JP2816992B2 - Acoustic density meter - Google Patents

Acoustic density meter

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JP2816992B2
JP2816992B2 JP22840089A JP22840089A JP2816992B2 JP 2816992 B2 JP2816992 B2 JP 2816992B2 JP 22840089 A JP22840089 A JP 22840089A JP 22840089 A JP22840089 A JP 22840089A JP 2816992 B2 JP2816992 B2 JP 2816992B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体および液体の密度を測定する装置、特
に被測定流体に振動的な加速度が加えられたときに発生
する圧力勾配変動から流体の密度を測定する装置にかか
わる。
The present invention relates to an apparatus for measuring the density of a gas and a liquid, and particularly to an apparatus for measuring the density of a fluid from a pressure gradient fluctuation generated when an oscillating acceleration is applied to a fluid to be measured. Concerned.

流体密度の従来の測定法には次のような方法がある。
実験室的な方法として、一定体積の被測定流体の重量を
測定する方法、浮ひょう・ガス天秤など流体による浮力
を利用する方法。プロセスラインなどにおいて密度を時
々刻々測定する目的に適した方法として、被測定流体を
満たした管や被測定流体中に浸した振動片の共振周波数
が流体密度によって変化することを利用した方法、正対
する二つの羽根車の一方を回転させたときに他方に発生
するトルクが羽根車のまわりの流体の密度によって変化
することを利用した方法、一定の高さの液柱圧を測定す
る方法、ガンマ線吸収の割合が物質の密度によって変化
することを利用した方法などである。
Conventional methods for measuring fluid density include the following.
As a laboratory method, a method of measuring the weight of a fluid to be measured having a fixed volume, a method of utilizing buoyancy by a fluid such as a float and a gas balance. As a method suitable for the purpose of measuring the density momentarily in a process line or the like, a method utilizing the fact that the resonance frequency of a tube filled with a fluid to be measured or a vibrating piece immersed in the fluid to be measured changes with the fluid density, A method that utilizes the fact that the torque generated in one of the two impellers when it rotates is changed by the density of the fluid around the impeller, a method that measures the liquid column pressure at a fixed height, and a gamma ray There is a method utilizing the fact that the ratio of absorption changes depending on the density of the substance.

以上に説明した従来方法とは別に、L字形のピトー管
を振動させて管内の流体に振動的な加速度を与え、その
ときにピトー管の根本に生じる圧力変動を検出して管内
の流体の密度を測定する方法がある。しかし、この方法
はL字形のピトー管を既知の大きさの加速度で振動させ
るための特別な駆動装置が必要であり、測定装置が複雑
な構造となる。また、流体に加えられる加速度と同相の
圧力変動が外来雑音として存在すると、密度測定に誤差
を生じる。
Apart from the conventional method described above, the L-shaped pitot tube is vibrated to give an oscillating acceleration to the fluid in the tube, and at that time, the pressure fluctuation occurring at the root of the pitot tube is detected and the density of the fluid in the tube is detected. There is a way to measure However, this method requires a special driving device for oscillating the L-shaped pitot tube at an acceleration of a known magnitude, and the measuring device has a complicated structure. Also, if pressure fluctuation in the same phase as the acceleration applied to the fluid is present as external noise, an error occurs in the density measurement.

