RU2024841C1 - Датчик вибрационного плотномера - Google Patents
Датчик вибрационного плотномера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2024841C1 RU2024841C1 SU5002919A RU2024841C1 RU 2024841 C1 RU2024841 C1 RU 2024841C1 SU 5002919 A SU5002919 A SU 5002919A RU 2024841 C1 RU2024841 C1 RU 2024841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- flange
- sensor
- piezoelectric elements
- vibrator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: в нефтяной промышленности для измерения плотности жидкости, особенно вязких. Сущность изобретения: датчик вибрационного плотномера содержит корпус, закрепленный в нем полый цилиндрический резонатор, омываемый с внутренней и наружной сторон и имеющий фланец и пьезоэлементы, отделенные от контролируемой среды и установленные на фланце. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к приборам для измерения плотности и вязкости жидких сред, например, углеводородных топлив. Датчик вибрационного плотномера может быть использован во многих отраслях промышленности, когда требуется измерить плотность, вязкость жидкостей, или их комбинацию.
Известен плотномер [1], который содержит корпус, внутри которого установлен пустотелый чувствительный элемент с фланцем, омываемый с внутренней и наружной поверхностей и приспособления для возбуждения и измерения колебаний чувствительного элемента, выполненные в виде электромагнитных катушек. Недостатком такого плотномера является снижение точности при измерении плотности вязких жидкостей, например, при пониженных температурах. Электромагнитные системы возбуждения и измерения колебаний чувствительного элемента для эффективной работы требуют малых зазоров между магнитопроводами и стенками чувствительного элемента. Эти зазоры при заполнении их жидкостью, особенно вязкой, приводят к сильному демпфированию чувствительного элемента и снижению точности измерения, а иногда и к невозможности выполнения самого измерения.
Известен вибрационный плотномер (2), в котором исследуемая жидкость впрыскивается внутрь V-образного трубчатого вибратора с жестко закрепленными концами. Плотность жидкости определяется на основе измерения периода собственных колебаний вибратора, наполненного жидкостью. Пьезоэлектрические элементы установлены в области узла колебаний вибратора с целью возбуждения его колебаний и индикации этих колебаний. Недостатком плотномера является то, что чувствительный элемент омывается исследуемой жидкостью только с одной стороны, и при наличии давления в резонаторе появляются напряжения, приводящие к изменению частоты, а следовательно, к погрешности измерения параметров исследуемой жидкости от давления.
Наиболее близким техническим решением является датчик-зонд (3), позволяющий измерять уровень жидкости, плотность, вязкость или комбинацию указанных параметров. Зонд представляет собой цилиндрическую трубку, закрепленную во фланец, которая подвергается вибрации. Внутри трубки эпоксидным клеем закреплены два пьезоэлектрических преобразователя, один из которых служит для получения вибрации, а другой - для восприятия. Недостатком датчика-зонда является то, что чувствительный элемент (вибратор) омывается исследуемой жидкостью только с одной стороны, и при наличии давления в резонаторе появляются напряжения, приводящие к изменению частоты, а следовательно, к погрешности измерения параметров исследуемой жидкости от давления.
Основным недостатком датчика-зонда является то, что пьезоэлементы для обеспечения функционирования вибратора требуют непосредственного соприкосновения с тонкостенной частью вибратора, что вносит дополнительную массу к вибратору и снижает чувствительность вибратора, т.е. увеличивает погрешность измерения. Кроме того, контакт пьезоэлементов с вибратором снижает его добротность, а следовательно, и точность измерения параметров исследуемой жидкости.
Целью изобретения является повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в датчике вибрационного плотномера, содержащем корпус и закрепленный в нем полый цилиндрический резонатор с фланцем, пьезоэлементы возбуждения и восприятия колебаний резонатора установлены на фланце резонатора.
Установка пьезоэлементов на фланце резонатора позволяет:
- устранить влияние давления контролируемой среды, так как контролируемая среда омывает резонатор с обеих сторон;
- устранить дополнительную массу с резонатора, и тем самым повысить чувствительность резонатора;
- устранить контакт пьезоэлементов с чувствительной частью резонатора и этим повысить добротность резонатора.
- устранить влияние давления контролируемой среды, так как контролируемая среда омывает резонатор с обеих сторон;
- устранить дополнительную массу с резонатора, и тем самым повысить чувствительность резонатора;
- устранить контакт пьезоэлементов с чувствительной частью резонатора и этим повысить добротность резонатора.
Все это позволяет повысить точность измерения параметров контролируемой жидкости (плотность, вязкость, а также уровень жидкости или их комбинацию).
Элемент вибратора в сечении представлен на фиг. 1, где 1 - резонатор, 2-фланец, 3-пьезоэлемент, т.е. установка пьезоэлементов на фланце позволяет увеличить момент, воздействующий на тонкостенную часть, где М ≈F*h.
Это обстоятельство позволяет значительно уменьшить мощность, необходимую для создания колебаний вибратора.
На фиг. 1 приведен схематический частичный разрез датчика плотномера в месте расположения возбуждающего или приемного пьезоэлемента; на фиг. 2 и 3 - варианты исполнения датчика плотности.
Полый цилиндрический резонатор 1 с фланцем 2 закреплен в корпусе 4 или в его заглушке с помощью полых опор 5 так, что контролируемая жидкость омывает резонатор, как с наружной, так и с внутренней стороны. К внутренней поверхности фланца 2 с помощью контакта 6, изолятора 7, прокладки 8 и пружины 9 поджат пьезоэлемент 3. Пружина необходима для обеспечения усилия поджатия при изменении линейных размеров деталей под действием температуры. В качестве такого упругого элемента могут быть применены, например тарельчатые пружины. Полость пьезоэлемента герметизируется крышкой 10, приваренной к фланцу, а провода 11, служащие электрическим выводом пьезоэлементов, проходят через полые опоры резонатора на штепсельный разъем датчика.
