JPS596376B2 - 振動式密度計 - Google Patents
振動式密度計Info
- Publication number
- JPS596376B2 JPS596376B2 JP7519278A JP7519278A JPS596376B2 JP S596376 B2 JPS596376 B2 JP S596376B2 JP 7519278 A JP7519278 A JP 7519278A JP 7519278 A JP7519278 A JP 7519278A JP S596376 B2 JPS596376 B2 JP S596376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- density
- elastic membrane
- density meter
- fluid
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、両端が少くとも固定された状態で被測定流体
中に配置された弾性体の固有振動数が被測定流体の密度
に関連して変化することを利用した振動式密度計に関す
るものである。
中に配置された弾性体の固有振動数が被測定流体の密度
に関連して変化することを利用した振動式密度計に関す
るものである。
一般に、上記弾性体の振動は、等価的に、二次。
系の振動として表わすことができる。すなわち、弾性体
の固有振動数ωｏは次式で示される。ｌｏ−Ｔ□ （ハ ただし、 Ｍ：弾性体の等価質量 に：弾性体の等価ばね定数 ρ ：被測定流体の密度 ρ ：弾性体の密度 α ：密度感度 厚さがれが長さをの両端固定はりを例にとれば、密度感
度αはを／れに比例する。
の固有振動数ωｏは次式で示される。ｌｏ−Ｔ□ （ハ ただし、 Ｍ：弾性体の等価質量 に：弾性体の等価ばね定数 ρ ：被測定流体の密度 ρ ：弾性体の密度 α ：密度感度 厚さがれが長さをの両端固定はりを例にとれば、密度感
度αはを／れに比例する。
密度計として用いる場合、特に気体を被測定流体とする
密度計として用いる場合、上記密度感度αを大きく選ぶ
必要がある。しかし、従来装置において密度感度αを大
きくすると、（１）式より明らかなように、ωｏが減少
することになる。この種の密度計において、上記弾性体
は共振子として機能しこの弾性体を含む発振回路が構成
されている。
密度計として用いる場合、上記密度感度αを大きく選ぶ
必要がある。しかし、従来装置において密度感度αを大
きくすると、（１）式より明らかなように、ωｏが減少
することになる。この種の密度計において、上記弾性体
は共振子として機能しこの弾性体を含む発振回路が構成
されている。
このため、上記固有振動数ω。は発振回路のＱとの関係
から一定範囲に保たれる必要がある。たとえば、ωｏが
高過ぎると音響的効果により密度感度αが減少しＱも低
下する。また低過ぎると振動の絶縁が難しくなりＱが低
下して精度が落ちる。したがつて、従来装置においては
、ωｏの下限値との関係から、密度感度αを一定値以上
に上げることは不可能であつた。本発明の目的は、上記
問題点を解決し、密度感度αの大きい密度計を実現する
ことにある。
から一定範囲に保たれる必要がある。たとえば、ωｏが
高過ぎると音響的効果により密度感度αが減少しＱも低
下する。また低過ぎると振動の絶縁が難しくなりＱが低
下して精度が落ちる。したがつて、従来装置においては
、ωｏの下限値との関係から、密度感度αを一定値以上
に上げることは不可能であつた。本発明の目的は、上記
問題点を解決し、密度感度αの大きい密度計を実現する
ことにある。
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。第１図は本
発明に係る振動式密度計の検出部の一実施例を示す部分
断面図、第２図は第１図ＡＡ′断面図である。第１図お
よび第２図において、１は一定の張力が与えられた状態
の弾性膜、２はリングである。リング２は上部および下
部に平担部を有した二つのブロック２Ａ、２Ｂから成り
、これらのブロック２Ａ、２Ｂは一定の張力が加えられ
た弾性膜１を両側から押さえるようにして配置され、そ
の状態で結合（電子ビーム溶接）されている。３はハウ
ジング、４，５は内周面がリング２に、また外周面がハ
ウジング３にそれぞれＴＩＧ溶接されたダイアフラムで
ある。
