RU2007136714A - Датчик плотности и вязкости - Google Patents

Датчик плотности и вязкости Download PDF

Info

Publication number
RU2007136714A
RU2007136714A RU2007136714/28A RU2007136714A RU2007136714A RU 2007136714 A RU2007136714 A RU 2007136714A RU 2007136714/28 A RU2007136714/28 A RU 2007136714/28A RU 2007136714 A RU2007136714 A RU 2007136714A RU 2007136714 A RU2007136714 A RU 2007136714A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
density
viscosity
sensor
fluid
resonating
Prior art date
Application number
RU2007136714/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2393456C2 (ru
Inventor
Эрик ДОНЗЬЕ (FR)
Эрик ДОНЗЬЕ
Альфред ПЕРМЮЙ (FR)
Альфред ПЕРМЮЙ
Original Assignee
Шлюмбергер Тенолоджи Б.В. (Nl)
Шлюмбергер Тенолоджи Б.В.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Тенолоджи Б.В. (Nl), Шлюмбергер Тенолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Тенолоджи Б.В. (Nl)
Publication of RU2007136714A publication Critical patent/RU2007136714A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2393456C2 publication Critical patent/RU2393456C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Liquid Developers In Electrophotography (AREA)

Abstract

1. Датчик (1) плотности и вязкости для измерения плотности и вязкости текучей среды (F), датчик (1) содержит резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D), выполненный с возможностью погружения в текучую среду (F), исполнительный/обнаруживающий элемент (4A, 4B), соединенный с резонирующим элементом, и разъем (7) для соединения с исполнительным/обнаруживающим элементом (4A, 4B), причем ! датчик (1) дополнительно содержит корпус (2), образующий камеру (8A), изолированную от текучей среды (F), корпус (2) содержит область уменьшенной толщины, образующую мембрану (9), отделяющую камеру (8A) от текучей среды (F), ! исполнительный/обнаруживающий элемент (4A, 4B) расположен внутри камеры так, чтобы быть изолированным от текучей среды (F) и механически соединенным с мембраной (9), ! резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D), выполненный с возможностью погружения в текучую среду (F), механически соединен с мембраной (9) и ! мембрана (9) имеет толщину, обеспечивающую передачу механических колебаний между исполнительным/обнаруживающим элементом (4A, 4B) и резонирующим элементом (3, 3A, 3B, 3C, 3D). ! 2. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D) механически соединен с мембраной (9) механическим соединяющим элементом (5). ! 3. Датчик плотности и вязкости по любому из предыдущих пунктов, в котором область уменьшенной толщины образует полость (8), в которой закреплен исполнительный/обнаруживающий элемент (4A, 4B). ! 4. Датчик плотности и вязкости по п. 1, в котором исполнительный/обнаруживающий элемент содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент (4A, 4B, 4A1. 4A2). ! 5. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором пьезоэлектрический элемент (4A, 4B) содержит первую и втор�

Claims (17)

