RU2147738C1 - Устройство для измерения плотности жидкости - Google Patents
Устройство для измерения плотности жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147738C1 RU2147738C1 RU98122346A RU98122346A RU2147738C1 RU 2147738 C1 RU2147738 C1 RU 2147738C1 RU 98122346 A RU98122346 A RU 98122346A RU 98122346 A RU98122346 A RU 98122346A RU 2147738 C1 RU2147738 C1 RU 2147738C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- density
- liquid
- vibration
- inertial mass
- transducer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля плотности жидкости в различных технологических процессах в пищевой, химической, микробиологической, нефтеперерабатывающей промышленности. Устройство содержит вибратор с установленными на нем контрольным и вибрационным преобразователями, при этом инерционная масса вибрационного преобразователя выполнена в форме полой оболочки со впускным штуцером для заполнения ее внутренней полости исследуемой жидкостью. Инерционная масса может также содержать впускной и выпускной штуцеры, что позволяет обеспечить непрерывное движение жидкости через вибрационный преобразователь и тем самым проводить текущий контроль ее плотности. Устройство измеряет плотность с высокой точностью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
1. Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологических процессах, где необходим контроль за плотностью применяемых растворов в пищевой, химической, микробиологической, нефтеперерабатывающей промышленности.
2. Уровень техники.
Известны устройства, содержащие вибратор, возбуждающий резонанс колебательной системы, в состав которой входит жидкость, чью плотность необходимо измерить [1, 2]. Плотность в таких устройствах связана с измеряемой величиной - резонансной частотной квадратичной зависимостью, поэтому по точности они уступают устройствам, в которых реализуется прямо пропорциональная зависимость между измеряемой и определяемой величинами. Известны вибрационные преобразователи с инерционной массой, выходное напряжение которых при воздействии вибрации пропорционально ее величине [3]. Известно устройство калибровки вибрационных преобразователей, состоящее из вибратора, с установленными на нем контрольным и калибруемым вибропреобразователями [4], для которого характерна высокая точность, что, однако, не решает проблему измерения плотности жидкости.
3. Сущность изобретения.
Сущность изобретения состоит в том, что в известном устройстве, содержащем вибратор с установленными на нем контрольным и вибрационным преобразователями в качестве последнего взят преобразователь с инерционной массой, выполненной в виде полой оболочки, внутренний объем которой заполнен рабочей жидкостью через впускной штуцер.
Целью изобретения является создание измерительного устройства с более высокой точностью измерения за счет прямо пропорциональной зависимости между измеряемой величиной и плотностью жидкости, и за счет относительного характера измерений.
В известном устройстве напряжение U на выходе вибрационного преобразователя при ускорении a, создаваемом вибратором и измеряемом контрольным преобразователем, пропорционально величине инерционной массы
U = αma,
где m - величина инерционной массы;
α - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора типа чувствительного элемента: электромагнитный, емкостной, пьезоэлектрический и т.д.
U = αma,
где m - величина инерционной массы;
α - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора типа чувствительного элемента: электромагнитный, емкостной, пьезоэлектрический и т.д.
В предлагаемом устройстве инерционная масса определяется суммой массы mо оболочки и массы рабочей жидкости, помещенной внутри оболочки, равной Vρo, где ρo - плотность жидкости; V - объем полости.
Так как объем полости инерционной массы фиксирован, то напряжение на выходе вибрационного преобразователя при постоянном ускорении a равно
U = α(mo+Vρo)a
и пропорционально плотности рабочей жидкости, что позволяет проводить ее измерения.
U = α(mo+Vρo)a
и пропорционально плотности рабочей жидкости, что позволяет проводить ее измерения.
При коэффициенте преобразования контрольного преобразователя, равном K, напряжение на его выходе UK равно UK= Ka, а значение плотности жидкости определяется из соотношения
Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуются относительные измерения плотности, что обуславливает их большую точность.
Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуются относительные измерения плотности, что обуславливает их большую точность.
Введение в оболочку инерционной массы выпускного штуцера позволяет осуществить непрерывное движение рабочей жидкости через вибрационный преобразователь и тем самым обеспечить непрерывный контроль за ее плотностью.
4. Перечень чертежей.
На фиг. 1. схематично представлено предлагаемое устройство, состоящее из вибратора 1, контрольного преобразователя 2 и вибрационного преобразователя, например, пьезоэлектрического типа, включающего в себя пьезоэлемент 3, инерционную массу, представляющую собой оболочку 4, охватывающую полость 5, объем которой заполнен рабочей жидкостью, и оснащенную штуцером 6 для ее слива и налива.
На фиг. 2 - инерционная масса вибрационного преобразователя, выполненная в виде оболочки 4, охватывающей полость 5, снабжена впускным 6 и выпускным 7 штуцерами, обеспечивающими непрерывное движение жидкости через инерционную массу.
5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Для оценки возможности создания предлагаемого устройства был создан соответствующий фиг. 2 макет пьезоэлектрического преобразователя. В качестве измерительной аппаратуры использовались приборы и оборудование фирмы "Робботрон".
Напряжение на выходе вибрационного преобразователя, при протекании через него рабочей жидкости, плотность которой ρo в некоторый момент времени изменяется на величину Δρ, при ускорении, создаваемом вибратором и контролируемым контрольным преобразователем, равным 1 мс-2, равно
где d33 - пьезоэлектрический модуль;
C - емкость пьезоэлемента;
U0 - составляющая, - постоянное напряжение;
флуктуации напряжения, обусловленные флуктуациями плотности, рабочей жидкости;
Uш - шумовые напряжения, обусловленные шумовыми виброускорениями, электронными шумами измерительного тракта и шумами обтекания жидкости.
