SU1022001A1 - Vibration pickup of density - Google Patents

Vibration pickup of density Download PDF

Info

Publication number
SU1022001A1
SU1022001A1 SU813359983A SU3359983A SU1022001A1 SU 1022001 A1 SU1022001 A1 SU 1022001A1 SU 813359983 A SU813359983 A SU 813359983A SU 3359983 A SU3359983 A SU 3359983A SU 1022001 A1 SU1022001 A1 SU 1022001A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resonator
tubes
tube
compensator
cross
Prior art date
Application number
SU813359983A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Петрович Жуков
Original Assignee
Ярославский политехнический институт
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 Ярославский политехнический институт filed Critical Ярославский политехнический институт
Priority to SU813359983A priority Critical patent/SU1022001A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1022001A1 publication Critical patent/SU1022001A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

ВИБРАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ , содержащий резонатор :в виде двух ,параллельных упругих трубок, закрепленных на кра х в основани  резонатора , систему возбуждеии  и съема колебаний, тес локомпенсатор, о т л и ч а к ц и и с   тем, что, с цедыо побышени  точности измерений, термокомпенсатор в олнеи в виде направленной вдоль оси симметрии резонатора и закрепленной в его основании третьей трубки из материала с коэффициентом линейного расширени , удовлетеор кнцим условие 4545 . V e i2rи со следующим соотнсниением площадей поперечных сечений трубки термокомпенсатора и ка;1шой из трубок резонатора где вЬц и oCjj - коэффициенты линейного расширени  материёшов трубок . термоксмпенсатора и резонатора соответственно; to и fij - модули Юнга материалов трубок Tep-|j мокомпенсатора и ф резонатора соот ,ветственно; $ц и 5 5 - площади поперечных речений трубок тёрмокомпен-сатора и резонатр-g -ра; :v .. ,: - температурный коэффшхиент собственной частоты резонатора;КЛ - длина трубки резонатора; . 1N3 .|g - момент инерции поперечного |чД сечени  трубок резонатораVIBRATION DENSITY SENSOR containing a resonator: in the form of two parallel elastic tubes fixed at the edges at the base of the resonator, a system of excitation and pickup of vibrations, test compensator, so that, measurement accuracy, thermal compensator in the wave in the form of a resonator directed along the axis of symmetry and a third tube made of a material with a linear expansion coefficient fixed at its base, satisfying the condition 4545 condition. V e i2r and with the following ratio of the cross-sectional areas of the thermal compensator tube and k; 1 is the second of the resonator tubes where where ccc and oCjj are the linear expansion coefficients of the material tubes. thermo compensator and resonator, respectively; to and fij are the Young's moduli of the materials of the Tep- | j tubes of the compensator and φ of the resonator, respectively; $ q and 5 5 are the cross-sectional areas of the thermocompensator tubes and the resonator-g-ra; : v ..,: - temperature coefficient of the natural frequency of the resonator; CL - length of the resonator tube; . 1N3. | G is the moment of inertia of the transverse | hD of the cross section of the resonator tubes

