NL1003654C2 - Method for measuring properties of media. - Google Patents
Method for measuring properties of media. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1003654C2 NL1003654C2 NL1003654A NL1003654A NL1003654C2 NL 1003654 C2 NL1003654 C2 NL 1003654C2 NL 1003654 A NL1003654 A NL 1003654A NL 1003654 A NL1003654 A NL 1003654A NL 1003654 C2 NL1003654 C2 NL 1003654C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- membrane
- properties
- medium
- measured
- frequency
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02818—Density, viscosity
Description
Titel: Werkwijze voor het meten van eigenschappen van media. BeschrijvingTitle: Method for measuring properties of media. Description
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het 5 meten van eigenschappen van media, waarbij een electrische trillingsinrichting wordt toegepast, welke is voorzien van een trillingsorgaan in de vorm van een membraan, dat in aanraking met een te meten medium wordt gebracht en met een verplaatsingsopnemer, waarmee de verplaatsing daarvan wordt 10 opgemeten, waarbij verder aan de trillingsinrichting een oscillatorsignaal wordt aangelegd. De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.The invention relates to a method for measuring properties of media, in which an electric vibration device is used, which is provided with a vibration member in the form of a membrane, which is brought into contact with a medium to be measured and with a displacement sensor , with which the displacement thereof is measured, further applying an oscillator signal to the vibrating device. The invention further relates to a device for performing this method.
Uit het Zwitserse octrooischrift 683 375 is een 15 meetinrichting bekend, met een huis en een membraan, dat met daartoe geëigende middelen in trilling wordt gebracht bij een frequentie, die overeenkomt met de eigen frequentie van het membraan. Deze bekende meetinrichting wordt in hoofdzaak gebruikt om de aanwezigheid of het niveau van een vloeistof 20 te meten. Hiertoe wordt het genoemde membraan aangebracht in de wand van een huis of een leiding, en wanneer het membraan in meer of mindere mate in aanraking komt met de vloeistof verandert het verloop van de resonantietrilling, hetgeen dan wordt opgemeten en waaruit geconcludeerd kan worden of er 25 vloeistof aanwezig is of welk niveau de vloeistof inneemt.Swiss patent 683 375 discloses a measuring device, with a housing and a membrane, which is vibrated by appropriate means at a frequency corresponding to the natural frequency of the membrane. This known measuring device is mainly used to measure the presence or the level of a liquid 20. To this end, the said membrane is placed in the wall of a house or a pipe, and when the membrane comes into contact to a greater or lesser extent with the liquid, the course of the resonance vibration changes, which is then measured and from which it can be concluded whether liquid is present or what level the liquid is ingesting.
Ook wordt in dit octrooischrift vermeld dat het mogelijk is om uit de invloed van de vloeistof op de frequentie en de amplitude van de trilling conclusies te trekken ten aanzien van bepaalde eigenschappen van de vloeistof zoals 30 viscositeit, dichtheid enz.It is also stated in this patent that it is possible to draw conclusions from the influence of the liquid on the frequency and the amplitude of the vibration with regard to certain properties of the liquid, such as viscosity, density, etc.
Een nadeel van deze bekende inrichting is, dat men van één resonantietrilling, nl. die bij de eigen frequentie, slechts twee meetwaarden opmeet, nl. de frequentie en de amplitude waaruit noodzakelijkerwijs slechts twee 35 stofeigenschappen kunnen worden vastgesteld. Deze stofeigenschappen kunnen dan slechts met betrekkelijk grote onnauwkeurigheid worden vastgesteld, omdat ook andere stofeigenschappen nog invloed hebben op het verloop van de 1003654.A drawback of this known device is that of one resonance vibration, namely that at its own frequency, only two measured values are measured, namely the frequency and the amplitude from which necessarily only two material properties can be determined. These dust properties can then only be determined with relatively great inaccuracy, because other dust properties also influence the course of the 1003654.
2 resonantietri11ing.2 resonance timing.
De uitvinding beoogt dit nadeel te ondervangen en een werkwijze en inrichting te verschaffen, waarmee op veel nauwkeuriger wijze veel meer eigenschappen van een bepaalde 5 stof kunnen worden opgemeten.The object of the invention is to overcome this drawback and to provide a method and device with which much more properties of a certain substance can be measured in a much more accurate manner.
De uitvinding maakt daarbij gebruik van het feit, dat een membraan dat vast is ingeklemd in een huis in het algemeen meerdere frequentiegebieden vertoont, waarbij staande golven in het membraan, dus resonanties optreden, en 10 berust verder op het nieuwe inzicht, dat de invloed van de diverse stofeigenschaffen in de verschillende frequentiegebieden op het verloop van de resonantie verschillend is.The invention makes use of the fact that a membrane that is firmly clamped in a house generally has several frequency ranges, whereby standing waves in the membrane, i.e. resonances, occur, and further rests on the new insight that the influence of the various material properties in the different frequency ranges differ in the course of the resonance.
