingang des Totalisators 11, der Ausgang des Zeitgebers 10 an den zweiten Steuereingang a des Totalisators ii angeschlossen. Der Ausgang der monostabilen Kippstufe 12 liegt am Setzeingang c des Totalisators 11. Der Ausgang des Totalisators 11 ist mit dem Eingang eines Anzeige- bzw. Ergebnisspeichers 13 verbunden.
  • Am Ausgang des modulo-p-Deilers 8 bzw. an den eingängen des Rampengenerators 9, des Zeitgebers 10, der monostabilen Kippstufe 12 und an dem Steuereingang b des Totalisators 11 tritt ein Signal I auf, das in den Zeitdiagrammen der Fig.3 und der Pig.4 dargestellt ist. Das signal I ist ein symmetrisches Rechtecksignal der Periode 2T.
  • Der zeitgeber 10 wird zu Beginn jeder Periode des Signals I ausgelöst und erzeugt ein Signal II, das während der Zeit T0 wirkt.
  • Gleichfalls zu Beginn jeder Periode des Signals I wird auch der Rampengenerator 9 angestoßen, der eine zeitlineare Rampe III liefert, die mindestens bis zum Ablauf der größeren der Zeiten U oder To andauert.
  • Bei dem in Fig.3 dargestellten Zeitdiagramm ist T die Zeitdauer,,größer als die Zeitdauer T0, d.h., daß die Dichte des Meßpräparates größer ist als die Dichte des Referenzpräparates.
  • In Fig.4 ist das Zeitdiagramm für den Fall dargestellt, daß die Zeitdauer T0 größer ist als die Zeitdauer T, die Dichte des Meßpräparates also kleiner als die Dichte des Heferenzpräparates.
  • Der Totalisator 11 bildet das Zeitintegral der Rampe III innerhalb des Intervalls T - T0 und ermittelt somit die Differenz der Dichten des Meß- und des Referenzpräparates.
  • Vor dem Totalisierungsvorgang wird der Totalisator 11 über die monostabile Kippstufe 12 zu Beginn der Periode des Signals 1 auf einen Inhalt gebracht, der er Dichte des Xeferenzpraparates entspricht. Wenn T0 der Vakuumdichte entspricht, wird der Totalisator 11 auf Null gesetzt.
  • Der Anzeige- bzw. Ergebnisspeicher 13 übernimmt den Inhalt des otalisators 11 zur kontinuierlichen Anzeige oder Meßwertausgabe nach Beendigung des Gotalisierungsvorganges.
  • Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Fall, daß die Zeitdauer 20 kleiner ist als die Zeitdauer T, daß also das Referenzpräparat eine kleinere Dichte besitzt als das Meßpräparat, wobei der das Signal I liefernde modulo-p-Teiler 8 nach Fig.2 der einfachheit halber nicht dargestellt ist. Bei diesem husfüilrungsbeispiel besteht der Zeitgeber 10 aus einer monostabilen Kippstufe 14, deren Eigenzeit durch einen Kondensator 15 und einen Widerstand 16 gebildet wird. Der als synchronisierbarer Sägezahngenerator ausgebildete Rampengenerator 9 weist einen Integrator auf, der aus einem Operationsverstärker 17, einem Kondensator 18 und einem Widerstand 19 besteht. Der Integrator integriert die feste Spannung einer Referensspannungsquelle 20. Parallel zum Kondensator 18 liegt ein elektronischer Schalter 21, der über den Inverter 22 vom Signal I gesteuert wird. Am Ausgang III des Raulpengenerators 9 entsteht eine zeitlinear steigende Spannung, die im Augenblick des Öffnens des Schalters 21 beginnt und deren Steigung durch Wahl der Zeitkonstante des Integrators 17,18,19 einstellbar ist.