本発明も流体に振動的な加速度を与えときの圧力変化
を検出するものであるが、上記の方法のように流体に入
っている管全体を加振するのではなく、静止した管内で
流体だけを加振するものである。したがって本発明で
は、特別な駆動装置は必要ではなく、流体を加振するた
めに音響用のスピーカーやルーツブロア型のポンプなど
通常の安価な装置を利用することができ、装置の構造も
単純にすることが可能である。また、被測定流体に加え
られる加速度と同相の外来雑音が存在する場合も、本発
明では圧力勾配の変動を検出しているため、影響を受け
ることがない。原理上も、上記の方法は、ピトー管内部
の流体柱が一個の物体として加速度を受けたときの慣性
力によって、流体の密度に比例した圧力変動が管根本に
生じることを利用しているのに対して、本発明は、静止
した管内で流体が加速度を有する運動をすることによっ
て生じる圧力勾配変動を利用するもので、その圧力勾配
変動は流体の運動方程式(ナビエ・ストークスの方程
式)によって律せられる、という相違がある。以上を要
するに、本発明の目的は、被測定流体の温度、圧力、粘
性に影響されにくく、構造が簡単で取り扱いの簡便な密
度計を、従来の方法と異なる新しい動作原理に基づいて
実現することである。
The present invention also detects a pressure change when an oscillating acceleration is applied to a fluid, but instead of vibrating the entire pipe containing the fluid as in the above-described method, only the fluid in a stationary pipe is used. Is to be excited. Therefore, in the present invention, a special drive device is not required, and ordinary inexpensive devices such as an acoustic speaker and a Roots blower type pump can be used to excite the fluid, and the structure of the device is also simplified. It is possible. Also, in the case where external noise having the same phase as the acceleration applied to the fluid to be measured is present, the present invention detects the fluctuation of the pressure gradient and is not affected. In principle, the above method utilizes the fact that pressure fluctuation proportional to the density of the fluid occurs at the root of the pipe due to the inertial force when the fluid column inside the pitot tube is accelerated as a single object. On the other hand, the present invention utilizes the pressure gradient fluctuation caused by the fluid moving with acceleration in a stationary pipe, and the pressure gradient fluctuation is governed by the equation of motion of the fluid (Navier-Stokes equation). There is a difference. In summary, an object of the present invention is to realize a density meter which is hardly affected by the temperature, pressure and viscosity of a fluid to be measured, has a simple structure and is easy to handle, based on a new operating principle different from the conventional method. It is.

以下、実施例に対応した第1図を用いて、本発明の構
成について説明する。第1図において、1は密度ρの被
測定流体の流れる管、2は、1に接続され被測定流体が
満たされた測定管である。3および3′は、間隔 だけ隔てて測定管2に接続された導圧管で、差圧変換器
7に圧力を導く。4は測定管2の端につながり管1に接
続する背管である。5は測定管2に固定されたスピーカ
で、増幅器8によって駆動され、2の中の流体を振動さ
せる。背管4は、スピーカ5の振動膜の前後の圧力をほ
ぼ等しくする為に設けられたもので、管1内の圧力がほ
ぼ大気圧に等しい様な場合には、必ずしも設ける必要は
ない。また、測定管2の上流側で1に接続しても構わな
い。差圧検出器7は、後に説明するように、測定管2の
なかの圧力勾配を検出するために用いられている。6は
スピーカ5の振動板の振動速度を検出する速度ピックア
ック、9は引き算器、10は一定周波数の正弦波sinωt
を出力する正弦波発振器である。5、6、8および9は
速度サーボ系を構成しており、スピーカ5の振動板は、
正弦波発振器10の出力信号sinωtと同相同波形で一定
振幅の速度で振動する。発振器10の周波数を、被測定流
体の振動による音の波長が測定管2の全長より十分長く
なるような低い周波数にすると、2のなかの流体は一体
となって管軸方向に振動し、その振動速度uも、sinω
tと同相同波形で一定振幅の信号uosinωtとなる。11
は移相器で、10の出力信号の移相を90゜進めて、cosω
tを出力する。12および12′は乗算器、13および13′は
ローパスフィルタである。差圧変換器7の出力信号は、
乗算器12によって正弦波発振器10の出力信号sinωtと
乗算され、12の出力はローパスフィルタ13によって平滑
されて信号Exとなる。同じ様に、差圧変換器7の出力信
号と移相器11の出力信号cosωtとは、12′によって乗
算され、13′によって平滑されて信号Eyとなる。要する
に、12、12′、13、13′は同期整流回路を構成してい
て、差圧変換器7の出力信号のうちの、sinωtと同相
の成分の大きさを表わす信号Exおよびcosωtと同相の
成分の大きさを表わす信号Eyを出力するとともに、雑音
成分を除く役割を果たしている。14は引き算器、15は指
示計器である。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to FIG. 1 corresponding to the embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pipe through which a fluid to be measured having a density ρ flows, and 2 denotes a measuring pipe connected to 1 and filled with the fluid to be measured. 3 and 3 'are intervals The pressure is led to the differential pressure transducer 7 by a pressure guiding tube connected to the measuring pipe 2 at a distance. Reference numeral 4 denotes a back pipe connected to the end of the measurement pipe 2 and connected to the pipe 1. Reference numeral 5 denotes a speaker fixed to the measuring tube 2, which is driven by the amplifier 8 and vibrates the fluid in 2. The back tube 4 is provided to make the pressure before and after the diaphragm of the speaker 5 substantially equal. When the pressure in the tube 1 is almost equal to the atmospheric pressure, the back tube 4 is not necessarily provided. Further, it may be connected to 1 on the upstream side of the measuring tube 2. The differential pressure detector 7 is used for detecting a pressure gradient in the measurement tube 2 as described later. 6 is a speed pick-up for detecting the vibration speed of the diaphragm of the speaker 5, 9 is a subtractor, and 10 is a sine wave sinωt having a constant frequency.
Is a sine wave oscillator. 5, 6, 8 and 9 constitute a speed servo system, and the diaphragm of the speaker 5
It oscillates at a constant amplitude speed with the same waveform as the output signal sinωt of the sine wave oscillator 10. When the frequency of the oscillator 10 is set to a low frequency such that the wavelength of the sound caused by the vibration of the fluid to be measured is sufficiently longer than the entire length of the measuring tube 2, the fluid in the unit 2 vibrates integrally in the tube axis direction. The vibration speed u is also sinω
A signal u o sin ωt having the same homologous waveform as t and a constant amplitude is obtained. 11
Is a phase shifter, which advances the phase of 10 output signals by 90 °, and cosω
Output t. 12 and 12 'are multipliers, and 13 and 13' are low-pass filters. The output signal of the differential pressure converter 7 is
Is multiplied by the output signal sinωt sine wave oscillator 10 by a multiplier 12, the output of 12 becomes a signal E x is smoothed by the low pass filter 13. Similarly, the output signal cosωt output signal and the phase shifter 11 of the differential pressure transducer 7, 'is multiplied by 13' 12 becomes smoothed by the signal E y by. In short, 12, 12 ', 13, 13' are constituted the synchronous rectifier circuit, of the output signal of the differential pressure transducer 7, signals E x and cosωt in phase representing the magnitude of the component of sinωt and phase outputs a signal E y representing the magnitude of the component of, and serves to remove a noise component. 14 is a subtractor and 15 is an indicating instrument.