Ter verwezenlijking van het beoogde doel, vertoont de 15 werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat met behulp van het oscillatorsignaal het membraan in meerdere frequentiegebieden, waarin in het membraan resonantie optreedt, wordt aangestuurd, waarbij voor elk van de frequentiegebieden de invloed van de mediumeigenschappen 20 (viscositeit/dichtheid/elasticiteit, enz.) op het verloop van de resonantie (frequentie/amplitude/bandbreedte), bij verandering van een van de eigenschappen wordt vastgesteld, waarna in bedrijf het membraan in contact wordt gebracht met een te meten medium en het resonantieverloop in de 25 verschillende frequentiegebieden met daartoe geeigende middelen wordt opgemeten en de meetwaarden aan een electronische gegevensverwerkende inrichting worden toegevoerd, welke daaruit de verschillende mediumeigenschappen berekend, respectievelijke de afwijking 30 van die eigenschappen ten opzichte van een referentie medium vaststelt.In order to achieve the intended purpose, the method according to the invention is characterized in that the membrane is driven by means of the oscillator signal in several frequency ranges in which resonance occurs in the membrane, whereby the influence of the medium properties for each of the frequency ranges 20 (viscosity / density / elasticity, etc.) is determined on the course of the resonance (frequency / amplitude / bandwidth), when one of the properties is changed, after which the membrane is brought into contact with a medium to be measured during operation, and the resonance course in the different frequency ranges is measured by appropriate means and the measured values are supplied to an electronic data-processing device, which calculates therefrom the different medium properties, respectively, the deviation of those properties from a reference medium.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt het menbraan in meerdere frequentiegebieden, waarin staande golven, dus resonanties optreden, in trilling gebracht. Door 35 nu voor elk van die frequentiegebieden de invloed van de verschillende mediumeigenschappen op het verloop van de resonantietrilling vast te stellen, weet men wat de invloed is van elk van deze eigenschappen op de frequentie, de 1003654.In the method according to the invention the mixer is vibrated in several frequency ranges, in which standing waves, i.e. resonances, occur. By now determining for each of those frequency ranges the influence of the different medium properties on the course of the resonance vibration, one knows what the influence of each of these properties is on the frequency, the 1003654.
3 amplitude en de bandbreedte van de resonantietrilling. In bedrijf van de meetinrichting wordt nu het membraan in contact gebracht met het te meten medium, waarbij in elk van de verschillende frequentiegebieden de frequentie, de 5 amplitude en de breedte van deze trilling wordt opgemeten. Op deze wijze verkrijgt men per frequentiegebied een drietal meetwaarden, waarbij het voor elk van deze meetwaarden bekend is, wat de invloed is van elk van de stofeigenschappen. Op deze wijze verkrijgt men een groot aantal meetsignalen, 10 waaruit op rekenkundige wijze de verschillende stofeigenschappen kunnen worden berekend. Tevens kan daarbij de invloed van temperatuur en druk in deze berekeningen worden meegenomen. Op deze wijze is het mogelijk een groot scala van stofeigenschappen met grote nauwkeurigheid vast te 15 stellen. Ook is het mogelijk de stofeigenschappen niet zelf, maar alleen hun afwijking ten opzichte van die van een referentie medium vast te stellen.3 amplitude and the resonance vibration bandwidth. In operation of the measuring device, the membrane is now brought into contact with the medium to be measured, the frequency, the amplitude and the width of this vibration being measured in each of the different frequency ranges. In this way, three measured values are obtained per frequency range, for which it is known for each of these measured values, which is the influence of each of the substance properties. In this way, a large number of measuring signals are obtained, from which the different substance properties can be calculated in an arithmetic manner. The influence of temperature and pressure can also be included in these calculations. In this way it is possible to determine a wide range of fabric properties with great accuracy. It is also possible not to determine the substance properties itself, but only their deviation from that of a reference medium.
Zoals reeds vermeld kan het vaststellen van de invloed van de mediumeigenschappen op het resonantieverloop in de 20 verschillende frequentiegebieden worden verkregen door berekening, maar dat is tamelijk omslachtig.As already mentioned, the determination of the influence of the medium properties on the resonance course in the 20 frequency ranges can be obtained by calculation, but that is rather laborious.
Teneinde dit te omgaan wordt bij een gunstige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding de invloed van de mediumeigenschappen op het verloop van de 25 resonantie van de verschillende frequentiegebieden vastgesteld door het membraan in contact te brengen met een referentiemedium met bekende eigenschappen en telkens één of meer van die eigenschappen in een bekende mate te variëren en de invloed daarvan op de resonanties vast te leggen.In order to deal with this, in a favorable embodiment of the method according to the invention the influence of the medium properties on the course of the resonance of the different frequency ranges is determined by contacting the membrane with a reference medium with known properties and one or more in each case of those properties to a known degree and to determine their influence on the resonances.
30 De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, omvattende een electrische trillingsinrichting in de vorm van een huis, dat is voorzien van een trillingsorgaan in de vorm van een vast daaraan bevestigd, overigens verplaatsbaar 35 membraan, voor contact met een te meten medium. Verder bevat deze inrichting een verplaatsing van het membraan opnemende electrische verplaatsingsopnemer en een met het trillingsorgaan en de verplaatsingsopnemer verbonden 1003654.The invention further relates to a device for carrying out the method according to the invention, comprising an electric vibrating device in the form of a housing, which is provided with a vibrating member in the form of a diaphragm fixedly attached to it, which is otherwise displaceable, for contact with a medium to be measured. Furthermore, this device comprises a displacement of the diaphragm-receiving electric displacement transducer and a 1003654 connected to the vibration member and the displacement transducer.
