SU1087830A1 - Tuning fork-type density meter for liquid media - Google Patents

Tuning fork-type density meter for liquid media Download PDF

Info

Publication number
SU1087830A1
SU1087830A1 SU833595510A SU3595510A SU1087830A1 SU 1087830 A1 SU1087830 A1 SU 1087830A1 SU 833595510 A SU833595510 A SU 833595510A SU 3595510 A SU3595510 A SU 3595510A SU 1087830 A1 SU1087830 A1 SU 1087830A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tuning fork
bellows
sensor
legs
branches
Prior art date
Application number
SU833595510A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Карлович Тараненко
Original Assignee
Taranenko Yurij K
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 Taranenko Yurij K filed Critical Taranenko Yurij K
Priority to SU833595510A priority Critical patent/SU1087830A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1087830A1 publication Critical patent/SU1087830A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

КАМЕРТОННЬЙ ПЛОТНОШР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕД, содержащ{{й корпус, дат чик, выполненный в воде трубчатого сдвоенного камертона, сильфонов, установленных на выступаювтх за корпус if ножках камертона и образующих с ним единую полость, заполненную двум   есмешивающимис  жидкост ми с различной плотностью и границей раздела в середине ветвей, систему возбуждени  колебаний камертона и измерительный прибор, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  максимальной чувствительности датчика во всем диапазоне измерений, на ножках камертона дополнительно установлены два компенсационных сильфона, торцовью стенки которых через равноплечий рычаг св заны с пропорциональным преобразователем силы. w с о 00 00 00CAMERTONIC LIQUID MEDIUM DEPTH THREE, containing {{body, sensor, made in water of a tubular twin tuning fork, bellows mounted on protrusions behind the body if, of the tuning fork legs and forming with it a single cavity filled with two mixing liquids with different densities and boundaries in the middle of the branches, the oscillation system of the tuning fork and the measuring device, characterized in that, in order to ensure maximum sensitivity of the sensor in the entire measurement range, on the legs of the tuning fork will complement flax has two compensation bellows end wall through which the equal-arm associated with proportional force transducer. w w o 00 00 00