1. Датчик (1) плотности и вязкости для измерения плотности и вязкости текучей среды (F), датчик (1) содержит резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D), выполненный с возможностью погружения в текучую среду (F), исполнительный/обнаруживающий элемент (4A, 4B), соединенный с резонирующим элементом, и разъем (7) для соединения с исполнительным/обнаруживающим элементом (4A, 4B), причем
датчик (1) дополнительно содержит корпус (2), образующий камеру (8A), изолированную от текучей среды (F), корпус (2) содержит область уменьшенной толщины, образующую мембрану (9), отделяющую камеру (8A) от текучей среды (F),
исполнительный/обнаруживающий элемент (4A, 4B) расположен внутри камеры так, чтобы быть изолированным от текучей среды (F) и механически соединенным с мембраной (9),
резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D), выполненный с возможностью погружения в текучую среду (F), механически соединен с мембраной (9) и
мембрана (9) имеет толщину, обеспечивающую передачу механических колебаний между исполнительным/обнаруживающим элементом (4A, 4B) и резонирующим элементом (3, 3A, 3B, 3C, 3D).
2. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D) механически соединен с мембраной (9) механическим соединяющим элементом (5).
3. Датчик плотности и вязкости по любому из предыдущих пунктов, в котором область уменьшенной толщины образует полость (8), в которой закреплен исполнительный/обнаруживающий элемент (4A, 4B).
4. Датчик плотности и вязкости по п. 1, в котором исполнительный/обнаруживающий элемент содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент (4A, 4B, 4A1. 4A2).
5. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором пьезоэлектрический элемент (4A, 4B) содержит первую и вторую стороны, причем первая сторона соединена с разъемом (7) соединительным проводом (6), а вторая сторона электрически соединена с мембраной (9).
6. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором пьезоэлектрический элемент (4A, 4B) придвинут к мембране (9) через вставочный узел (13, 14), ввинчиваемый в полость (8), причем указанный вставочный узел содержит отверстия для соединения с соединительным проводом (6).
7. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором разъем (7) является коаксиальным разъемом, содержащим внешнюю металлическую часть (7A), контактирующую с корпусом (2), и внутреннюю металлическую часть (7B), соединенную с соединительным проводом (6), причем внешняя (7A) и внутренняя (7B) металлические части отделены друг от друга изолирующей частью (7C).
8. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором датчик (1) дополнительно содержит терморезистор (11), помещенный внутрь камеры (8A).
9. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором датчик (1) дополнительно содержит электронное устройство (ЭУ) для перевода исполнительного/обнаруживающего элемента (4A, 4B) из исполнительного режима в режим обнаружения и обратно.
10. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором резонирующий элемент (3) содержит первое коромысло (3A, 3B, 3C, 3D, 301) для измерения первого диапазона плотности и вязкости.
11. Датчик плотности и вязкости по п.10, в котором резонирующий элемент (3) дополнительно содержит, по меньшей мере, второе коромысло (302) для измерения второго диапазона плотности и вязкости.
12. Датчик плотности и вязкости по п.1, в котором резонирующий элемент (3) выбран из группы резонирующих элементов, включающей
одинарное коромысло (3A), прикрепленное к соединяющему элементу (5) своим центром, определенным с доступной степенью точности;
одинарное коромысло (3B), прикрепленное одним концом к соединяющему элементу (5),
U-образное коромысло (3C), содержащее первую продольную часть, соединенную со второй изогнутой частью, прикрепленной одним концом к соединяющему элементу (5), и
двойное коромысло (3D), содержащее первое коромысло и второе коромысло, прикрепленные друг к другу, причем первое коромысло прикреплено к соединяющему элементу (5).
13. Датчик плотности и вязкости по п. 1 или 12, в котором коромысло (3A, 3B, 3C, 3D) содержит, по меньшей мере, проволоку, ориентированную в направлении потока текучей среды.
14. Способ измерения плотности и вязкости текучей среды, содержащий этапы, на которых