4 electrische verbindingsinrichting, die een oscillatorsignaal aan het trillingsorgaan aanlegt en één of meer meetsignalen afgeeft. Deze inrichting wordt gekenmerkt, doordat een frequentiegenerator aanwezig is voor het opwekken van het 5 oscillatorsignaal, welke zodanig is ingericht, dat tenminste frequenties worden gegenereerd in die gebieden, waarin de in het membraan benodigde staande golven worden opgewekt en waarbij de trillingsbron mechanisch met het membraan is gekoppeld.4 electrical connection device, which applies an oscillator signal to the vibrating member and outputs one or more measuring signals. This device is characterized in that a frequency generator is provided for generating the oscillator signal, which is arranged such that at least frequencies are generated in those areas in which the standing waves required in the membrane are generated and in which the source of vibration is mechanically connected to the membrane. is connected.
10 De meting wordt d.m.v. trillingen van een vlak membraan verricht, waardoor vervuilen of verstoppen van de meetinrichting praktisch is uitgesloten. Door het ontbreken van penetrerende delen in de vloeistof is de meetinrichting ongevoelig voor vervuiling, bijv. bacteriële, en wordt ook 15 het te meten medium niet vervuild. Afhankelijk van de materiaalkeuze is de meetinrichting ook zeer geschikt voor toepassing in de voedingsmiddelenindustrie. Aangezien de trillingen van het membraan bij voorkeur loodrecht t.o.v. het membraan worden opgewekt en gemeten, is het membraan nagenoeg 20 ongevoelig voor filmvorming op het membraan, die een meetproces vaak negatief beïnvloeden.10 The measurement is performed by vibrations of a flat membrane, so that contamination or clogging of the measuring device is practically excluded. Due to the lack of penetrating parts in the liquid, the measuring device is insensitive to contamination, eg bacterial, and the medium to be measured is also not contaminated. Depending on the choice of material, the measuring device is also very suitable for use in the food industry. Since the vibrations of the membrane are preferably generated and measured perpendicular to the membrane, the membrane is virtually insensitive to film formation on the membrane, which often have a negative influence on a measuring process.
Aan de hand van de tekening zal de uitvinding nog nader worden toegelicht.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Figuur 1 toont schematisch en niet op schaal in 25 doorsnede een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding;Figure 1 shows schematically and not to scale in cross-section an exemplary embodiment of a device according to the invention;
Figuur 2a en 2b tonen bij wijze van voorbeeld resp. het trillingsverloop van een membraan van de inrichting volgens de uitvinding bij het doorlopen van een bepaald 30 frequentiegebied resp. voor een membraan dat in lucht beweegt en een membraan dat aan één zijde in contact is met vloeistof;Figures 2a and 2b show by way of example, respectively. the vibration profile of a membrane of the device according to the invention when it passes through a certain frequency range, respectively. for a membrane that moves in air and a membrane that is in contact with liquid on one side;
Figuur 3 toont een blokschema van een uitvoeringsvorm van een electronische verwerkingsschakeling van een 35 inrichting volgens de uitvinding; enFigure 3 shows a block diagram of an embodiment of an electronic processing circuit of a device according to the invention; and
In figuur 1 is schematisch een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding getoond. Deze inrichting dient voor het meten van eigenschappen van media, in het 1003654.Figure 1 schematically shows an embodiment of the device according to the invention. This device serves for measuring properties of media, in 1003654.
5 bijzonder voor het meten van karakteristieke eigenschappen van media, zoals de dichtheid, de viscositeit, de elasticiteit, etc. De inrichting volgens figuur 1 omvat een huis 1, met een daaraan bevestigde membraan 2, dat op zich 5 verplaatsbaar is en dient voor contact met een te meten medium M buiten het huis l. In het huis 1 is een trillingsorgaan 3 opgesteld in de vorm van een luidspreker, waarvan de spoel mechanisch gekoppeld is met een membraan 2 via een verbinding 4. In het huis 1 is verder een 10 verplaatsingsopnemer 5 aanwezig in de vorm van een microfoon, welke door het meten van de drukveranderingen in het huis 1 indirect de verplaatsing van het membraan 2 opneerot.5 especially for measuring characteristic properties of media, such as density, viscosity, elasticity, etc. The device according to figure 1 comprises a housing 1, with a membrane 2 attached thereto, which is movable per se and serves for contact with a medium M to be measured outside the house l. In the housing 1 a vibration member 3 is arranged in the form of a loudspeaker, the coil of which is mechanically coupled to a membrane 2 via a connection 4. In the housing 1 there is furthermore a displacement sensor 5 in the form of a microphone, which by measuring the pressure changes in the housing 1, the displacement of the membrane 2 is indirectly reversed.