  • Der Totalisator 11 enthält gleichfalls einen Integrator, der aus einem Operationsverstärker 23, einem Integrationskon@ensator 24 und einem Widerstand 25 besteht. Parallel zum Kondensator 24 ist ein elektronischer Schalter 26 geschaltet, welcher über die monostabile Lippstufe 27, die positiv flankengetriggert ist, gesteuert wird. Der Eingang des Integrators ist mit dem Rampengenerotor 9 i;ber einen elektronischen Schalter 28 verbunden, der über eii Exklusiv-ODER-Gatter 29 gesteuert wird, des-@en einer Eingang mit dem Ausgang des das Signal II liefernden Zeitgebers 10 verbunden ist und an dessen anderem @ingang das Signal I liegt. Da das Exklusiv-ODER-Gatter 29 nur wänrend der Zeitspanne T - T0 den Schalter 28 schließt, stellt öer Inhalt (tes Integrators des Totalisators 11 unmittelbar c!ie Dichte des Präparates in analoger Form dar.
  • Der Anzeigespeicher 13 enthält einen Spannungsmesser 30, einen parallel zu diesem liegenden Speicherkon-@ensator 31 und einen elektronischen Schalter 32, der von einer negativ flankengetriggerten monostabilen Kippstufe 33 nach Ablauf der Zeit T (Fig.3) während der Eigenzeit der Ifipystufe geschlossen wird. Somit wird nach dem Totalisierungsvorgang die Ladespannung des Kondensators 24 auf den Speicherkondensator 31 übertragen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, den die Zeitdauer 1 bestimmenden Zeitgeber 10 temperaturabhängig zu gestalten, indem beispielsweise der Widerstand 16 des RC-Gliedes d fleitgebers 10 als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet ist, und mit dem Schwingungsgebilde 1 thermisch zu koppeln, da auf diese Weise eine Temperaturkompensation erzielt wird, derzufolge die Zeitdauer To in Abhanikeit von der Temperatur am Schwingungsgebilde selbsttätig geändert wird.
  • Bei dem in Fig.6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der gleiche Zeitgeber 10 wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.5 vorgesehen. Der Rampengenerator 9 enthält gegenüber dem Rampengenerator 9 nach Fig.5 zusätzlich einen Spanrungs-i'requenzwandler 54. Die Rampe ist somit durch eine mit der Zeit wachsende Frequenz egeben.
  • Der Totalisator 11 enthält bei diesem Ausfiihrungsbeispiel einen Zähler 35, der von der monostabilen Kippstufe 27 rückgesetzt wird. Der Zähleingang des Zählers 35 ist iiber ein UND-Gatter 36 mit dem Ausgang des Rampengenerators 9 verbunden. Der zweite Eingang des UND-Gatters 36 liegt am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gat@ers 29, welches an seinen Eingängen wie beim Ausführungsbeispiel nach b'ig.5 angesteuert wird.
  • Nach dem Totalisierungsvorgang enthält der Zähler 75 die digitale Darstellung der Dichte des Meßpräparates, soferne als Referenzpräparat Vakuum verwendet wurde.
  • Die monostabile Kippstufe 33 steuert die Übernahme des Inhaltes des Zählers 35 in den digitalen Anzeigespeicher 13 nach Ablauf der Zeit T.
  • Mit der Vorrichtung nach Fig.6 wird eine digitale Darstellung der Dichte erreicht, da die Größe y eine proportional zur Zeit t ansteigende Btrequenz ist und die Integration von dem Zähler 35 vorgenommen wird, der die genannte Frequenz vom Zeitpunkt o bis zum Zeitpunkt T abzählt. Die Frequenzrampe wird durch den Spannungs-/Frequenzwandler 34, dessen Steuerspannung zeitproportional vergrößert wird, erzeugt. Dabei wird die Steuerspannung dem Integrator 17,18,19 entnommen, der das Zeitintegral eines festen Integranden bildet.