発明に係る振動式密度計の検出部の一実施例を示す部分
断面図、第２図は第１図ＡＡ′断面図である。第１図お
よび第２図において、１は一定の張力が与えられた状態
の弾性膜、２はリングである。リング２は上部および下
部に平担部を有した二つのブロック２Ａ、２Ｂから成り
、これらのブロック２Ａ、２Ｂは一定の張力が加えられ
た弾性膜１を両側から押さえるようにして配置され、そ
の状態で結合（電子ビーム溶接）されている。３はハウ
ジング、４，５は内周面がリング２に、また外周面がハ
ウジング３にそれぞれＴＩＧ溶接されたダイアフラムで
ある。
このダイアフラム４，５は、その中央にリング２の穴径
とほぼ同一の穴があけられている。また、ばね定数（剛
性）が小さいものである。６はプロツク２の上側平担部
に接着された圧電素子、７は下側平担部に接着された圧
電素子である。
とほぼ同一の穴があけられている。また、ばね定数（剛
性）が小さいものである。６はプロツク２の上側平担部
に接着された圧電素子、７は下側平担部に接着された圧
電素子である。
圧電素子６は弾性膜１を振動させる駆動用として用いる
ものであり、圧電素子７は弾性膜１の振動検出用のもの
である。圧電素子５，６のリード線は、ハウジング３の
ハーメチツクシール部３１，３２を介して外部に取り出
されている。なお、ハウジング３内の空隙には、シリコ
ンオイル等の非圧縮性流体が封入されている。ハウジン
グ３の穴３３はこのオイル封入用の穴で、鋼球３４は封
止のため穴３３内に圧入されている。弾性膜１、圧電素
子６，７等を含む発振回路によつて、弾性膜１は、従来
装置と同様、その固有振動数ω。
ものであり、圧電素子７は弾性膜１の振動検出用のもの
である。圧電素子５，６のリード線は、ハウジング３の
ハーメチツクシール部３１，３２を介して外部に取り出
されている。なお、ハウジング３内の空隙には、シリコ
ンオイル等の非圧縮性流体が封入されている。ハウジン
グ３の穴３３はこのオイル封入用の穴で、鋼球３４は封
止のため穴３３内に圧入されている。弾性膜１、圧電素
子６，７等を含む発振回路によつて、弾性膜１は、従来
装置と同様、その固有振動数ω。
でもつて振動する。次に本発明装置の回路構成の一実施
例第３図に示す。第３図において、１０１は圧電素子７
の出力信号を一定の信号レベルまで増幅する信号変換回
路、１０２は信号変換回路１０１の出力信号を入力信号
とする可変利得増幅器、１０３は可変利得増幅器１０２
の出力信号に対し９０度位相の遅れた信号を出力する位
相遅れ回路である。１０４は位相遅れ回路１０３の出力
信号を入力信号とする電力増幅器、１０５は電力増幅器
１０４の出力振幅が一定となるように可変利得増幅器１
０２の利得を調節する振幅制御回路、１０６は電力増幅
器１０４の出力電圧を高電圧に変換し圧電素子６に加え
るトランスである。
例第３図に示す。第３図において、１０１は圧電素子７
の出力信号を一定の信号レベルまで増幅する信号変換回
路、１０２は信号変換回路１０１の出力信号を入力信号
とする可変利得増幅器、１０３は可変利得増幅器１０２
の出力信号に対し９０度位相の遅れた信号を出力する位
相遅れ回路である。１０４は位相遅れ回路１０３の出力
信号を入力信号とする電力増幅器、１０５は電力増幅器
１０４の出力振幅が一定となるように可変利得増幅器１
０２の利得を調節する振幅制御回路、１０６は電力増幅
器１０４の出力電圧を高電圧に変換し圧電素子６に加え
るトランスである。
１０７は電力増幅器１０４の出力信号を入力信号とする
波形整形回路である。
波形整形回路である。
この波形整形回路１０７の出力周波数は、弾性膜１の固
有振動数ωｏに相当したものとなる。したがつて、この
出力周波数から密度を求めることができることになる。
本発明装置のように弾性体として一定の張力Ｔでもつて
張られた弾性膜１を用いると、弾性膜１の固有振動数ω
。
有振動数ωｏに相当したものとなる。したがつて、この
出力周波数から密度を求めることができることになる。
本発明装置のように弾性体として一定の張力Ｔでもつて
張られた弾性膜１を用いると、弾性膜１の固有振動数ω
。
と張力Ｔの平方根Ｔとが比例することから、第１式にお
ける等価ばね定数Ｋを増大することができることになる
。したがつて、密度感度αを大きくとつても、張力Ｔを
与えることにより、固有振動数ω。を一定値以上に保持
することができ、従来装置の問題点を解決できる。また