Tenslotte is in het huis 1 een electronische verwerkingsschakeling 6 getoond, die echter in principe in 15 plaats van in het huis 1 ook buiten huis zou kunnen zijn aangebracht. Voor de overzichtelijkheid niet in figuur 1 getoond, maar binnen het huis l aangebracht, is verder nog een electrische verbindingsinrichting, die een extern oscillatorsignaal aan het trillingsorgaan 3 aanlegt en één of 20 meer meetsignalen naar buiten het huis 1 afgeeft. Op de electronische verwerkingsschakeling 6 en de electrische verbindingsinrichting, die kan bestaan uit een aantal leidingen en een extern van het huis 1 toegankelijke electrische verbindingsklem, zal verderop in deze 25 beschrijving onder verwijzing naar figuur 3 nader worden ingegaan. Bij de uitvoering, zoals getoond in figuur 1, is de meetinrichting 1 bijvoorbeeld met behulp van een flensverbinding bevestigd op de wand van een leiding, waardoorheen een medium M kan worden geleid, welk medium dan 30 in contact is met het membraan 2. In plaats van het membraan in contact te brengen met een in een leiding stromend medium, kan uiteraard de inrichting 1 ook worden bevestigd op de wand van een niet getoonde kamer, waarin zich een stilstaand medium bevindt dat in contact is met de membraan 2. Het 35 trillingsorgaan 3 wekt op het membraan 2 staande trillingen op en kan van het luidsprekertype zijn. In het bijzonder is voor een prototype van de inrichting volgens de uitvinding als trillingsorgaan een normaal op de markt verkrijgbare 1003654.Finally, an electronic processing circuit 6 is shown in the housing 1, which, however, could in principle also be arranged outside the housing instead of in the housing 1. For the sake of clarity, not shown in figure 1, but arranged inside the housing 1, an electrical connection device is furthermore applied, which applies an external oscillator signal to the vibrating member 3 and outputs one or 20 more measuring signals outside the housing 1. The electronic processing circuit 6 and the electrical connection device, which may consist of a number of leads and an electrical connection terminal accessible externally from the housing 1, will be discussed in more detail hereinafter with reference to Figure 3. In the embodiment, as shown in figure 1, the measuring device 1 is for instance fixed by means of a flange connection to the wall of a pipe, through which a medium M can be passed, which medium is then in contact with the membrane 2. Instead of of the membrane into contact with a medium flowing in a conduit, the device 1 can of course also be mounted on the wall of a chamber, not shown, in which there is a stationary medium which is in contact with the membrane 2. The vibrating member 3 generates standing vibrations on the diaphragm 2 and can be of the loudspeaker type. In particular, for a prototype of the device according to the invention as a vibration member, a normally available 1003654 is available on the market.
6 luidspreker toegepast, waarvan de sprekerspoel op een starre manier via de verbinding 4 met het midden van het membraan is verbonden, Essentieel voor de trillingsbron 3 is evenwel, dat deze het membraan 2 in trilling brengt.6 loudspeaker, the speaker coil of which is rigidly connected to the center of the diaphragm via the connection 4, However, it is essential for the vibration source 3 to vibrate the diaphragm 2.
5 De werking van de inrichting volgens figuur 1 is als volgt. Door het trillingsorgaan 3 wordt een bij voorkeur sinus-vormige kracht met een bepaalde frequentie op het membraan uitgeoefend. Het trillingsorgaan 3 wordt daarbij door een externe frequentiegenerator aangestuurd. De 10 frequentiegenerator doorloopt daarbij een frequentiegebied, waarvan de grenzen door de fysieke eigenschappen van de meetinrichting worden bepaald, die op hun beurt door het gewenste meetbereik worden bepaald. Het membraan 2 met het huis 1 gedraagt zich daarbij voor een gedeelte als een 15 gedempt massa veersysteem. De bij het in trilling brengen van het membraan 2 optredende verplaatsingen van dit membraan worden opgemeten door de verplaatsingsopnemer 5, hetgeen in dit geval indirect gebeurt door het opmeten van de door de verplaatsingen in het huis 1 onstane drukwisselingen.The operation of the device according to figure 1 is as follows. The vibrating member 3 exerts a preferably sinusoidal force on the membrane with a certain frequency. The vibration member 3 is thereby controlled by an external frequency generator. The frequency generator then passes through a frequency range, the boundaries of which are determined by the physical properties of the measuring device, which in turn are determined by the desired measuring range. The membrane 2 with the housing 1 thereby behaves partly as a damped mass spring system. The displacements of this membrane which occur when the membrane 2 is vibrated are measured by the displacement sensor 5, which is done indirectly in this case by measuring the pressure changes caused by the displacements in the housing 1.
20 Uiteraard is het ook mogelijk om de verplaatsingen van het membraan op te meten met een directe verplaatsingsopnemer. Wanneer het trillingsorgaan 3 het membraan 2 in trilling brengt, ontstaan er bij verschillende frequenties staande golven in het membraan die ertoe leiden dat het membraan 2 25 meer of minder in trilling komt, dat wil zeggen bij bepaalde frequenties ontstaan er zogenaamde resonantiepieken.It is of course also possible to measure the displacements of the membrane with a direct displacement sensor. When the vibrating member 3 makes the membrane 2 vibrate, standing waves occur at different frequencies in the membrane, which cause the membrane 2 to vibrate more or less, that is to say at certain frequencies so-called resonance peaks arise.
In figuur 2a is het trillingsverloop van een in trilling gebracht membraan weergegeven voor de situatie, waarbij het membraan in contact is met lucht.Figure 2a shows the vibration course of a vibrated membrane for the situation in which the membrane is in contact with air.
30 In figuur 2b is voor hetzelfde membraan het trillingsverloop weergegeven voor de situatie, waarbij het membraan 2 in contact is met een vloeistof. Uit deze beide figuren is duidelijk, dat de resonantiepieken, welke optreden in de situatie waarbij het membraan in contact is met 35 vloeistof, verschoven zijn ten opzichte van de resonantiepieken voor de situatie, waarbij het membraan in contact is met lucht. Met de term verschoven is hierbij bedoeld, dat de resonantiepieken voor het geval dat het 1003654.Figure 2b shows the vibration course for the same membrane for the situation in which the membrane 2 is in contact with a liquid. From both these figures it is clear that the resonance peaks occurring in the situation where the membrane is in contact with liquid are shifted with respect to the resonance peaks for the situation in which the membrane is in contact with air. By the term shifted is meant here that the resonance peaks in case it is 1003654.