  • Die Konstante A kann durch die Steigung der Rampe etwa mit einem veränderlichen Widerstand 19 eingestellt werden. Der Zeitabschnitt von t = 0 bis t = T0 wird bei dem wusführungsbeispiel nach Fig.6 mit der monostabilen Kippstufe 14 gewonnen, kann aber auch durch Abzählen einer bestimmten Anzahl von Taktschlägen eines freuenzstabilen Generators dargestellt werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 wird ausschließlich die zeitbezogene Informationsdarstellung verwendet. Der Zeitgeber 10 besteht aus einem Zähler 37, an dessen Ausgänge ein als Vorwahlgatter dienendes, invertierendes Dekodiergatter 38 angeschlossen ist und an dessen Takteingang über ein als UND-Gatter ausgebildetes Zühlertor 39 ein stabiler Taktgenerator 40, z.B. ein Quarzgenerator, liegt. Der Zähler 37 wird zu Beginn der Periode des Signals I auf Null gesetzt. Er beginnt die Taktimpulse des Taktgenerators 40 abzuzählen, bis der durch das Dekodiergatter 38 bestimmte Zählerstand erreicht ist. Der Ausgang des Dekodiergatters 38 ist mit dem zweiten Eingang des Zälilertors 39 verbunden, so daß dieses bei Erreichen des vorgewählten Zählerstandes keine weiteren Taktimpulse an den Zähler 37 weitergibt.
  • Da der durch das Dekodiergatter 38 vorgewählte Zählerstand des Zählers 37 multipliziert mit der Periode des Taktgenerators 40 mit der Zeit 20 identisch ist, liefert der Ausgang des Zeitgebers 10 das Signal II nach Fig.3 bzw. Fig.4.
  • Der Rampengenerator 9 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Häuf£gkeitsvervielfacher (ratemultiplier) 41, dessen Impulseingang mit dem Taktgenerator 40 und dessen Vervielfachereingänge mit den Ausgängen eines Zählers 42 verbunden sind. Der Takteingang des Zählers 42 liegt über einem der Einstellung der mittleren Steigung der die Rampe annähernden Treppe dienenden Frequenzteiler 43 mit variablem Modul an dem 'i'aktgenerator 40. Vom Signal I wird der h'requenzteiler 43, der Zähler 42 und der Häufigkeitsvervielfacher 41 zu Beginn der Periode des Signals I rückgesetzt. Von diesem Zeitpunkt an gibt der Häufigkeitsvervielfacher 41 am Ausgang des Rampengenerators 9 das Signal III als Impulsspektrum mit treppenartig steigender zeitlicher Häufigkeit der Impulse b, Die Breite der Treppenstufen und somit die Steigung der Rampe wird durch den Teilerfaktor des Frequenzteilers 43 bestimmt.
  • Der Totalisator 11 enthält bei diesem Ausführungsbeispiel das UND-Gatter 36 und das Exklusiv-ODER-Gatter 29, einen als Vor-Teiler dienenden modulo-n-Frequenzteiler 44, der den Abbruchfehler der Annäherung der Rampe durch die Treppe verkleinert und einen Auf-Abwärtszähler 45, der von der monostabilen Kippstufe 27 auf den Zahlenwert der Referenzdichte vorgesetzt wird und dessen Zählrichtungseingang vom Signal I gesteuert wird. Ein ODER-Gatter 46 steuert über die monostabile Kippstufe 23 die Übernahme des Inhaltes des Zählers 45 nach Ablauf der langeren der Zeiten T oder T0 in den digitalen Anzeigespeicher 13.