測定管2のなかの流体が速度uで管軸方向に運動して
いるとき、次の運動方程式が成り立つ。
When the fluid in the measurement tube 2 is moving in the direction of the tube axis at the speed u, the following equation of motion is established.

ρ・∂u/∂t=−∂p/∂x (1) ここでtは時間を、pは圧力を、xは管軸方向の距離
を表わす。上述のようにu=uo sinωtであるから、流
体の加速度∂u/∂tはωuocosωtに等しい。一方、振
動速度の周波数は、波長が測定管2の全長より十分長く
なるような低い周波数であるから、2のなかの軸方向圧
力勾配はいたる所で等しい。従って、測定管2のなかで
距離 だけ隔てて測定した差圧をΔpとすると、 が成り立ち、差圧Δpは、圧力勾配∂p/∂xに比例す
る。(1)(2)式より であり、差圧Δpは余弦波信号になる。従って信号Ey
Δpの振幅に比例した信号となり、 とωuoの大きさが一定であるから、Eyは流体の密度ρの
大きさを表わす信号になる。他方、信号Exはゼロであ
る。第1図において、Eyを指示計器に直接入力するので
はなく、信号Exを引き去ったのちに指示計器に入力して
いるのでは、粘性の大きな流体の密度も正確に測定でき
るようにするためである。
ρ∂u / ∂t = -∂p / ∂x (1) where t represents time, p represents pressure, and x represents distance in the tube axis direction. Because it is u = u o sinωt as described above, the acceleration ∂u / ∂t fluid is equal to? U o cos .omega.t. On the other hand, the frequency of the vibration velocity is such a low frequency that the wavelength is sufficiently longer than the entire length of the measuring tube 2, so that the axial pressure gradients in 2 are equal everywhere. Therefore, the distance in the measuring tube 2 Let Δp be the differential pressure measured at a distance of Holds, and the differential pressure Δp is proportional to the pressure gradient Δp / Δx. From equations (1) and (2) And the differential pressure Δp becomes a cosine wave signal. Therefore, the signal E y becomes a signal proportional to the amplitude of Δp, Because the size of the? U o is constant, E y is the signal representing the magnitude of density of the fluid [rho. On the other hand, the signal Ex is zero. In Figure 1, rather than entering directly the E y to indicating instrument, than is input to the indicating instrument in After Hikisa' signals E x, as the density of large fluid viscosity can be accurately measured To do that.