Description

1 Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению и может найти применение дл  измерени  плотности жидких сред в химической, нефтехимической , горнодобывающей и других отрасл х промышленности. Известен камертонный плотномер дл  жидких сред, датчик которого вьтолнен в виде двух последовательно установ- ленных в герметичном корпусе сдвоенных трубчатых камертонов, на выступающих за корпус основани х которых установлены сильфоны, при этом камертоны и сильфоны заполнены несмешивающийис  жидкост ми с границей раздела в се1 едине ветвей L JНедостатком указанного плотномера  вл етс  снижение абсолютной чувствительности при отклонении границы раздела жидкостей, заполн ющих ветви, от положени , дл  которого рассчитывают с  оптимальные геометрические размеры ветвей. Наиболее близким к изобретению  вл етс  камертонный плотномер дл  жид .ких сред, содержащий корпус, датчик, С выполненный в виде трубчатого сдвоен ного камертона, сильфонов, установлен ных на выступающих за корпус ножках камертона и образующих с ним единую полость, заполненную двум  несмешива ющимис  жидкост ми с различной плотностью и границей раздела в середине ветвей, систему возбуждени  колебаний камертона и измерительный прибор С 23. При погружении известного плотномера в контролируемую среду сильфоны деформируютс  под действием разности ее гидростатических давлений и перемещают границу раздела жидкостей, заполн ющих камертон. Так как заполн ющие камертон жидкости имеют различные плотности, то при перемещении границы . раздела измен етс  масса ветвей камертона, а следова тельно, его частота колебаний, котора  зависит от контролируемой плотности . Однако в известном плотномере максимум чувствительности резонатора достигаетс  только в одной точке диапазона измерений (обычно в середине диапазона), дл  которой -определены геометрические размеры резонатора. Это объ сн етс  тем, что в соотношенио дл  определени  толщины стенки п камертона, обеспечивающей максимум 302 чувствительности, входит плотность среды в камертоне. При отклонении контролируемой плотйости от значени , дл  которого определена толщина п стенки, абсолютна  чувствительность уменьшаетс . Целью,изобретени   вл етс  обеспечение максимальной чувствительности датчика во всем диапазоне измерений . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в камертонном плотномере дл  жидких сред, содержащем корпус, датчик, вьшолненный в виде трубчатого сдвоенного камертона, сильфонов, установленных на выступающих за корпус ножках камертона и образующих с ним единую полость, заполненную двум  несмешивающимис  жидкост ми с различйой плотностью и границей раздела в середине ветвей, систему возбуждени  колебаний камертона и измерительный прибор, на ножках камертона дополнительно установлены два компенсационных сильфона, торцовые стенки которых через равноплечий рычаг св заны с пропорциональным преобразователем силы. Такое выполнение плотномера позвол ет застабилизировать границу раз-, дела заполн ющих камертон жидкостей в одном положении независимо от значени  измер емой плотности. Поскольку толщина стенки камертона выбрана дл  указанного положени  границы раздела, то камертон имеет максимальную чувствительность во всех диапазонах измерени . На чертеже изображена блок-схема плотномера. Плотномер содержит резонатор 1 типа сдвоенного трубчатого камертона установленного в герметичном корпусе 2. На основани х 3 и 4 камертона, выступающих за корпус, установлены основные сильфоны 5 и 6. В корпусе 2 также установлены компенсационные сильфоны 7 и 8, сообщающиес  через основани  камертона с основными сильфонами . .Основные и компенсационные сильфоны, а также ветви камертона до их середин заполнены двум  несмешивающимис  жидкост ми 9 и 10с различной плотностью и границей раздела в середине ветвей. Центры компенсационных сильфонов при помощи шарниров соединены с рычагом 1, установленным на оси 12. , Конец рычага механически св зан с пропорциональным преобразователем силы 13. Измерительна  цепь плотномера включает приемник колебаний 14 усилитель 15, возбудитель колебаний 16, включенные по схеме электромеханического автогенератора. В измерительную цепь входит опорный генератор 17, например любой низкочастотный генератор с плавной регулировкой частоты, блок 18 вычитани  частот, например, собранный по схеме с знакочувствительным входом. На вход блока вычитани  частот подключен выход опорного генератора и системы возбуждени  колебаний камертона , а выход блока вычитани  частот Подключен ко входу стандартно го дискретно-аналогового преобразова тел  19, выход которого подключен к измерительному прибору 20, например к автоматическому потенциометру, и к пропорциональному преобразователю силы. Плотномер погружаетс  в контролируемую среду 21 с помощью штанги 22 в которой проложены соединительные кабели дл  св зи датчика с измерительной цепью. Прибор работает следующим образом . После погружени  датчика в среду 21 так, что верхний сильфон 5 погружен на глубину h, а нижний сильфон 6 на глубину 112, на сильфоны на7 чинает деиствог-.т-ь гидростатическое давление Р ff.b-,; ;)2 контролируемой среды. Под действием разности давлений dp p-j Г (|) пропорциональной контролируемой плотности, перемещаетс  за счет деформации сильфонов граница раздела жидкостей 9 и 10 в камертоце . В результате этого измен етс  масса ветви камертона, а следовательно , частота его колебаний, возбуждаемых возбудителем 16, сигнал обратной св зи на который поступает от приемника 14 через усилитель 15, отклон етс  от своего начального значени  f. . Это значение установлено на генераторе 17, поэтому на выходе блока 18 вычитани  частот по вл етс  сигнал, пропорциональный отклонению частоты камертона, а следовательно контролируемой плотности. Этот частотный сигнал преобразуетс  в аналоговый блоком 19, регистрируетс  измерительным прибором 20 и преобразуетс  преобразователем 13 в усилие, которое вызкшает поворот рычага II вокруг оси 12, при этом сильфоны 7 и 8 деформируютс , возвраща  границу раздела жидкостей 9 и 10 в положение, близкое к первоначальному . Этим обеспечивае|Тс  cl-aтическое след щее уравноветивающее сохранение границы раздела жидкостей 9 и 10 в одной зоне при любом значении контролируемой плотности, что, обеспечивает при заданной относительной толщине стенки ti т- камертона максимум чувствительности во всем диапазоне и.