  • Zur Kalibrierung eines i)ichtemeßgerätes nach Fig.7 wird das Dekodiergatter 38 so programmiert, daß bei im Schwinger anwesendem Referenzpräparat an der Anzeige der in den Zähler 45 vorgesetzte Zahlenwert erscheint, und danach der Modul des variablen Prequenzteilers 43 so eingestellt, daß die Anzeige nunmehr die Dichte eines allderen, in den Schwinger eingefüllten Präparates richtig anzeigt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 wird der Nachteil von Einrichtungen, die analoge Bauelemente aufweisen und bei denen die Genauigkeit der Darstellung der Dichte von der Genauigkeit der Parameter der analogen Bauelemente bestimmt wird, vermieden, da anstelle einer spannungs- bzw. stromanalogen Informationsdarstel luiig im ganzen System eine zeit- bzw. frequenzverschlüsselte Darstellung vorliegt. Als Normal dient nämlich der stabile Taktgenerator 40, insbesondere ein Quarzoszillator, hoher Frequenz f0, wobei 1/fo<<T ist und sowohl die Zeitspanne T0 als auch die Konstante A als eine bestimmte Anzahl von Taktschlägen des Taktgenerators 40 dargestellt werden. Die zeitlineare Frequenzrampe wird von einer zeitsequentiellen logischen Schaltung stufenveise angenähert, die, beginnend zum Zeitpunkt t = 0, aus der dichten Folge der Taktschläge gerade so viele auswählt, daß ihre Häufigkeit im Mittel der Zeit proportional und der Konstanten A verkehrt proportional ist.
  • Diese sequentielle Schaltung besteht bei dem Ausführungsbei spiel nach Fig.7 aus dem Häufigkeitsvervielfacher 41, dem modulo-A-Frequenzteiler 43 und dem Zähler 42, der den gleichen Modul wie der Häufigkeitsvervielfacher 41 aufweist.
  • Ein Häufigkeitsvervielfacher mit dem Modul M gibt von je M am Eingang übernommenen Impulsen m Impulse am Ausgang ab.
  • Dabei gilt 05 m< M.
  • Die Zahl m wird dem Häufigkeitsvervielfacher 41 als paralleles Digitalwort zugeführt.
  • Dadurch, daß der Eingang des Häufigkeitsvervielfachers 41 mit dem Taktgenerator 40 verbunden ist und m von einem modulo-M-Zähler 42 geliefert wird, dessen Zählerstand von 0 beginnend nach je A Taktschlägen um eins erhöht wird, gibt der Ausgang des Häufigkeitsvervielfachers 41 ein Signal, dessen Häufigkeit stufenweise mit der Zeit ansteigt, wobei die Breite einer Stufe proportional der Konstanten A ist.
  • Dieses Signal hat somit die geforderte Eigenschaft. Eine gute Annäherung an die Rampe kann erreicht werden, wenn die nullte Stufe nur die halbe Breite aufweist. Abweichungen von der Gleichverteilung der Impulse können durch wiederholtes Rücksetzen des Vervielfachers und Verwendung des zusätzlichen Vor-Teilers 44 ausreichend verkleinert werden.
  • Die Treppe startet zum Zeitpunkt t = 0, das Exklusiv-ODER-Gatter 29 öffnet das UND-Gatter 76 vom Zeitpunkt bis zum Zeitpunkt T bzw. vom Zeitpunkt 2 bis zum Zeitpunkt 20. . Der Vor-Teiler 44, welcher auf n/2 rückgesetzt wird, verkleinert den Abbruchfehler der Treppe. Die Gesamtzahl der durch das UND-Gatter 36 gelaufenen Impulse kann um i n/2 vom Sollwert abweichen, ohne daß die Anzeige gestört wird.
  • Zur Vermeidung des Abbruchfehlers wird der Modul n des Vor-Teilers 44 so gewahlt, daß die größtmöglicne Abweichung der Impulszahl am Ausgang des Häufigkeitsvervielfachers 41 von der eines idealen Frequenzrampengenerators im Intervall Tmax - T0 kleiner als n/2 ist. Tmax entspricht der Schwingungsdauer eines Präparates, dessen Dichte die Meßbereichsgrenze darstellt.
  • Um bei digitaler Darstellung der Zeitdauer 20 eine Feinverstellung dieser Zeitdauer zu ermöglichen, ist es vorteilhaft den Zeitgeber 10 nach Fig.7 und den Zeitgeber 10 nach Fig.5 in Kaskade zu schalten, da der Widerstand 16 nach Fig.5 auf einfachere Weise verändert werden kann als das Kodewort des Dekodiergatters 38 nach Fig.7. Wird auch hier der Zeitgeber 10 temperaturabhängig gestaltet bzw.