7 membraan in contact is met de vloeistof optreden bij een andere frequentie, een andere amplitude vertonen en dat verder de bandbreedte van de resonantiepieken anders is dan voor de situatie, waarbij het membraan in contact is met 5 lucht. Gebleken is nu dat de invloed van de verschillende te meten stofeigenschappen op het verloop van de resonantiepieken van het membraan verschillend is bij verschillende frequenties. Voor iedere inrichting 1, wordt nu eerst door het membraan 2 in contact te brengen met een 10 referentiemedium met bekende stofeigenschappen vastgesteld wat de invloed van de verschillende stofeigenschappen is op het verloop, resp. het veranderde verloop van de resonantiepieken bij de verschillende frequenties. Deze vastgestelde gegevens worden vastgelegd en opgeslagen in een 15 electronische gegevens verwerkende inrichting. Daarna wordt het referentiemedium vervangen door een medium waarvan de stofeigenschappen dienen te worden gemeten en worden het verloop van de resonantiepieken, dat wil zeggen de frequentie waarbij deze optreden, de amplituden en de bandbreedte van 20 elk van deze resonantiepieken gemeten en uit de meetwaarden worden op rekenkundige wijze en met behulp van de reeds vastgestelde meetwaarden de verschillende stofeigenschappen berekend. Op deze wijze kan met grote nauwkeurigheid een groot aantal stofeigenschappen van het te meten medium worden 25 vastgesteld en wanneer deze stofeigenschappen op ontoelaatbare wijze afwijken van de gewenste stofeigenschappen kan een regelactie worden ondernomen.7 membrane is in contact with the liquid occur at a different frequency, show a different amplitude and furthermore the bandwidth of the resonance peaks is different than for the situation where the membrane is in contact with air. It has now been found that the influence of the different material properties to be measured on the course of the resonance peaks of the membrane is different at different frequencies. For each device 1, it is now first determined by bringing the membrane 2 into contact with a reference medium with known dust properties, what the influence of the different dust properties is on the course, respectively. the changed course of the resonance peaks at the different frequencies. These determined data are recorded and stored in an electronic data processing device. Then, the reference medium is replaced by a medium whose dust properties are to be measured and the variation of the resonance peaks, ie the frequency at which they occur, the amplitudes and the bandwidth of each of these resonance peaks are measured and taken from the measured values Calculated the various substance properties arithmetically and using the measured values already determined. In this way, a large number of dust properties of the medium to be measured can be determined with great accuracy and if these dust properties deviate inadmissibly from the desired dust properties, a control action can be taken.
Het trillingsorgaan 3 wordt daarbij aangestuurd door een frequentiegenerator. Een nadeel van een frequentiegenerator 30 is, dat onder omstandigheden het uitgangssignaal een frequentiewaarde heeft welke afwijkt van de ingegeven frequentiewaarde. Op deze wijze zou er een onnauwkeurigheid in de meting kunnen optreden. Teneinde dit te voorkomen wordt de frequentiegenerator voor iedere meting geijkt op basis van 35 de eigen frequentie van het huis 1. Het huis 1 heeft een door zijn configuratie bepaalde zeer nauwkeurig eigen frequentie. Door nu de frequentie van het uitgangsignaal van de frequentiegenerator te vergelijken met de eigen frequentie 1 0 0 3 6 5 A.The vibration member 3 is thereby controlled by a frequency generator. A drawback of a frequency generator 30 is that under circumstances the output signal has a frequency value which deviates from the entered frequency value. In this way, an inaccuracy in the measurement could occur. In order to prevent this, the frequency generator is calibrated for each measurement on the basis of the natural frequency of the housing 1. The housing 1 has a very precise natural frequency determined by its configuration. By now comparing the frequency of the output signal of the frequency generator with its own frequency 1 0 0 3 6 5 A.
8 van het huis en bij afwijking de frequentiegenerator bij te regelen kan een zeer nauwkeurige meting worden verkregen.8 of the housing and, in case of deviation, adjusting the frequency generator, a very accurate measurement can be obtained.