次に、流体の粘性が大きく、その影響が現われた場合
について述べる。いま測定管2が円断面の管であるとし
て説明すると、粘性の影響があるときの差圧Δpは、運
動方程式から 但しγ=(2μ/ρω)1/2/a μは粘性計数、aは管2の内半径 と求められる。すなわち、Δpに振動速度に比例する成
分(sinωtの成分)が現われるとともに、加速度に比
例する成分(conωtの成分)が粘性のない場合よりも
増大する。(4)式から分かるように、信号Eyは粘性が
ない場合の(1+γ)倍の大きさになり、信号Exは、粘
性がない場合のEyのγ倍の信号となる。それゆえ、引き
算器14によって、EyからExを引き去ることで、粘性が大
きい流体の場合にも正しい密度を測定することができ
る。測定管2が円断面でなくても、(4)式と同様の関
係式が成り立つから(γの大きさは異なる)、同様の構
成で密度測定が可能である。なお(4)式からわかるよ
うに、測定管2の半径aを大きくし、正弦波発振器10の
角周波数ωを大きくすると、粘性の影響は小さくなる。
適当なaとωを選択すれば、特に粘性の大きい流体の場
合を除いて、粘性の影響はほとんど無視しうる。この場
合には、信号Eyを指示計器15に直接入力して、密度系を
構成できる。
Next, the case where the viscosity of the fluid is large and the influence thereof appears will be described. Now, assuming that the measuring pipe 2 is a pipe having a circular cross section, the differential pressure Δp when there is an influence of viscosity is obtained from the equation of motion. Here, γ = (2μ / ρω) 1/2 / a μ is obtained as the viscosity coefficient, and a is obtained as the inner radius of the tube 2. That is, a component proportional to the vibration velocity (sin ωt component) appears in Δp, and a component proportional to the acceleration (conωt component) increases as compared with the case where there is no viscosity. As can be seen from equation (4), the signal E y becomes (1 + gamma) times the magnitude in the absence of viscosity, the signal E x is a gamma multiple of the signal E y in the absence of viscosity. Therefore, by subtracting E x from E y by the subtractor 14, the correct density can be measured even in the case of a highly viscous fluid. Even if the measuring tube 2 does not have a circular cross section, since the same relational expression as the expression (4) holds (the magnitude of γ is different), the density measurement can be performed with the same configuration. As can be seen from equation (4), when the radius a of the measuring tube 2 is increased and the angular frequency ω of the sine wave oscillator 10 is increased, the influence of the viscosity is reduced.
If appropriate a and ω are selected, the effect of the viscosity can be almost neglected except for a fluid having a particularly high viscosity. In this case, directly input signals E y to an indicating instrument 15, can be configured density system.