где d33 - пьезоэлектрический модуль;
C - емкость пьезоэлемента;
U0 - составляющая, - постоянное напряжение;
флуктуации напряжения, обусловленные флуктуациями плотности, рабочей жидкости;
Uш - шумовые напряжения, обусловленные шумовыми виброускорениями, электронными шумами измерительного тракта и шумами обтекания жидкости.
По экспериментальным оценкам Uш в 1/3 октавной полосе частот со средней частотой 180 Гц составляет: Uш = 5•10-6 В.
Для измерения среднеквадратичных значений напряжения ΔU с относительной погрешностью 0,5% необходимо, чтобы ΔU = 10Uш. При этом условии флуктуации плотности связаны с шумовыми напряжениями соотношением
Таким образом, минимальные изменения Δρmin плотности рабочей жидкости, измеряемые с относительной погрешностью 0,5%, для выбранных значений
C = 20 пФ; d33 3000 пК/Н; V = 10-4 м3;
составляют: Δρmin= 3•10-2 кг/м3.
Таким образом, минимальные изменения Δρmin плотности рабочей жидкости, измеряемые с относительной погрешностью 0,5%, для выбранных значений
C = 20 пФ; d33 3000 пК/Н; V = 10-4 м3;
составляют: Δρmin= 3•10-2 кг/м3.
Для экспериментальной проверки в качестве рабочей жидкости использовались два соляных раствора с плотностями 1020 и 1025 кг/м3. Изменение плотности растворов, равное 5 кг/м, приводило к изменению выходного напряжения вибрационного преобразователя около 7•10-3 В, что существенно превышало напряжения шумов Uш = 5•10-6 В и подтверждало принципиальную возможность создания предлагаемого устройства.
Литература
1. Проточный вибрационный плотномер. А.с. N 360591, кл. G 01 N 9/32, 1971.
1. Проточный вибрационный плотномер. А.с. N 360591, кл. G 01 N 9/32, 1971.
2. Камертонный преобразователь для жидких сред. А.с. N 396590, кл. G 01 N 9/32, 1972.
3. Ж. Аш и др. Датчики измерительных систем, Мир, 1992, т. 2, стр. 71-125.
4. Ю.А.Иориш. Виброметрия. М.: Машиностроение, 1993, с. 627-635.
Claims (2)
1. Измерительное устройство, состоящее из вибратора с установленными на нем контрольным и вибрационным преобразователями, выходы которых подключены к регистрирующей аппаратуре, отличающееся тем, что в качестве вибрационного преобразователя выбран преобразователь с инерционной массой, выполненной в виде полой оболочки, внутренний объем которой заполнен рабочей жидкостью через впускной штуцер.
2. Измерительное устройство по п.1, отличающееся тем, что в полую оболочку инерционной массы вибрационного преобразователя введен выпускной штуцер.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122346A RU2147738C1 (ru) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Устройство для измерения плотности жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122346A RU2147738C1 (ru) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Устройство для измерения плотности жидкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2147738C1 true RU2147738C1 (ru) | 2000-04-20 |
Family
ID=20213260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98122346A RU2147738C1 (ru) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Устройство для измерения плотности жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2147738C1 (ru) |
-
1998
- 1998-12-09 RU RU98122346A patent/RU2147738C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Иориш Ю.А. Виброметрия, 1993, с.627, 635. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7343820B2 (en) | Apparatus and method for fiscal measuring of an aerated fluid | |
RU2235295C2 (ru) | Расходомер кориолиса с прямолинейной трубкой | |
US3251226A (en) | Apparatus for measuring mass flow and density | |
EP0253504A1 (en) | Mass flowmeter | |
RU2602733C1 (ru) | Обнаружение изменения площади сечения расходомерного флюидного трубопровода вибрационного измерителя посредством определения жесткости поперечной моды | |
KR20130116891A (ko) | 다중 온도 센서 시스템 | |
JP2010237231A (ja) | 質量流量計の作動方法 | |
RU2298769C2 (ru) | Устройство для определения и/или контролирования объемного и/или массового расхода среды в резервуаре | |
US20070017277A1 (en) | Apparatus and method for measuring fluid density | |
US20070017278A1 (en) | Apparatus and method for measuring fluid density | |
KR102519609B1 (ko) | 유량계 상 분율 및 농도 측정 조정 방법 및 장치 | |
JPH07260531A (ja) | 流体センサ | |
Kacker et al. | Fluctuating lift coefficient for a circular cylinder in cross flows | |
US4531405A (en) | Method and device for measuring the level of a fluid inside of a container | |
US20230358658A1 (en) | Dissolution monitoring method and apparatus | |
RU2147738C1 (ru) | Устройство для измерения плотности жидкости | |
US4612814A (en) | Flow meter and densitometer apparatus | |
EP0087206A1 (en) | Mass flow meter | |
EP0837303A1 (en) | A flow meter based on using Coriolis forces | |
EP0158745A1 (en) | Flow meter and densitometer apparatus and method of operation | |
RU200609U1 (ru) | Вибрационный измерительный преобразователь | |
RU2803043C1 (ru) | Способ оценки состояния кориолисова расходомера для его поверки и/или диагностики | |
SU922588A1 (ru) | Устройство дл непрерывного измерени в зкости жидкостей | |
RU2120111C1 (ru) | Расходомер | |
SU920383A1 (ru) | Устройство дл измерени массового расхода сред |