Resonantiepieken welke samenhangen met de constructie van de inrichting, zijn die resonantiepieken waarvan de 5 frequentie niet verandert bij in contact brengen met een ander medium. In de tekening zijn dit de pieken aangeduid met verwijzingscijfer 8. Van deze pieken verandert alleen de amplitude. Van de andere resonantiepieken verandert zowel de frequentie, de amplitude en de bandbreedte. Het verschuiven 10 daarvan is met pijlen aangeduid. Sommige van deze pijlen kruisen daarbij ofwel andere pijlen ofwel de trillingscurve. Het zal duidelijk zijn dat in het gebied van deze kruisingen de metingen elkaar zullen verstoren. Derhalve kunnen, om goed bruikbare meetsignalen te verkrijgen, alleen metingen 15 worden verricht aan die resonantiepieken, welke bij verschuiving elkaar niet beïnvloeden. Het membraan 3 dient derhalve zo te zijn geconstrueerd dat binnen het gewenste meetbereik er een aantal resonantiepieken zijn, welke bij het meten zo verschuiven dat zij niet door andere 20 resonantiepieken worden beïnvloed.Resonance peaks associated with the construction of the device are those resonance peaks whose frequency does not change when brought into contact with another medium. In the drawing these are the peaks indicated by reference number 8. Of these peaks only the amplitude changes. The frequency, amplitude and bandwidth of the other resonance peaks change. The shifting thereof is indicated by arrows. Some of these arrows cross either other arrows or the vibration curve. It will be clear that in the area of these crossings the measurements will disturb each other. Therefore, in order to obtain readily usable measurement signals, measurements can only be made on those resonance peaks, which do not influence each other when shifted. Membrane 3 should therefore be constructed so that within the desired measuring range there are a number of resonance peaks, which shift during measurement so that they are not affected by other resonance peaks.
Zoals in figuur 3 is getoond is de verplaatsingsopnemer 5 d.m.v. een leiding 20 verbonden met een versterker 30 welke deel uitmaakt van een serieschakeling met achtereenvolgens een n-de orde banddoorlaatfilter 31, een topdetector 32 en 25 een n-de orde laagdoorlaatfilter 33, welke laatstgenoemde als meetsignaal een amplitudesignaal 34 voortbrengt. De versterker 30 versterkt het uitgangssignaal van de verplaatsingsopnemer 5 zodanig dat dit boven het ruis-niveau uitkomt. Aangezien er voor verschillende typen en dikten van 30 het membraan meerdere verschillende signaalsterkten nodig zijn, is versterker 30 zo uitgevoerd, dat deze per membraan eenmalig kan worden ingesteld om een maximaal signaal te kunnen leveren en te verwerken. Omdat het medium M vaak door een pomp wordt rondgepompt en er ook langs andere mechanische 35 weg trillingen om het medium M en dus op het membraan 4 kunnen worden overgebracht is het meetsignaal voorzien van allerlei storende invloeden. Het na de versterker 30 geschakelde banddoorlaatfilter 31 laat alleen het gewenste 1 00 3 6 5 * · 9 signaal door en snijdt alle stoorsignalen met een hogere of lagere frequentie dan de doorlaatband af.As shown in figure 3, the displacement sensor 5 is a line 20 connected to an amplifier 30 which is part of a series circuit with successively an n-th bandpass filter 31, a top detector 32 and an n-th low-pass filter 33, the latter of which generates an amplitude signal 34 as a measuring signal. The amplifier 30 amplifies the output signal of the displacement sensor 5 such that it exceeds the noise level. Since different types and thicknesses of the membrane require several different signal strengths, amplifier 30 is designed in such a way that it can be set once per membrane in order to be able to deliver and process a maximum signal. Because the medium M is often circulated by a pump and vibrations can also be transmitted around the medium M and thus on the membrane 4 by other mechanical means, the measuring signal is provided with all kinds of disturbing influences. The bandpass filter 31 connected after the amplifier 30 passes only the desired 1 00 3 6 5 * 9 signal and cuts off all interfering signals at a higher or lower frequency than the passband.
De op het banddoorlaatfilter 31 volgende topdetector 32 bepaald de amplitude van het signaal dat door het 5 banddoorlaatfilter 31 komt. Daarbij kan de topdetector 32 een condensator bevatten die via een diode d.m.v. weerstand wordt opgeladen en door een lek weerstand weer kan worden ontladen.The top detector 32 following the bandpass filter 31 determines the amplitude of the signal passing through the bandpass filter 31. In addition, the top detector 32 may contain a capacitor which is connected via a diode by means of resistor is charged and can be discharged again due to a leakage resistor.
Het na de topdetector 32 geschakelde laagdoorlaatfilter 10 33 beperkt de stijgsnelheid van het uitgangssingaal van de topdetector 32 om sterke stoorsignalen te dempen die de toppen tot op een bepaald moment sterk zouden kunnen verhogen.The low-pass filter 10 connected after the top detector 32 limits the rate of rise of the output signal from the top detector 32 to attenuate strong interference signals which could greatly increase the tops up to a certain point.
In figuur 3 is in het huis 1 op het membraan 2 een 15 mediumtemperatuursensor 37 aangebracht die door middel van leiding 50 met de A/D omzetter 36 is verbonden voor het als meetsignaal afgeven van een mediumtemperatuursignaal. Aangezien de viscositeit en ook andere eigenschappen van veel vloeistoffen temperatuursafhankelijk zijn, is het 20 belangrijk om de temperatuur van het medium te kennen.In Figure 3, a medium temperature sensor 37 is arranged in the housing 1 on the membrane 2, which is connected by means of line 50 to the A / D converter 36 for supplying a medium temperature signal as a measuring signal. Since the viscosity and also other properties of many liquids are temperature dependent, it is important to know the temperature of the medium.