第1図の実施例の場合、測定管2の形状が単純である
から、本管1を流れる流体の密度が変化した場合にも、
測定管内の流体は比較的短時間の間に入れ換わって、本
管内の流体と同じ密度になる。しかし、その所要時間
は、本管1の中の流れの速度などによって変化する。こ
の欠点を解決したのが第2図の実施例である。第2図に
おいて、16はサンプリングポンプで、一定体積の流体
を、本管1から測定管2をとおして吸入し、背管4をと
おして1へ吐出する。これによって、本管内の流体密度
が変化したときに、一定の短い時間の管に測定管内の流
体密度が本管内の密度と等しくなる。ここでポンプとし
て、脈動的に流体を吸入・吐出する型のものを使用す
る。すると測定管2内の流体の管軸方向速度もまた脈動
し、流体は振動的な加速度を受ける。例えば、ルーツブ
ロワを一定速度で回転させてやると、測定管2のなかの
流速は脈動し、しかも脈動波形はルーツブロワの形状と
回転速度によって決まる。すなわち本実施例では、被測
定流体のサンプリングと、被測定流体に加速度を加える
ことを、一つのサンプリングポンプによって行っている
のである。17はサンプリングポンプを駆動する電源であ
る。サンプリングポンプは、脈動による被測定流体中の
音の波長が測定管2の全長に比べて十分長くなる条件で
駆動されている。18は圧力変換器で、導圧管3により導
かれた測定管2内の圧力を検出している。測定管2のな
かには、流体の脈動にともなって軸方向圧力勾配の変動
が発生するが、脈動の周波数が低いから、圧力勾配は2
のなかのいたる所で等しい。一方、測定管2が本管1と
接続する管端では、圧力は一定である。従って、管端か
だけ離れた点の圧旅変動を圧力変換器によって測定する
ことは、測定管2内の圧力勾配の変動を測定するのに等
しい。なお、圧力検出器18は、測定管2ではなく、背管
4に取り付けても構わない。ただし、この場合は信号の
極性が反転する。19は同期信号発生装置では、流体の加
速度波形の基本波と同相で一定振幅の正弦波を出力す
る。12は乗算器、13はローパスフィルタ、15は指示計器
である。
In the embodiment of FIG. 1, since the shape of the measuring tube 2 is simple, even when the density of the fluid flowing through the main tube 1 changes,
The fluid in the measuring tube is replaced within a relatively short time and has the same density as the fluid in the main tube. However, the required time varies depending on the speed of the flow in the main pipe 1 and the like. The embodiment of FIG. 2 solves this disadvantage. In FIG. 2, reference numeral 16 denotes a sampling pump which sucks in a fixed volume of fluid from the main pipe 1 through the measuring pipe 2 and discharges the fluid through the back pipe 4 to 1. Thus, when the fluid density in the main tube changes, the fluid density in the measuring tube becomes equal to the density in the main tube for a certain short time. Here, a pump that suctions and discharges fluid in a pulsating manner is used. Then, the velocity of the fluid in the measuring pipe 2 in the axial direction also pulsates, and the fluid receives an oscillating acceleration. For example, when the Roots blower is rotated at a constant speed, the flow velocity in the measurement tube 2 pulsates, and the pulsation waveform is determined by the shape and the rotation speed of the Roots blower. That is, in this embodiment, sampling of the fluid to be measured and applying acceleration to the fluid to be measured are performed by one sampling pump. Reference numeral 17 denotes a power supply for driving the sampling pump. The sampling pump is driven under the condition that the wavelength of the sound in the fluid to be measured due to the pulsation is sufficiently longer than the entire length of the measuring tube 2. Reference numeral 18 denotes a pressure transducer which detects the pressure in the measuring pipe 2 guided by the pressure guiding pipe 3. Fluctuation of the pressure gradient in the axial direction occurs in the measurement tube 2 due to the pulsation of the fluid. However, since the frequency of the pulsation is low, the pressure gradient is 2.
Equal everywhere in the world. On the other hand, at the pipe end where the measuring pipe 2 is connected to the main pipe 1, the pressure is constant. Therefore, from the pipe end Measuring the pressure trajectory fluctuations at points just apart by a pressure transducer is equivalent to measuring the fluctuations of the pressure gradient in the measuring tube 2. Note that the pressure detector 18 may be attached to the back tube 4 instead of the measurement tube 2. However, in this case, the polarity of the signal is inverted. Reference numeral 19 denotes a synchronous signal generator which outputs a sine wave having a constant amplitude and the same phase as the fundamental wave of the acceleration waveform of the fluid. 12 is a multiplier, 13 is a low-pass filter, and 15 is an indicating instrument.