Description

Изобретение относитс  к приборам дл  измерени  плотности жидкости. Известен вибрационный датчик плот иости погружного типа, в котором чувствительный элемент вЕДюлнен в виде биметаллической пластины, изгибающейс  под действием температуры и мен ющей величину присоединенной мас сы исследуемой жидкости, что компенсирует температурную погрешность дат чика fll. Недостатком его  вл етс  то, что при изменении формы колеблющейс  пластины мен етс  не только присоединенна  масса жидкости, но и сила в зкого трени , что вызывает дополни тельные погрешности измерений. Наиболее близким по технической .сущности к предлагаемому  вл етс  датчик плотности жидкости, содержащий резонатор в виде двух параллельных упругих трубок, закрепленных на кра х в основание резонатора, систему возбуждени  и съема, колебаний, термокомпенсатор, выполненный в виде преобразовател  температуры (термистора ), закрепленного на измерительном резонаторе и св занного с усилителем и электромеханическим пре образователем усили , действующего вдоль продольной оси симметрии резонатора 2}. Недостатком данлого плотномера  вл етс  низка  точность термокомпен сации ввиду наличи  большого числа преобразователей аналогового типа. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени  плотности. Поставленна  цель достигаетс  тем что в вибрационном датчике плотности содержащем резонатор в виде двух параллельных упругих трубок, закреплен ных на кра х в основани  резонатора. систему возбуждени  и съема колебаний , термокомпенсатор, термр-, компенсатор выполнен в виде направленной вдоль оси симметрии резонатора и закрепленной в его основании третьей трубки из материала с коэффициентом линейного растиирени , удов летвор ющим условие 41 и со следующим соотношением площаде поперечных сечений трубки термоком . пенсатора и каждой из трубок резона тора б /5 V где ot,, и оС, -коэффициенты линей ного расширени  материалов трубок | термокомпенсатора и резонатора соответственно/ -модули Юнга материалов трубок термокомпенсатора и резонатора; -площади поперечных сечений трубок термокомпенсатора и резонатора; -температурный коэффициент собственной частоты резонатора; -длина трубки резонатора ; -момент инерции поперечного сечени  трубок резонатора На чертеже представлена схема вибрационного датчика плотности. Датчик содержит проточный резонатор в виде двух одинаковых параллельных трубок 1 из упругого материала с низким температурным козффициен.том линейного расширени  и центральной трубки 2, выполненной из материала с большим коэффициентом линейного расширени . Все три трубки жестко заделаны в полых основани х 3 и 4, через/ ррторые подводитс  и отводитс  испыт туема  среда, протекающа  по парал вдьнымтрубкам 1. Неподвижна  центральна  трубка 2 в своей средней части закреплена в корпусе датчика элементами 5, отход щими от центра масс колебательной системы. Система возбуждени  резонатора состоит из приемника колебаний б, усилител  7 и возбудител  8. Частотомер 9 предназначен дл  регистрации выходного сигнала датчика. Гибкие элементы 10 и 11 технологического трубопровода предназначены дл  отделени  резонатора от патрубков 12 и 13 технологического трубопровода и предотвращени  рассе ни  колебательной энергии во внешние элементы конструкции. Вибрационный датчик -плотности работает следующим образом. . Измер ема  среда входит в датчик по патрубку 12 через гибкий элемент 10 и полое основание 3, протекает по параллельным трубками 1 и 2, далее через полое основание 4 и гибкий элемент 11 выходит из датчика по патрубку 13. Система возбуждени  приводит в автоколебание в противофазе трубки 1 резонатора. Частота автоколебаний , определ ема  плотностью протекающей жидкости, регистрируетс  частотомером 9. При изменении температуры контролируемой жидкости на величину 4t происходит отклонение з частоты колебаний резонатора от начгшьного значени  (, в соответстви с равенством -jfgf i / тё тературный коэффициент частоты колебаний трубок резонатора. Действу  на боковые трубки раст гивающим усилием Ng , можно вызвать обратное отклонение частоты колебаний от начального значени  ,fe iA..+4-f. ы-2б зг2б длина боковой трубки резонатора; и Ig- модуль упругости материала и йомент инерцит сечени  боковой труб .- -- : . . киу Kg- усилие, раст гивающее боковую трубку. Легко установить, что величина усили  ИЧд, возникающего при нагреве центральной и боковых трубок дат чика за счет различи  их коэффициен тов линейного расошрени , определ етс  зависюФостью . ,,;: и - коэффициенты-лине где ы, ного расширени  центральной и бок вой Tpy6oKj сортветственно , Б ц - модулЪ упругости материала дентральной трубки; 5ц и Sj - площади поперечных сечений центральной и боковой трубок . Таким образом, cjn««apHoe отклонение частоты колебаний резонатора от , начального значени  при изменении температуры контролиру юй среды бу-, дет равно нулю, если выбирать центральную трубку с плоцгщьЬ поперечного сечени , удовлетвор ющей соотношение При этом разность коэффициентов Линейного расширени  материалов центральной и боксшой трубок должна быть не меньше .. 