  • als Widerstand 16 ein temperaturabhängiger Widerstand, z.B.
  • ein Thermistor, verwendet und mit dem Schwinger 1 (Fig.2) thermisch gekoppelt, so ergibt sich auch hier die einfache Möglichkeit einer thermischen Kompensation für die Erzeugung der Zeitdauer 20.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können anstelle der in Big.2 gezeigten Erregeranordnung auch andere Systeme zur Erregung, wie optpelektrische, piezoelektrische oder elektrostatische Erregeranordnungen verwendet werden.
  • L e e r s e i t e

Claims (16)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten und Gasen aus der Periodendauer eines mit einem Präparat gefüllten Schwingers, zu dessen Anregung ein Erregerverstärker vorgesehen ist, der den Schwinger in seiner mechanischen Resonanzfrequenz anregt und der ein periodisches elektrisches Signal abgibt, welches in seiner Periode mit der Periode des Schwingers oder einem Vielfachen davon übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Erregerverstärkers (2), insbesondere über einen modulo-p-Teiler (8) mit dem Auslöseeingang eines Zeitgebers (10), dem Steuereingang eines Rampengenerators (9) und dem einen Steuereingang (b) eines Totalisators (11), der Ausgang des Rampengenerators (9) mit dem Signaleingang des Totalisators (11) und der Ausgang des Zeitgebers (10) mit einem zweiten Steuereingang (a) des 'Cotalisators (11) in Verbindung stehen, wobei zu einem dem Beginn einer Schwingungsperiode bzw. einem Vielfachen derselben entsprechenden Zeitpunkt der Zeitgeber (10), welcher nach dem Ablauf einer Zeitspanne, die der Periode oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periode des mit einem Referenzpräparat gefüllten bzw. evakuierten Schwingers (1) entspricht, ein Ausgangssignal abgibt, und der Rampengenerator (9) angestoßen werden und wobei der Totalisator (11) während der Zeit-differenz zwischen dem Ausgangs signal des Zeitgebers (10) und dem Ende der Schwingerperiode bzw. einem Vielfachen derselben das Zeitintegral des Ausgangssignals des Rampengenerators (9) bildet.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kusgang des Totalisators (11) mit einer Anzeigevorrichtung (13), die einen Speicher (31) enthält, verbunden ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der insbesondere eine monostabile Kippstufe (14) aufweisende Zeitgeber (10) ein RC-Glied (15,16) enthält, dessen Zeitkonstante gleich der Periode des mit einem Referenzpräparat gefüllten oder evakuierten Schwingers (1) bzw. einem Vielfachen derselben ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (10), insbesondere der Widerstand des RC-Gliedes (15,16) temperaturabhängig gestaltet und mit dem Schwinger (1) thermisch gekoppelt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (10) einen Zähler (37) enthält, an dessen Ausgänge ein Vorwahlgatter bzw. Dekodiergatter (38) und an dessen Takteingang über ein Zählertor (39) ein Taktgenerator (40) angeschlossen ist, wobei die zur Erreichung der Vorwahlzahl erforderliche Zeit gleich ist der Zeit der Periode des mit einem Referenzpräparat gefüllten oder evakuierten Schwingers (1) bzw. einem Vielfachen derselben.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ein RO-Glied (15,16) aufweisende Zeitgeber und der einen Zähler (37) aufweisende Zeitgeber in Kaskade geschaltet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rampengenerator (9) als synchronisierbarer Sägezahngenerator (17,18,19,21) ausgebildet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der insbesondere einen Integrator (23,24,25) aufweisende Totalisator (11) einen Integrationskondensator (24) enthält.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Lade- und Entladevorganges des Integrationskondensators (24) ein oder mehrere Schalter (26) vorgesehen sind.