In figuur 3 is in het huis l ook een de temperatuur van het huis 1 aftastende huistemperatuursensor 38 aangebracht, die door middel van leiding 54 met de A/D omzetter 36 is verbonden voor het als meetsignaal afgeven van een 25 huistemperatuursignaal. In een bepaalde omgeving zou het namelijk zo kunnen zijn dat de meetinrichting als geheel te warm wordt om nog betrouwbaar te kunnen werken. De huistemperatuursensor 38 geeft het huistemperatuursignaal 54 direct aan de A/D omzetter 36 af om extern te kunnen bepalen 30 of de huistemperatuur nog in een veilig bereik ligt.In Fig. 3, a house temperature sensor 38, which senses the temperature of the house 1, is also arranged in the housing 1, which is connected by means of line 54 to the A / D converter 36 for supplying a house temperature signal as the measuring signal. In a certain environment it could be that the measuring device as a whole becomes too hot to be able to work reliably. The house temperature sensor 38 supplies the house temperature signal 54 directly to the A / D converter 36 in order to determine externally whether the house temperature is still in a safe range.
De verwerkingsschakeling 6 omvat tevens een voedingsschakeling 42 die via leidingen 43 spanning vanaf de centrale verwerkingseenheid (CCU) 60 ontvangt, daaruit voedingsspanningen opwekt en als meetsignalen 35 voedingsbewakingssignalen 45 voortbrengt. Meer in het bijzonder omvat voedingsschakeling 42 een omvormer, welke uit die externe spanning alle intern benodigde voedingsspanningen opwekt. De voedingsspanningen van +5 Volt en -5 Volt worden 1003654.The processing circuit 6 also comprises a power supply circuit 42 which receives voltage via lines 43 from the central processing unit (CCU) 60, generates power supply voltages therefrom and generates power supply monitoring signals 45 as measuring signals. More specifically, supply circuit 42 comprises an inverter, which generates from this external voltage all internally required supply voltages. The supply voltages of +5 Volt and -5 Volt become 1003654.
10 als voedingsspanningsbewakingssignalen ter spanningsbewaking aan de A/D omzetter 36 aangelegd.10 are applied to the A / D converter 36 as voltage monitoring signals for voltage monitoring.
Tenslotte omvat verwerkingsschakeling 6 van figuur 3 een verdere detector 41 die via leiding 39 het externe 5 oscillatorsignaal ontvangt en als meetsignaal een spanningsval over de leiding 39 en verdere leidingen van de verbindingsinrichting vertegenwoordigend compensatiesignaal voortbrengt.Finally, processing circuit 6 of figure 3 comprises a further detector 41 which receives the external oscillator signal via line 39 and produces as a measuring signal a voltage drop across line 39 and further lines of the connecting device representing compensation signal.
Verwerkingsschakeling 6 wordt zoals gezegd ook gevoed 10 uit het externe oscillatorsignaal. Aangezien het externe oscillatorsignaal over een lange kabel kan worden aangevoerd en niet bekend is hoelang deze zal zijn en welke diameter deze zal hebben is het ook niet bekend hoe groot het spanningsval over deze kabels zal zijn. Verder is het 15 externe oscillatorsignaal een versterkt uitgangssignaal van een externe oscillator, waarbij de versterker niet altijd een constant extern oscillatorsignaal zal afgeven. Om al deze invloeden die gedeeltelijk ontstaan door kabellengtes en lange termijndriften in externe versterker en oscillator op 20 te kunnen heffen wordt de topwaarde van het externe oscillatorsignaal continu gemeten door de A/D omzetter.As mentioned, processing circuit 6 is also powered 10 from the external oscillator signal. Since the external oscillator signal can be supplied over a long cable and it is not known how long it will be and what diameter it will have, it is also unknown how large the voltage drop across these cables will be. Furthermore, the external oscillator signal is an amplified output signal from an external oscillator, the amplifier not always delivering a constant external oscillator signal. In order to eliminate all these influences partly caused by cable lengths and long-term drifts in the external amplifier and oscillator, the peak value of the external oscillator signal is continuously measured by the A / D converter.
De verwerkingsinrichting is verbonden met een centrale verwerkingseenheid (CCU) welke een microprocessor 60 omvat, die van het te meten medium, een karakteristiek patroon 25 samenstelt, waaruit door de vergelijking met vooraf vastgelegde meetresultaten, de viscositeit, de elasticiteit en/of de dichtheid als voorbeelden van mediumeigenschappen worden bepaald. De microprocessor bestuurt de in de verwerkingsinrichting opgenomen spanningsgeregelde oscillator 30 voor het opwekken van het externe oscillatorsignaal voor aansturing van het trillingsorgaan 3 in de meetinrichting.The processing device is connected to a central processing unit (CCU) which comprises a microprocessor 60, which of the medium to be measured, composes a characteristic pattern 25, from which, by comparison with predetermined measurement results, the viscosity, the elasticity and / or the density as examples of medium properties are determined. The microprocessor controls the voltage-controlled oscillator 30 included in the processing device to generate the external oscillator signal for driving the vibration member 3 in the measuring device.
Via leiding 55 kan de centrale verwerkingseenheid 60 de in de A/D omzetter aanwezige signalen opvragen en deze meetgegevens opslaan, analyseren en verder bewerken.Via line 55, the central processing unit 60 can request the signals present in the A / D converter and store, analyze and further process these measurement data.
35 Het oscilator signaal van trillingsorgaan 3 wordt aangestuurd door programmatuur.The oscillating signal of vibrating member 3 is controlled by software.
Het bereik van de oscillator wordt door deze programmatuur zo afgesteld dat de specifieke gedeelten van 1003654.The range of the oscillator is adjusted by this software so that the specific parts of 1003654.