5 Предлагаема  конструкци  датчика ; обеспечивает высокую точность измерений плотности жидкости при неста- / бильности ее температуры, что имеет существенное значение в различных отрасл х промшалеиности. The invention relates to instruments for measuring the density of a liquid. A submersible-type vibration density sensor is known, in which the sensing element is incorporated in the form of a bimetallic plate, which bends under the effect of temperature and changes the value of the attached mass of the test liquid, which compensates for the temperature error of the sensor fll. Its disadvantage is that when the shape of the oscillating plate changes, not only the attached mass of fluid, but also the force of viscous friction changes, which causes additional measurement errors. The closest in technical terms to the present invention is a fluid density sensor containing a resonator in the form of two parallel elastic tubes fixed at the edges of the resonator base, a system of excitation and removal, vibrations, a thermal compensator made in the form of a temperature converter (thermistor) fixed on the measuring resonator and the force connected with the amplifier and the electromechanical transducer acting along the longitudinal axis of symmetry of the resonator 2}. The disadvantage of this densitometer is the low accuracy of thermal compensation due to the presence of a large number of analog-type converters. The aim of the invention is to increase the accuracy of the density measurement. This goal is achieved by the fact that in a vibration density sensor containing a resonator in the form of two parallel elastic tubes fixed at the edges at the base of the resonator. excitation and vibration pick-up system, thermal compensator, thermal-compensator is made in the form of a third tube made along the axis of symmetry of the resonator and fixed at its base with a linear stretching factor satisfying condition 41 and with the following ratio of cross-sectional area of the thermocouple. of the sensor and each of the tubes of the resonator b / 5 V where ot ,, and оС, are the coefficients of linear expansion of the materials of the tubes | thermal compensator and resonator, respectively, / Young's moduli of the materials of the thermal compensator tube and the resonator; - area of cross sections of the temperature compensator tubes and the resonator; -the temperature coefficient of the resonator's own frequency; -the length of the resonator tube; -the moment of inertia of the cross section of the resonator tubes The drawing shows a diagram of a vibration density sensor. The sensor contains a flow-through resonator in the form of two identical parallel tubes 1 of elastic material with a low temperature coefficient of linear expansion and a central tube 2 made of a material with a large coefficient of linear expansion. All three tubes are rigidly embedded in hollow bases 3 and 4, the medium flowing through the parallel tube 1 is supplied and removed through the test tube. The stationary central tube 2 in its middle part is fixed in the sensor housing by elements 5 extending from the center of mass of the oscillatory system. The resonator excitation system consists of an oscillation receiver b, amplifier 7 and exciter 8. Frequency meter 9 is designed to record the output signal of the sensor. Flexible elements 10 and 11 of the process piping are designed to separate the resonator from the pipes 12 and 13 of the process piping and prevent the dissipation of vibrational energy into external structural elements. Vibration sensor-density works as follows. . The measured medium enters the sensor through the nozzle 12 through the flexible element 10 and the hollow base 3, flows through the parallel tubes 1 and 2, then through the hollow base 4 and the flexible element 11 leaves the sensor through the nozzle 13. The excitation system leads to self-oscillation in antiphase of the tube 1 resonator. The frequency of self-oscillations, determined by the density of the flowing fluid, is recorded by the frequency meter 9. When the temperature of the controlled fluid changes by 4t, the oscillation frequency of the resonator oscillates from the initial value (according to the equality -jfgf i / coefficient coefficient of oscillation frequency of the resonator tubes. lateral tubes with a tensile force Ng, the reverse oscillation frequency deviation from the initial value can be caused, fe iA .. + 4-f. s-2b zg2b the length of the lateral tube of the resonator; and Ig-modulus elastic The material bones and the moment of inercite of the cross section of the side pipe .- -: ... Qi Kg- force stretching the side tube It is easy to establish that the magnitude of ICH force that occurs when the central and side tubes of the sensor are heated due to the difference in their linear dispersion coefficients , is determined by the dependence. ,,;: and are the lin-coefficients, where the expansion of the central and lateral Tpy6oKj is appropriately, Bc is the modulus of elasticity of the material of the central tube; 5c and Sj are the cross-sectional areas of the central and lateral tubes. Thus, cjn "" apHoe the deviation of the oscillation frequency of the resonator from the initial value when the temperature is controlled by the medium will be zero if you select a central tube with a plots of cross section that satisfies the ratio. At the same time, the difference between the coefficients of linear expansion of the central and boxing materials tubes should be no less. 5 Proposed sensor design; provides a high accuracy of measurements of the density of a liquid at its unstable / unstable temperature, which is of great importance in various areas of the industry.