a) подают возбуждающий сигнал (ES) на резонирующее устройство, содержащее исполнительный/обнаруживающий элемент и резонирующий элемент (3, 3A, 3B, 3C, 3D), выполненный с возможностью погружения в текучую среду (F), причем возбуждающий сигнал имеет первую частоту (f),
b) обнаруживают сигнал приема (RS), подаваемый резонирующим устройством (4A, 4B),
c) повторяют этап подачи возбуждающего сигнала и этап обнаружения сигнала приема при различных частотах, так чтобы был пройден диапазон частоты в соответствии с шагом приращения частоты (Δf),
d) определяют (PRCS) синфазный фактический отклик датчика (IPAR) и квадратурный фактический отклик датчика (QAR) на основе сигнала приема, обнаруженного в диапазоне частот,
при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых
e) вычисляют (MCALC) синфазный модельный отклик датчика (IPMR) и квадратурный модельный отклик датчика (QMR) на основе начальной резонансной частоты (FO0) и начальной добротности (Q0) резонирующего элемента (3, 3A, 3B, 3C, 3D),
f) сравнивают (COMP) синфазный модельный отклик датчика (IPMR) с синфазным фактическим откликом датчика (IPAR) и квадратурный модельный отклик датчика (QMR) с квадратурным фактическим откликом датчика (QAR) посредством определения коэффициента сопряженной корреляции,
g) повторяют этап вычисления и этап сравнения при измененной резонансной частоте (FO′) и измененной добротности (Q′) и запоминают определенный номер (n) резонансной частоты, добротности и коэффициента сопряженной корреляции,
h) определяют итоговую резонансную частоту (FO) и итоговую добротность (Q) резонирующего элемента (3, 3A 3B 3C 3D) в текучей среде (F) на основе определенного номера (n) коэффициента сопряженной корреляции и
i) определяют плотность и вязкость текучей среды (F) на основе итоговой резонансной частоты (FO), итоговой добротности (Q) и выполненного с доступной степенью точности аналитического моделирования (MDL) резонирующего элемента (3, 3A, 3B, 3C, 3D).
15. Способ измерения плотности и вязкости по п.14, в котором этапы сравнения и определения резонансной частоты/добротности основаны на параметрической идентификации, состоящей в том, что
вычисляют сумму нормированных коэффициентов корреляции для каждого модельного отклика датчика, вычисленную для определенного номера (n) резонансных частот и добротности резонирующего элемента, и
определяют итоговую резонансную частоту и итоговую добротность, соответствующие паре резонансная частота/добротность, которая связана с наибольшей суммой нормированных коэффициентов корреляции.
16. Способ измерения плотности и вязкости по любому из пп. 14 и 15, в котором
возбуждающий сигнал (ES), имеющий определенную частоту (f, f+Δf, …, f+N×Δf), повторяется некоторое число раз (n) и
синфазный фактический отклик датчика (IPAR) и квадратурный фактический отклик датчика (QAR) определяются (PRCS) на основании среднего значения сигналов приема для каждой частоты, обнаруженных в диапазоне частот.
17. Способ измерения плотности и вязкости по любому из пп. 14 и 15, в котором
возбуждающий сигнал (ES) содержит первый возбуждающий сигнал и второй возбуждающий сигнал, причем первый возбуждающий сигнал имеет первое число периодов, а второй возбуждающий сигнал имеет второе число периодов, при этом указанные возбуждающие сигналы повторяются на различных частотах так, чтобы был пройден диапазон частот в соответствии с шагом приращения частоты Δf, причем первый сигнал приема связан с первым возбуждающим сигналом, а второй сигнал приема связан со вторым возбуждающим сигналом,
синфазный фактический отклик датчика (IPAR) определяется (PRCS) на основе вычисления разности между синфазным фактическим откликом датчика, связанным с первым сигналом приема, и синфазным фактическим откликом датчика, связанным со вторым сигналом приема, и
квадратурный фактический отклик датчика (QAR) определяется (PRCS) на основе вычисления разности между квадратурным фактическим откликом датчика, связанным с первым сигналом приема, и квадратурным фактическим откликом датчика, связанным со вторым сигналом приема.
RU2007136714/28A 2005-03-04 2006-02-24 Датчик плотности и вязкости RU2393456C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05290502.3 2005-03-04
EP05290502A EP1698880B1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 A density and viscosity sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007136714A true RU2007136714A (ru) 2009-04-10
RU2393456C2 RU2393456C2 (ru) 2010-06-27