測定管2内の流速はサンプリングポンプ16の形状と運
転速度で決まるから、流体の加速度波形もまた決まり、
その脈動の大きさは一定である。そして測定管2のなか
の流体に対して、やはり運動方程式(1)が成り立つ。
従って、圧力変換器18の出力は、加速度波形と相似の波
形となり、その変動の大きさは被測定流体の密度に比例
する。同期信号発生装置19の出力と圧力変換器18の出力
を乗算して、平滑することによって、圧力勾配変動の基
本波成分の大きさに比例した信号Eoが得られる。圧力勾
配変動の基本波の大きさは、圧力勾配変動全体の大きさ
に比例するから、信号Eoは、被測定流体の密度に比例す
る。なおここで、同期検波を用い圧力勾配の基本波成分
から密度を求めたのは、本管1内の流れなどに起因する
雑音を除くためである。信号対雑音比が比較的大きい場
合には必ずしも同期検波を行う必要はなく、圧力変換器
出力をバンドパスフィルタに通し、これを整流すること
などによっても、密度に比例した信号を得ることができ
る。また他の同期信号発生装置により、サンプリングポ
ンプの回転に同期して適当な位相で正負が反転する、±
1の二値信号を発生させて同期検波を行ったり、加速度
波形そのものを発生させて相関検波を行ってもよい。
Since the flow velocity in the measuring tube 2 is determined by the shape and the operating speed of the sampling pump 16, the acceleration waveform of the fluid is also determined,
The magnitude of the pulsation is constant. The equation of motion (1) also holds for the fluid in the measuring tube 2.
Therefore, the output of the pressure transducer 18 has a waveform similar to the acceleration waveform, and the magnitude of the fluctuation is proportional to the density of the fluid to be measured. By multiplying the outputs of the pressure transducer 18 of the synchronizing signal generator 19, by smoothing, the signal E o which is proportional to the magnitude of the fundamental wave component of the pressure gradient change is obtained. The size of the fundamental wave of the pressure gradient change is proportional to the magnitude of the overall pressure gradient variations, signal E o is proportional to the density of the fluid to be measured. Here, the reason why the density is obtained from the fundamental wave component of the pressure gradient using the synchronous detection is to remove noise caused by the flow in the main pipe 1 and the like. When the signal-to-noise ratio is relatively large, it is not always necessary to perform synchronous detection, and a signal proportional to the density can be obtained by passing the output of the pressure transducer through a band-pass filter and rectifying the output. . Further, the polarity is inverted at an appropriate phase in synchronization with the rotation of the sampling pump by another synchronization signal generator, ±
Synchronous detection may be performed by generating a binary signal of 1, or correlation detection may be performed by generating an acceleration waveform itself.

これまで述べた原理から明らかなように、流体の流れ
る本管1自体にルーツブロワのようなポンプが接続され
ていて、流れに脈動がある場合には、測定用の管2や4
を設ける必要はなく、本管の圧力勾配を直接測定して、
密度を知ることができる。また、流体の粘性が大きい場
合には、第1図の実施例と同様に、流体の脈動速度に比
例した信号成分、すなわち加速度成分と直交する信号を
利用して粘性の影響を除くことができる。
As is apparent from the principle described above, when a pump such as a Roots blower is connected to the main pipe 1 through which the fluid flows and the flow has a pulsation, the measuring pipes 2 and 4 are used.
It is not necessary to measure the pressure gradient of the main pipe directly,
You can know the density. Further, when the viscosity of the fluid is large, the influence of the viscosity can be eliminated by using a signal component proportional to the pulsation speed of the fluid, that is, a signal orthogonal to the acceleration component, as in the embodiment of FIG. .