Claims (1)

ВИБРАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ, содержащий резонатор в виде двух .параллельных упругих трубок, закрепленных на краях в основания резонатора, систему возбуждения и съема колебаний, термокомпенсатор, о т лич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, термокомпенсатор выполнен в виде направленной вдоль оси симметрии резонатора и закрепленной в его основании третьей трубки из материала с коэф- . фициентом линейного расширения, удовлетворяющим условиеDENSITY VIBRATION SENSOR, containing a resonator in the form of two parallel elastic tubes fixed at the edges of the resonator base, an excitation and vibration acquisition system, a temperature compensator, which, in order to increase the accuracy of measurements, has a temperature compensator made in the form of a resonator directed along the axis of symmetry and fixed in its base a third tube of material with coefficient. linear expansion coefficient satisfying the condition В и со следующим соотношением площадей поперечных сечений трубки термокомпенсатора и каждой из трубок резона- . тора > ΊΓ : ίΙ*In and with the following ratio of the cross-sectional areas of the thermocompensator tube and each of the resonance tubes. torus> ΊΓ : ίΙ * Λ где <АЦ Ец { е2 *5 « 5б Λ where <A C E c {e 2 * 5 "5 b - коэффициенты линейного расширения материалов трубок термокомпенсатора и резонатора соответственно;- coefficients of linear expansion of the materials of the tubes of the temperature compensator and resonator, respectively; - модули Юнга материалов трубок тер-jg мокомпенсатораи ф резонатора соответственно;- Young's modulus of the materials of the tubes ter-jg mocompensator and ph resonator, respectively; - площади попереч- ; ных сечений тру- ' бок термокомпенсатора и,резонато-g Ра> ’ ' ,1 - .- area transverse; cross-sections of the tubes of the temperature compensator and, resonantly g P a >'', 1 -. температурный коэффициент собственной частоты резонатора;temperature coefficient of the natural frequency of the resonator; С - длина трубки резонатора;C is the length of the resonator tube; ,|g - момент инерции поперечного' сечения трубок резонатора., | g is the moment of inertia of the cross section of the resonator tubes.
SU813359983A 1981-10-09 1981-10-09 Vibration pickup of density SU1022001A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813359983A SU1022001A1 (en) 1981-10-09 1981-10-09 Vibration pickup of density

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813359983A SU1022001A1 (en) 1981-10-09 1981-10-09 Vibration pickup of density

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1022001A1 true SU1022001A1 (en) 1983-06-07

Family

ID=20984619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813359983A SU1022001A1 (en) 1981-10-09 1981-10-09 Vibration pickup of density

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1022001A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 456193, кл. G.01 S 9/00/1972. 2. Авторское свидетельство СССР 460489, кл.1П 01 N 15/08,i 1973 .(прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4524610A (en) In-line vibratory viscometer-densitometer
US4803867A (en) Fluid measurement apparatus providing flow tube strain relief
US5069075A (en) Mass flow meter working on the coriolis principle
US4170128A (en) Apparatus for density determination
JPS63158419A (en) Mass flow measuring instrument operated by principle of coriolis
US4957005A (en) Coriolis-type flowmeter
EP0282217A3 (en) Mass flow measurement
US5773727A (en) Mass flow meter
RU2001108589A (en) METHOD AND DEVICE FOR CORIOLIS FLOW METER HAVING OWN CURRENT CALIBRATION COEFFICIENT, NOT DEPENDING ON MATERIAL DENSITY
SU1022001A1 (en) Vibration pickup of density
SU851185A1 (en) Vibrational frequency density meter
JP2984192B2 (en) Coriolis flow meter
SU1485019A2 (en) Device for measuring fluid density and mass flow rate
SU460489A1 (en) Fluid density sensor
SU744277A1 (en) Frequency-type density sensor
JPH0438261Y2 (en)
JPH0526709A (en) Coriolis mass flowmeter
SU426170A1 (en) VIBRATION DIMENSIONS OF PT BSH f &#34;? ^ F ^ * &#39;.&#39;% F&#34; &#39;&#34;&gt; &amp; 1-4 u CRi ^ iSCi ^ niiS
SU1739204A1 (en) Method and device for measuring mass flow rate
SU1675705A1 (en) Oscillatory-type pressure transducer
SU717625A1 (en) Vibration-type viscosity measuring transducer
SU830233A1 (en) Device for measuring internal friction in solid bodies
SU681333A1 (en) Temperature measurement apparatus
SU748183A1 (en) Density meter for liquid media
SU1362708A1 (en) Device for measuring density and mass flow of liquid