Family

ID=35285254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007136714/28A RU2393456C2 (ru) 2005-03-04 2006-02-24 Датчик плотности и вязкости

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7958772B2 (ru)
EP (1) EP1698880B1 (ru)
CN (1) CN101163955B (ru)
AT (1) ATE528634T1 (ru)
CA (1) CA2599629C (ru)
DK (1) DK1698880T3 (ru)
NO (1) NO338484B1 (ru)
RU (1) RU2393456C2 (ru)
WO (1) WO2006094694A1 (ru)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1804048B1 (en) 2005-12-30 2010-05-12 Services Pétroliers Schlumberger A density and viscosity sensor
US9176083B2 (en) 2012-09-28 2015-11-03 General Electric Company Systems and methods for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US9589686B2 (en) 2006-11-16 2017-03-07 General Electric Company Apparatus for detecting contaminants in a liquid and a system for use thereof
US10914698B2 (en) 2006-11-16 2021-02-09 General Electric Company Sensing method and system
US9538657B2 (en) 2012-06-29 2017-01-03 General Electric Company Resonant sensor and an associated sensing method
US9658178B2 (en) 2012-09-28 2017-05-23 General Electric Company Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US9536122B2 (en) 2014-11-04 2017-01-03 General Electric Company Disposable multivariable sensing devices having radio frequency based sensors
US7637151B2 (en) 2006-12-19 2009-12-29 Schlumberger Technology Corporation Enhanced downhole fluid analysis
EP2097745B1 (en) 2006-12-28 2012-12-19 Highland Biosciences Limited Biosensor
KR100908206B1 (ko) * 2007-07-20 2009-07-20 주식회사 삼전 점도센서
GB0716542D0 (en) 2007-08-24 2007-10-03 Highland Biosciences Ltd Endotoxin biosensor
US7784330B2 (en) 2007-10-05 2010-08-31 Schlumberger Technology Corporation Viscosity measurement
EP2072971A1 (en) 2007-12-17 2009-06-24 Services Pétroliers Schlumberger Variable throat venturi flow meter
US8240378B2 (en) 2008-01-23 2012-08-14 Schlumberger Technology Corporation Downhole characterization of formation fluid as a function of temperature
KR100967936B1 (ko) 2008-05-19 2010-07-06 울산대학교 산학협력단 볼트조임 란쥬반형 압전진동자를 이용한 점도센서 및 그센서를 이용한 유체의 점도 측정 방법
US9341059B2 (en) 2009-04-15 2016-05-17 Schlumberger Technology Corporation Microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications
EP2491368A1 (en) 2010-03-29 2012-08-29 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and methods of determining fluid viscosity
SG187943A1 (en) 2010-08-26 2013-03-28 Prad Res & Dev Ltd Apparatus and method for phase equilibrium with in-situ sensing
GB2484454B (en) * 2010-09-03 2014-01-08 Cambridge Entpr Ltd Sensor and method for sensing a property of a fluid
US20120085161A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Baker Hughes Incorporated Torsionally vibrating viscosity and density sensor for downhole applications
WO2012054758A2 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Rapid Diagnostek, Inc. Apparatus and method for measuring binding kinetics with a resonating sensor
GB2500501A (en) * 2010-11-05 2013-09-25 Baker Hughes Inc An apparatus, system and method for estimating a property of a downhole fluid
US8542023B2 (en) 2010-11-09 2013-09-24 General Electric Company Highly selective chemical and biological sensors
DE102011075113A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen Prozessgröße
ITTO20120091A1 (it) * 2012-02-03 2013-08-04 Eltek Spa Sensore e metodo per la misura di proprietà di un liquido attraverso un elemento sensore
EP2650668A1 (en) 2012-04-12 2013-10-16 Openfield Density and viscosity sensor and measuring method
US10598650B2 (en) 2012-08-22 2020-03-24 General Electric Company System and method for measuring an operative condition of a machine
WO2014031749A1 (en) 2012-08-22 2014-02-27 General Electric Company Wireless system and method for measuring an operative condition of a machine
US10684268B2 (en) 2012-09-28 2020-06-16 Bl Technologies, Inc. Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US9733389B2 (en) 2012-12-20 2017-08-15 Schlumberger Technology Corporation Multi-sensor contamination monitoring
CN110411560B (zh) * 2013-04-03 2021-09-07 高准公司 振动传感器和方法
US9176000B2 (en) 2013-04-15 2015-11-03 General Electric Company System for measurement of fluid levels in multi-phase fluids
EP2846159A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-11 Services Pétroliers Schlumberger Fluid sensor with piezoelectric actuator and process for manufacturing the same
US20150234484A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Logitech Europe S.A. Use of hyper gliding for reducing friction between an input device and a reference surface
US20150301003A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Gregory Peter Martiska Method for measuring the tribocharging properties of bulk granular materials and powders
US10295449B2 (en) 2014-12-17 2019-05-21 Schlumberger Technology Corporation Determining resonance frequency and quality factor
US10126266B2 (en) 2014-12-29 2018-11-13 Concentric Meter Corporation Fluid parameter sensor and meter
EP3215812B1 (en) 2014-12-29 2020-10-07 Concentric Meter Corporation Fluid parameter sensor and meter
WO2016109451A1 (en) 2014-12-29 2016-07-07 Concentric Meter Corporation Electromagnetic transducer
EP3147645A1 (en) 2015-09-22 2017-03-29 Avenisense A density sensor and density sensor manufacturing method
CN106441433A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 深圳市亚泰光电技术有限公司 一种对油品进行检测的装置
DE102018102831A1 (de) 2017-10-05 2019-04-11 Endress+Hauser Flowtec Ag Meßwandler für ein vibronisches Meßsystem sowie damit gebildetes vibronisches Meßsystem
US11137340B2 (en) * 2018-11-30 2021-10-05 Sharp Kabushiki Kaisha Particle detection sensor and particle detection apparatus
RU2722470C1 (ru) * 2020-01-31 2020-06-01 Александр Петрович Демченко Датчик вибрационного плотномера (варианты)
KR20220129467A (ko) * 2021-03-16 2022-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8705757D0 (en) * 1987-03-11 1987-04-15 Schlumberger Electronics Uk Fluid transducer
GB2236591B (en) 1989-10-05 1993-10-06 Marconi Gec Ltd Sensor apparatus
CN2191429Y (zh) * 1994-03-21 1995-03-08 刘大成 一种高温熔体粘度的测试装置
JP4188087B2 (ja) * 2001-03-23 2008-11-26 シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド 流体特性センサー
US20040250622A1 (en) * 2003-03-21 2004-12-16 Symyx Technologies, Inc. Resonator sensor assembly