以上述べてきたように本発明は、流体の密度と加速度
および圧力勾配の間に成り立つ運動方程式に基づき、振
動的加速度とそれにともなって発生する圧力勾配変動を
知って密度を求めるものである。流体に加速度を加える
のに、第1図の実施例ではスピーカを用い、第2図の実
施例ではサンプリングポンプを用いた。このように、流
体に加速度を加える手段や、圧力勾配を検出する手段、
また信号処理を行う電子回路などは様々の方式を考える
ことができ、これら具体的な方式によって本発明の本質
が左右されるのではない。また、その用途が管内を流れ
る流体の密度測定に限らないことは言うまでもない。本
発明の動作原理は、最も基本的な分離方式の一つである
運動方程式に基づいている。このため、本発明の動作原
理は、温度、圧力などがいかなる条件にあっても成り立
つものである。従って、これらの条件に影響されること
なく密度を測定することが可能である。流体の粘性は運
動方程式に関わるが、その関係は明瞭にわかっているの
で、上述のように容易に影響を除くことができる。ま
た、本発明の密度計は、構造が単純で、コンパクトに実
現することが可能で、取り扱いが簡便であるという利点
を有する。さらに、流体中のゴミが可動部分に付着して
も影響を受けないことも本発明の特徴である。
As described above, according to the present invention, the density is obtained by knowing the oscillating acceleration and the pressure gradient fluctuation generated along with the vibrational acceleration, based on the equation of motion that is established between the density, the acceleration, and the pressure gradient of the fluid. In order to apply acceleration to the fluid, a speaker is used in the embodiment of FIG. 1, and a sampling pump is used in the embodiment of FIG. In this way, means for applying acceleration to the fluid, means for detecting the pressure gradient,
Various methods can be considered for an electronic circuit or the like that performs signal processing, and the essence of the present invention is not affected by these specific methods. It goes without saying that the application is not limited to the measurement of the density of the fluid flowing in the pipe. The operating principle of the present invention is based on the equation of motion, which is one of the most basic separation methods. For this reason, the operation principle of the present invention is valid regardless of temperature, pressure, and the like. Therefore, it is possible to measure the density without being affected by these conditions. The viscosity of the fluid is related to the equation of motion, but since the relationship is clearly understood, the influence can be easily eliminated as described above. Further, the density meter according to the present invention has an advantage that the structure is simple, it can be realized compactly, and the handling is simple. Furthermore, it is a feature of the present invention that dust in the fluid is not affected even if it adheres to the movable part.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例、第2図は本発明の他の実施
例である。 1……流体の流れる管、2……測定管、3、3′……導
圧管、4……背管、5……スピーカ、6……速度ピック
アップ、7……差圧変換器、8……増幅器、9……引き
算器、10……正弦波発振器、11……移相器、12、12′…
…乗算器、13、13′……ローパスフィルタ、14……引き
算器、15……指示計器、16……サンプリングポンプ、17
……電源、18……圧力変換器、19……同期信号発生装
置。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. 1 ... pipe through which fluid flows, 2 ... measurement pipe, 3 3 '... pressure guide pipe, 4 ... back pipe, 5 ... speaker, 6 ... speed pickup, 7 ... differential pressure transducer, 8 ... ... Amplifier, 9 ... Subtractor, 10 ... Sine wave oscillator, 11 ... Phase shifter, 12, 12 '...
... Multipliers, 13, 13 '... Low-pass filters, 14 ... Subtractors, 15 ... Indicating instruments, 16 ... Sampling pumps, 17
... power supply, 18 ... pressure transducer, 19 ... synchronization signal generator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 東京大学宇宙航空研究所報告、17、 [1(A)] (1981) 石井泰 P. 139−153,振動ピト−管−質量流量の新 しい測定法 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 9/00 - 9/36 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (56) References Report from the Institute of Space and Astronautics, The University of Tokyo, 17, [1 (A)] (1981) Yasushi Ishii, P. 139-153, New Measurement of Vibrating Pitot-Tube-Mass Flow Law (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 9/00-9/36 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】流体に満たされた静止した管と、この管内
の流体に振動的な加速度を加える手段と、上記管内の圧
力勾配の変動を測定する検出器とから構成され、上記検
出器により測定された圧力勾配と上記加速度とから、上
記管内の流体の密度を知ることを特徴とする密度計。
1. A stationary tube filled with a fluid, means for applying an oscillating acceleration to the fluid in the tube, and a detector for measuring a change in a pressure gradient in the tube. A density meter, wherein the density of the fluid in the pipe is known from the measured pressure gradient and the acceleration.
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東京大学宇宙航空研究所報告、17、[1(A)] (1981) 石井泰 P.139−153,振動ピト−管−質量流量の新しい測定法

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