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Totalisators (11) über einen steuerbaren Schalter (32) ein die Dichte anzeigender Spannungsmesser (30) angeschlossen ist, dem ein Speicherkondensator (31) parallelgeschaltet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rampengenerator (9) einen Häufigkeitsvervielfacher (41) enthält, an dessen Takteingang ein Taktgenerator (40) und an dessen Vervielfachereingänge die Ausgänge eines Zählers (42) angeschlossen sind, dessen Takteingang zur Einstellung der mittleren Steigung der die Rampe annähernden Treppe über einen Frequenzteiler (43) mit variablem Modul mit dem Taktgenerator (40) verbunden ist, wobei die Rücksetzeingänge des Häufigkeitsvervielfachers (41), des Zählers (42) und des Frequenzteilers (43) zur Rücksetzung derselben zu Beginn einer Schwingungsperiode bzw. eines Vielfachen derselben mit dem Ausgang des Erregerverstärkers (2) bzw. des diesem nachgeschalteten modulo-p-eilers (8) in Verbindung stehen.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rampengenerator (9) einen Spannungs-Frequenzwandler (34) enthält, dessen Spannungseingang an den Ausgang eines synchronisierbaren Sägezahngenerators (17,18,19,21) angeschlossen ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Totalisator (11) einen Zähler (45) enthält, dessen Takteingang, insbesondere über einen Frequenzteiler (44), an den Ausgang eines Zählertores (36) angeschlossen ist, dessen Takteingang mit dem Ausgang des Rampengenerators (9) in Verbindung steht, wobei der Zähler (45) das Zeitintegral über die treppenförmig bzw. rampenförmig ansteigende Frequenz des Ausgangssignals des Rampengenerators (g) bildet.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Totalisator (11) ein Exklusiv-ODER-Gatter (29) zur Darstellung des Absolutbetrages der Zeitdifferenz zwischen der Periode des das Meßpräparat enthaltenden Schwingers (1) bzw. eines Vielfachen derselben und der Periode des mit einem Referenzpräparat gefüllten bzw.
    evakuierten Schwingers (1) bzw. dem Vielfachen derselben enthält.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (45) ein Auf- und Abwärtszähler ist, dessen Ruhezustand dem Zahlenwert der Dichte eines Referenzpräparates entspricht.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Zählers (45) übr einen Digitalspeicher eine Digitalanzeige (13) angeschlossen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3609489A1 (de) * 1986-02-24 1987-08-27 Hatschek Rudolf A Einrichtung zur ermittlung der dichte
US4876879A (en) * 1988-08-23 1989-10-31 Ruesch James R Apparatus and methods for measuring the density of an unknown fluid using a Coriolis meter
EP0538235A1 (de) * 1991-10-14 1993-04-21 Hans O. Univ.-Prof. Dr. Leopold Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten und Gasen aus der Periodendauer eines mit einem Präparat gefüllten Messschwingers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT394784B (de) * 1990-11-22 1992-06-25 Hans Dr Stabinger Vorrichtung zur bestimmung der dichte von fluessigkeiten und gasen aus der periodendauer eines mit einem praeparat gefuellten schwingers
US5339258A (en) * 1990-11-22 1994-08-16 Hans Stabinger Apparatus for determining the density of liquids and gases from a period of an oscillator filled with a test sample

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Biomedizinische Technik, Bd.22, H.10, 1977, S.231-235 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609489A1 (de) * 1986-02-24 1987-08-27 Hatschek Rudolf A Einrichtung zur ermittlung der dichte
US4876879A (en) * 1988-08-23 1989-10-31 Ruesch James R Apparatus and methods for measuring the density of an unknown fluid using a Coriolis meter
EP0538235A1 (de) * 1991-10-14 1993-04-21 Hans O. Univ.-Prof. Dr. Leopold Vorrichtung zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten und Gasen aus der Periodendauer eines mit einem Präparat gefüllten Messschwingers

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