、やわらかいダイアフラム４，５により振動の絶縁が行
われ、封入流体によつて圧力の悪影響が除去される。な
お、上記の説明においては、圧電素子でもつて弾性膜を
振動させるものを示したが、他の力たとえば電磁力や静
電力によつて振動させるように構成することもできる。
ける等価ばね定数Ｋを増大することができることになる
。したがつて、密度感度αを大きくとつても、張力Ｔを
与えることにより、固有振動数ω。を一定値以上に保持
することができ、従来装置の問題点を解決できる。また
、やわらかいダイアフラム４，５により振動の絶縁が行
われ、封入流体によつて圧力の悪影響が除去される。な
お、上記の説明においては、圧電素子でもつて弾性膜を
振動させるものを示したが、他の力たとえば電磁力や静
電力によつて振動させるように構成することもできる。
また、リングは必ずしも円形である必要はない。さらに
、弾性膜をリングの中心軸に直交するように取り付けて
も良い。以上説明したように、本発明によれば、弾性体
の固有振動数を下げることなく、密度感度を上げること
ができ、気体等の密度測定が可能な振動式密度計を実現
できる。
、弾性膜をリングの中心軸に直交するように取り付けて
も良い。以上説明したように、本発明によれば、弾性体
の固有振動数を下げることなく、密度感度を上げること
ができ、気体等の密度測定が可能な振動式密度計を実現
できる。
第１図は本発明に係る振動式密度計の一実施例を示す部
分断面図、第２図は第１図のＡＡ′断面図、第３図は本
発明装置の一実施例の電部回路図である。 １・・・・・・弾性膜、２・・・・・・リング、３・・
・・・・ハウジング、４，５・・・・・・ダイアフラム
、６，７・・・・・・圧電素子。
分断面図、第２図は第１図のＡＡ′断面図、第３図は本
発明装置の一実施例の電部回路図である。 １・・・・・・弾性膜、２・・・・・・リング、３・・
・・・・ハウジング、４，５・・・・・・ダイアフラム
、６，７・・・・・・圧電素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両端が少くとも固定された状態で被測定流体中に配
置された弾性体の固有振動数が被測定流体の密度に関連
して変化することを利用した振動式密度計において、弾
性体として、一定の張力が加えられた状態で固定された
弾性膜を用いたことを特徴とする振動式密度計。 ２ 弾性膜と、この弾性膜を一定の張力を与えた状態で
内側に保持するリングと、このリングを弾性的に支持す
るハウジングとを具備し、前記弾性膜の振動数に応じた
信号から弾性膜周辺の被測定流体の密度を求めるように
した特許請求の範囲第１項記載の振動式密度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7519278A JPS596376B2 (ja) | 1978-06-21 | 1978-06-21 | 振動式密度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7519278A JPS596376B2 (ja) | 1978-06-21 | 1978-06-21 | 振動式密度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS551580A JPS551580A (en) | 1980-01-08 |
| JPS596376B2 true JPS596376B2 (ja) | 1984-02-10 |
Family
ID=13569077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7519278A Expired JPS596376B2 (ja) | 1978-06-21 | 1978-06-21 | 振動式密度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596376B2 (ja) |
-
1978
- 1978-06-21 JP JP7519278A patent/JPS596376B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS551580A (en) | 1980-01-08 |
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