мерений. В предлагаемом приборе при толщине стенки резонатора, обеспечивающей максимум чувствительности р в се глох редине диапазона контролируемых плотностей, чувствительность Я,8,, на кра х диапазона примерно в три раза меньше S , поэтому средн   чувствительность датчика предлагаемого плотномера втрое выше. Это позвол ет повысить точность измерени  на 30%.1 The invention relates to analytical instrumentation and can be used to measure the density of liquid media in the chemical, petrochemical, mining and other industries. A tuning fork densitometer for liquid media is known, the sensor of which is made in the form of two twin tubular tuning forks sequentially installed in an airtight case, and there are bellows on the bases protruding behind the case, and the forks and bellows are filled with immiscible fluids with an interface in the center of the branches. L J The disadvantage of this densitometer is a decrease in the absolute sensitivity when the interface between the fluids filling the branches deviates from the position for which it is calculated from optical Maximum geometrical sizes of branches. Closest to the invention is a tuning fork densitometer for liquid media, comprising a housing, a sensor, C made in the form of a tubular twin tuning fork, bellows mounted on the legs of the tuning fork protruding behind the housing and forming with it a single cavity filled with two non-mixing liquid mi with different density and boundary in the middle of the branches, the excitation system of the tuning fork oscillations and the measuring instrument C 23. When a known densitometer is immersed in a controlled environment, the bellows are deformed its hydrostatic pressure difference and move liquids border section stuffing fork. Since fluids filling the tuning fork have different densities, when the boundary moves. the section changes the mass of the branches of the tuning fork, and, consequently, its oscillation frequency, which depends on the density controlled. However, in a known densitometer, the maximum sensitivity of the resonator is reached only at one point of the measurement range (usually in the middle of the range), for which the geometric dimensions of the resonator are determined. This is due to the fact that the ratio for determining the wall thickness of the n tuning fork, providing a maximum of 302 sensitivity, includes the density of the medium in the tuning fork. When the controlled density deviates from the value for which the wall thickness p is determined, the absolute sensitivity decreases. The purpose of the invention is to provide maximum sensor sensitivity over the entire measurement range. The goal is achieved by the fact that in a tuning fork densitometer for liquid media, comprising a housing, a sensor, performed in the form of a tubular twin tuning fork, bellows mounted on the tuning fork legs protruding from the housing and forming with it a single cavity filled with two immiscible liquids with different density and the interface in the middle of the branches, the excitation system of the tuning fork oscillations and the measuring device; on the legs of the tuning fork there are additionally installed two compensation bellows, the end walls of which through equal shoulder arms are connected to a proportional force transducer. Such an embodiment of the densitometer makes it possible to stabilize the boundary of the filling of the tuning fork fluids in one position regardless of the value of the measured density. Since the wall thickness of the tuning fork is selected for the specified position of the interface, the tuning fork has a maximum sensitivity in all measurement ranges. The drawing shows a block diagram of the densitometer. The densitometer contains a resonator 1 of the type of a double tubular tuning fork installed in an airtight housing 2. On the bases 3 and 4 of the tuning forks protruding behind the housing, the main bellows 5 and 6 are installed. In case 2, compensating bellows 7 and 8 are also installed, communicating through the bases of the tuning fork with the main bellows. The main and compensation bellows, as well as the branches of the tuning fork, to their midpoints are filled with two immiscible liquids 9 and 10 with different density and interface in the middle of the branches. The centers of the compensation bellows are connected by means of hinges to the lever 1 mounted on the axis 12. The end of the lever is mechanically connected to the proportional force transducer 13. The measuring circuit of the densitometer includes an oscillation receiver 14, an amplifier 15, and an oscillation pathogen 16 connected in accordance with the electromechanical oscillator. The measuring circuit includes a reference oscillator 17, for example, any low-frequency oscillator with a smooth frequency control, a frequency subtraction unit 18, for example, assembled according to a circuit with a sign-sensitive input. The output of the frequency subtraction unit is connected to the output of the reference generator and the oscillation system of the tuning fork, and the output of the frequency subtraction unit is connected to the input of a standard discrete-analog transducer 19, the output of which is connected to a measuring instrument 20, for example, an automatic potentiometer, and a proportional force transducer . The densitometer is immersed in the monitored environment 21 by means of a rod 22 in which connecting cables are connected to connect the sensor with the measuring circuit. The device works as follows. After the sensor is immersed on Wednesday 21 so that the upper bellows 5 is immersed to a depth h, and the lower bellows 6 to a depth 112, the still-hydrostatic pressure P ff.b- begins on the bellows; ;) 2 controlled environments. Under the action of the pressure difference dp p-j Г (|) proportional to the controlled density, the interface between liquids 9 and 10 in the chamber moves due to the deformation of the bellows. As a result, the mass of the fork of the tuning fork changes, and consequently, the frequency of its oscillations, excited by the causative agent 16, the feedback signal to which is received from the receiver 14 through the amplifier 15, deviates from its initial value f. . This value is set on generator 17, so a signal appears at the output of frequency subtraction unit 18, which is proportional to the frequency deviation of the tuning fork, and therefore the density to be controlled. This frequency signal is converted into analog by block 19, recorded by measuring device 20 and converted by converter 13 into force, which forces lever II around axis 12 to turn, and the bellows 7 and 8 are deformed, returning the interface between liquids 9 and 10 to a position close to the original . This ensures the | Tc cl-atic consequent balancing preservation of the interface of liquids 9 and 10 in one zone at any value of controlled density, which, for a given relative wall thickness ti t-tuning fork, provides the maximum sensitivity in the whole range of measurements. In the proposed device, when the resonator wall thickness provides the maximum sensitivity p in the middle of the range of monitored densities, the sensitivity I, 8 ,, at the edges of the range is about three times less than S, therefore the average sensitivity of the sensor of the proposed densimeter is three times higher. This allows a 30% increase in measurement accuracy.