Also Published As

Publication number Publication date
EP1698880A1 (en) 2006-09-06
CA2599629C (en) 2015-08-11
WO2006094694A1 (en) 2006-09-14
NO338484B1 (no) 2016-08-22
ATE528634T1 (de) 2011-10-15
US20080156093A1 (en) 2008-07-03
DK1698880T3 (da) 2012-01-16
CN101163955A (zh) 2008-04-16
CA2599629A1 (en) 2006-09-14
CN101163955B (zh) 2011-09-07
EP1698880B1 (en) 2011-10-12
RU2393456C2 (ru) 2010-06-27
NO20074442L (no) 2007-09-27
US7958772B2 (en) 2011-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2007136714A (ru) Датчик плотности и вязкости
CA2639850C (en) A density and viscosity sensor
US8601884B2 (en) Coriolis mass flowmeter having a pair of oscillation node plates fixably mounted to measuring tubes
US8011083B2 (en) Process of manufacturing a transducer assembly for an ultrasonic fluid meter
US7397168B2 (en) Transducer housing for an ultrasonic fluid meter
EP2443423B1 (en) Adjusting transducer frequency without ceasing fluid flow through a meter
CN112955717A (zh) 振动多传感器
CN107636423B (zh) 用于确定管壁共振频率的方法以及夹持式超声流量测量设备
WO2008103864A3 (en) Use of acoustic signals for measuring membrane fouling in spiral wound modules
EP1624291A3 (en) Self-diagnosis of a vibrating level gauge
CN113939716A (zh) 电子振动多传感器
CN115104008A (zh) 电子振动多传感器
US11262225B2 (en) Flow sensor, method and flowmeter for determining speeds of phases of a multi-phase medium
US20140123733A1 (en) Milk property measuring device
WO2002040986A8 (en) Electromagnetic acoustic transducer with recessed coil
US20090312965A1 (en) System and method for sensing liquid levels
EP2198286A1 (en) Detection of ingress of water in an intermediate layer using acoustic resonance technology
CN115698652A (zh) 将电子振动传感器对称化
JP2004101413A (ja) 固体内部の振動検査装置
CN107206428B (zh) 用于制造自动化技术现场设备的声音换能器的方法
PL56833B1 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170225