Для возбуждения колебаний резонатора на электроды пьезоэлемента 3 подается переменное напряжение резонансной частоты. Пьезоэлемент под действием приложенного напряжения колеблется с изменением толщины и, будучи поджат к поверхности фланца 2, вызывает изгибные колебания фланца. Так как фланец непосредственно связан с тонкостенной частью резонатора, его колебания вызывают колебания резонатора. Аналогичную конструкцию имеет устройство измерения колебаний.
В этом случае деформации фланца вызывают сжатие пьезоэлемента, а с его электродов снимается переменное напряжение, частота которого соответствует частоте колебаний резонатора и служит параметром, характеризующим плотность среды, в которую погружен резонатор. Количество возбуждающих и измерительных пьезоэлементов определяется типом колебаний цилиндрического резонатора, который необходимо реализовать, и соображениями конструктивного или схематического характера и прямого отношения к достигаемому техническому эффекту не имеет. В описываемом примере реализации предлагаемого устройства, например, использованы два возбуждающих и два измерительных пьезоэлемента.
Благодаря тому, что механический контакт и взаимодействие пьезоэлементов осуществляется с фланцем, амплитуда колебаний которого значительно меньше и соответствует фактической амплитуде колебаний самого пьезоэлемента, удается их согласовать со значительно большими по амплитуде колебаниями стенки резонатора без снижения его добротности.
Преимуществом предлагаемого устройства также является отсутствие каких бы то ни было деталей, расположенных в непосредственной близости по отношению к тонкой стенке резонатора по всей его длине и тем самым отсутствие демпфирования, возникающего при заполнении образующихся зазоров измеряемой средой.
Claims (1)
- ДАТЧИК ВИБРАЦИОННОГО ПЛОТНОМЕРА, содержащий корпус, закрепленный в нем полый цилиндрический резонатор с фланцем и пьезоэлементы, отличающийся тем, что пьезоэлементы установлены на фланце резонатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002919 RU2024841C1 (ru) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Датчик вибрационного плотномера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002919 RU2024841C1 (ru) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Датчик вибрационного плотномера |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024841C1 true RU2024841C1 (ru) | 1994-12-15 |
Family
ID=21585557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002919 RU2024841C1 (ru) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Датчик вибрационного плотномера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024841C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506563C1 (ru) * | 2012-08-13 | 2014-02-10 | Юрий Васильевич Аладышкин | Датчик вибрационного плотномера |
RU173224U1 (ru) * | 2017-02-14 | 2017-08-16 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (сокращенное наименование ПАО "Транснефть") | Вибрационное устройство с функцией самоочистки для определения плотности или вязкости текущей нефти |
RU2777673C1 (ru) * | 2022-03-29 | 2022-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Электротех" | Узел крепления измерительных труб в корпусе вибрационного измерительного устройства |
-
1991
- 1991-07-01 RU SU5002919 patent/RU2024841C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Патент СССР N 633500, кл. G 01N 9/00, 1976. * |
2. Заявка Японии N 54-41348, 1973. * |
3. Кевин Смит "Вибрационный датчик с цифровым выходом", Электроника "(Elektronics), 1980, N 16, с.15-16. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506563C1 (ru) * | 2012-08-13 | 2014-02-10 | Юрий Васильевич Аладышкин | Датчик вибрационного плотномера |
RU173224U1 (ru) * | 2017-02-14 | 2017-08-16 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (сокращенное наименование ПАО "Транснефть") | Вибрационное устройство с функцией самоочистки для определения плотности или вязкости текущей нефти |
RU2777673C1 (ru) * | 2022-03-29 | 2022-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Электротех" | Узел крепления измерительных труб в корпусе вибрационного измерительного устройства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3625058A (en) | Apparatus for determining the filling level of a container | |
US4922745A (en) | Fluid transducer | |
US5191316A (en) | Apparatus for determining and/or monitoring a predetermined contents level in a container | |
US4949583A (en) | Method of mass flow measurement by the coriolis principle and mass flow meter operating by the coriolis principle | |
US3349604A (en) | Apparatus for determining physical properties of materials | |
US4655075A (en) | Vibrating tube densimeter | |
EP2614353B1 (en) | Fluid properties measurement device having a symmetric resonator | |
JPS6098315A (ja) | 容器内の予め定められた充填レベルを検出および/または監視するための装置 | |
RU2024841C1 (ru) | Датчик вибрационного плотномера | |
KR20070008440A (ko) | 유체 밀도를 측정하는 장치 및 방법 | |
US2819610A (en) | Viscosimeter probe | |
JP2880502B2 (ja) | 容器内において所定の充填レベルを達成及び/又は監視する装置 | |
RU2506563C1 (ru) | Датчик вибрационного плотномера | |
RU6903U1 (ru) | Датчик вибрационного плотномера | |
US3878710A (en) | Densitometer | |
RU2346259C2 (ru) | Виброзонд для определения плотности жидких сред | |
RU151456U1 (ru) | Датчик вибрационного плотномера (варианты) | |
SU759908A1 (ru) | Датчик виброплотномера 1 | |
SU913165A1 (en) | Vibration viscometer | |
RU2045029C1 (ru) | Устройство для измерения плотности жидкости | |
JPH10339657A (ja) | 容器内において所定の充填レベルを達成及び/又は監視する装置 | |
RU2045030C1 (ru) | Устройство для измерения плотности жидкости | |
SU827980A1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
SU1270593A1 (ru) | Пьезоэлектрический датчик давлени | |
SU1112270A1 (ru) | Акустический блок дл измерени концентрации газа в двухфазных средах |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070823 |