Claims (1)

КАМЕРТОННЫЙ ПЛОТНОМЕР ДЛЯ ЖИДКИХ СРЕД, содержащий корпус, датчик, выполненный в виде трубчатого сдвоенного камертона, сильфонов, установленных на выступающих за корпус ножках камертона и образующих с ним единую полость, заполненную двумя несмешивающимися жидкостями с различной плотностью и границей раздела в середине ветвей, систему возбуждения колебаний камертона и измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения максимальной чувствительности датчика во всем диапазоне измерений, на ножках камертона дополнительно установлены два компенсационных сильфона, торцовые стенки которых через равноплечий рычаг связаны с пропорциональным преобразователем силы.FREQUENCY FILLING DENSITY METERING HOUSING, comprising a housing, a sensor made in the form of a tubular twin tuning fork, bellows mounted on the tuning fork legs and forming a single cavity filled with two immiscible liquids with different densities and interfaces in the middle of the branches, an excitation system tuning fork oscillations and a measuring device, characterized in that, in order to ensure maximum sensitivity of the sensor in the entire measurement range, on the tuning fork legs Two expansion bellows were installed, the end walls of which are connected through an equal-arm lever to a proportional force transducer. ши »! 11111111· II I Ι·Ι|ΙΙ ©shi! ” 11111111 · II I Ι · Ι | ΙΙ © ω с,ω s НАON THE ЧИChi О. 00 м орO. 00 m op Ф0F0 О/' >O / '>
SU833595510A 1983-05-24 1983-05-24 Tuning fork-type density meter for liquid media SU1087830A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833595510A SU1087830A1 (en) 1983-05-24 1983-05-24 Tuning fork-type density meter for liquid media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833595510A SU1087830A1 (en) 1983-05-24 1983-05-24 Tuning fork-type density meter for liquid media

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1087830A1 true SU1087830A1 (en) 1984-04-23

Family

ID=21064943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833595510A SU1087830A1 (en) 1983-05-24 1983-05-24 Tuning fork-type density meter for liquid media

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1087830A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1t Авторское свидетельство СССР f 731353. кл. G 01 И 9/32, 1980. 2. Авторское свидетельство СССР W 742762, кл. G 01 N 9/32, 1980 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3237451A (en) Volumetric measurement system
US4599892A (en) Volume measuring apparatus
US3251226A (en) Apparatus for measuring mass flow and density
US4630478A (en) Liquid volume sensor system
US3729982A (en) Apparatus for accurate determination of absolute density of a fluid
US3357245A (en) System for volumetric analysis
US3184965A (en) Apparatus for examining fluid-filled bore holes
SU1087830A1 (en) Tuning fork-type density meter for liquid media
US3008332A (en) Supersonic pressure gauge
JP2000346695A (en) Method for measuring fill level of container and device for executing measurement method
US6079266A (en) Fluid-level measurement by dynamic excitation of a pressure- and fluid-load-sensitive diaphragm
US5509299A (en) Apparatus for determining physical properties of fluids
GB2164151A (en) Acoustic liquid level measuring apparatus
US4423638A (en) Capacitive system for manometric detection and measurement of differential pressures
SU742762A1 (en) Tuning-fork comprising density meter for liquid media
SU1174557A1 (en) Apparatus for measuring volume changes of plugging compositions
SU855461A1 (en) Device for investigating thermodynamic properties
SU920390A1 (en) Vibration type liquid level indicator
RU2806622C1 (en) Method and device for calculating quality factor q of vibration measuring device
RU1830459C (en) Method of measuring fluid level
Dunbar Torque feedback radiometer for ultrasonic power measurements
SU932654A2 (en) Method of absolute graduation of hydrophones in chambers controlled by elastic mass impedance
SU838467A1 (en) Differential manometer for gases
SU1599711A1 (en) Viscosity vibration pickup
SU1126819A1 (en) Level indicator