11 het karakteristieke patroon van het te meten medium worden doorlopen. Door de programmatuur wordt berekend hoe groot de afwijking van de gemeten eigenschappen is en wat de daarop volgende regelactie van een niet getoonde regelinrichting zal 5 zijn om de waarden weer op het gewenste niveau te krijgen.11 the characteristic pattern of the medium to be measured is traversed. The software calculates how large the deviation of the measured properties is and what the subsequent control action of a control device (not shown) will be to get the values back to the desired level.
1 0 0 3 6 5 4.1 0 0 3 6 5 4.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003654A NL1003654C2 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Method for measuring properties of media. |
| AU34663/97A AU3466397A (en) | 1996-07-22 | 1997-07-21 | Method for measuring medium properties |
| PCT/NL1997/000434 WO1998003864A1 (en) | 1996-07-22 | 1997-07-21 | Method for measuring medium properties |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003654 | 1996-07-22 | ||
| NL1003654A NL1003654C2 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Method for measuring properties of media. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1003654C2 true NL1003654C2 (en) | 1998-01-28 |
Family
ID=19763249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1003654A NL1003654C2 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Method for measuring properties of media. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU3466397A (en) |
| NL (1) | NL1003654C2 (en) |
| WO (1) | WO1998003864A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4963786B2 (en) * | 2004-11-26 | 2012-06-27 | 株式会社ブリヂストン | Modified natural rubber latex and method for producing the same, modified natural rubber and method for producing the same, rubber composition and tire |
| PL2199266T3 (en) | 2008-12-18 | 2016-11-30 | Magnetically hard material |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118663A (en) * | 1980-02-22 | 1981-09-17 | Hitachi Ltd | Slime membrane thickness monitoring device |
| WO1991005999A2 (en) * | 1989-10-20 | 1991-05-02 | University Of Strathclyde | Apparatus for assessing a particular property in a medium |
| WO1993008466A1 (en) * | 1991-10-23 | 1993-04-29 | Niagara Mohawk Power Corporation | Multiple gas property sensor |
| CH683375A5 (en) * | 1991-10-01 | 1994-02-28 | Vibro Meter Ag | Detecting presence, level or condition of fluid - using evaluation circuit to register frequency of diaphragm inserted flush into wall of vessel |
-
1996
- 1996-07-22 NL NL1003654A patent/NL1003654C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-07-21 AU AU34663/97A patent/AU3466397A/en not_active Abandoned
- 1997-07-21 WO PCT/NL1997/000434 patent/WO1998003864A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118663A (en) * | 1980-02-22 | 1981-09-17 | Hitachi Ltd | Slime membrane thickness monitoring device |
| WO1991005999A2 (en) * | 1989-10-20 | 1991-05-02 | University Of Strathclyde | Apparatus for assessing a particular property in a medium |
| CH683375A5 (en) * | 1991-10-01 | 1994-02-28 | Vibro Meter Ag | Detecting presence, level or condition of fluid - using evaluation circuit to register frequency of diaphragm inserted flush into wall of vessel |
| WO1993008466A1 (en) * | 1991-10-23 | 1993-04-29 | Niagara Mohawk Power Corporation | Multiple gas property sensor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 196 (P - 093) 12 December 1981 (1981-12-12) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998003864A1 (en) | 1998-01-29 |
| AU3466397A (en) | 1998-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1653771B1 (en) | Frequency detector | |
| US4602505A (en) | Apparatus for measuring viscosity | |
| CN101517381A (en) | Apparatus having a unit which is capable of mechanical oscillation and is intended to determine and/or monitor a process variable of a medium | |
| CA1155197A (en) | Ultra sensitive liquid level detector and method | |
| NL1007793C2 (en) | Method and device for acoustic wave measurement. | |
| EP0926473A2 (en) | Coriolis mass flow meter with two drivers | |
| CN100541221C (en) | Low-intensity magnetic field gradient measuring device and method | |
| NL1003654C2 (en) | Method for measuring properties of media. | |
| US2522924A (en) | Supersonic inspection apparatus | |
| JPS5915837A (en) | Viscosity measuring apparatus for high temperature fluid | |
| US3443797A (en) | Instrument for measuring cavitation intensity in a liquid | |
| SU682796A1 (en) | Apparatus for the determination of shear viscosity and elasticity of media | |
| CA3092018C (en) | Dissolution monitoring method and apparatus | |
| SU989384A1 (en) | Vibration viscometer having automatic reduction of measured viscosity to predetermined temperature | |
| SU1571457A1 (en) | Device for checking piezoelectric pressure transducers | |
| SU781766A1 (en) | Device for determining dynamic characteristics of mechanical systems | |
| SU298868A1 (en) | VIBROVISOZIMETER | |
| SU246081A1 (en) | ||
| SU924618A1 (en) | Device for measuring pickup complex resistance components | |
| RU2601275C1 (en) | Device for measuring concentration of loose material | |
| SU320769A1 (en) | ULTRASONIC DEVICE FOR THE CONTROL OF PHYSICAL PARAMETERS OF SOLID MEDIA | |
| SU1702542A1 (en) | Device for measuring compressibility characteristics of liquid in chamber | |
| SU1490590A1 (en) | Device for continuous monitoring of wear of metal friction pairs | |
| JPS6426124A (en) | Viscosity measuring instrument | |
| JPH01262000A (en) | Amplitude measuring device for ultrasonic vibrator transducer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20030201 |