Изобретение относитс к технике измерени плотности жидких веществ и может быть использовано в устройствах дл измерени уровн и ..плотности , а также в замкнутых системах регулировани . Известен датчик плотности, в котором получаиот на выходе зависимости частоты поперечных колебаний струны от изменени плотности среды 1 . Недостаток устройства состоит нелинейности зависимости частоты поперечных колебаний струны на его выходе от плотности среды. Кроме того, применение устройства требует дополнительных преобразователей, что снижает точность измерени и усложн ет аппаратуру, а также ограничивает область применени .. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс измеритель плотности, содержащий аре метрическое тело, закрепленное на конце рычага, на другом конце которого установлен противовес, и чувствительный элемент в виде струны, н наход щейс в поле посто нного магни та, один конец которой закреплен неподвижно , а второй - прикреплен к ры чагу {21.. Недостатками данного устройства вл ютс большие габаритные размеры, необходимость балансировки, а также нелинейна зависимость частоты поперечных колебаний струны на его выходе от плотности. Цель изобретени - повышение точности измерений за счет линеаризации зависимости частоты колебаний струны от плотности. Поставленна цель достигаетс тем, что в измерителе плотности, содержащем ареометрическое тело и чувствительный элемент в виде струны, наход щейс в поле посто нных магнитов, чувствительный элемент помещен в цилиндрический полый корпус, торцовые поверхности которого закрыты шайбами , одна из которых выполнена подвижной и соединена с ареометрическим телом, струна чувствительного элемента снабжена жестко скрепленными с ее концами пластинами эллипсоидной формы , соединенными: с двум гибкими Элементами, концы которых жестко прикреплены к шайбам. На фиг.1 изображен предлагаемый измеритель, общий вид, на фиг.2 - графиг зависимости частоты колебаний струны на выходе измерител от плотности среды. Измеритель плотности с частотным выходом состоит из плоской стальной струны 1, котора находитс в поле посто нных магнитов 2 и концами в напр женном состо нии жестко (при по мощи сварки) закреплена совместно с концами эллипсоидных пластин 3, образу чувствительный элемент. К образующей эллипсоида по его ма лой оси присоединены гибкие элементы (пластины) 4, которые концами прикре плены к нижней 5 и верхней б шайбам Верхн шайба жестко соединена непосредственно с цилиндрическим корпусом 7, а нижн свободно перемещаетс по его внутренней полости. К шайбе 5 при помощи тросика 8 подвешиваетс ареометрическое тело (поплавок 9 . Устройство работает следующим образом . На эллипсоидные пластины чувствительного элемента действует усилие Р Р, -РЗ, где Р, - усилие от действи ареометрического тела; Р - выталкивающа сила, действу юща на ареометрическое тело при погружении в среду. В исходном состо нии измеритель при определенном весе ареометрического тела имеет на выходе собственную частоту колебаний струны л) , при этом усили , действующие на его эллипсоидные пластины, следующие ( при р„ о; Р PI Яп-9 п. где О - плотность материалаареометрического тела ; VP - объем ареометрического тел g - ускорение свободного падени . При погружений ареометрического тела в среду известной (эталонной) плотностью.выталкивающа сила, дейс вующа на ареометрическое тело,равна PI РЭ Л-9 /пл где JJg - плотность известной среды. Л усили , действующие на эллипсо идные пластины, следующие: р Р- -Р м э и на выходе датчика имеет место зав симость f (р ). Например, при увеличении плотнос ти среды, окружающей ареометрическо тело, величина действующего на него выталкивающей силы возрастает и рав на (при ) Ра J 9 п г где р - плотность среды. А усили , воздействующие на элли соидные пластины,.уменьшаютс , что приводит к увеличению собственной частоты поперечны колебаний струны измерител , так как нат жение струн при этом увеличиваетс . Таким образом, в процессе работы измерител с увеличением или уменьшением плотности измер емой среды частота колебаний струны oJt на его выходе находитс в обратно пропорциональной зависимости от силы Р, воздействующей на эллипсоидные пластины, и в пропорциональной, близкой к линейной , зависимости от выталкивающей силы , действующей на ареометрическое тело, а следовательно, и от плотности. Собственна частота измерител плотности (уровн ) при изменении плотности измер емой среды измен етс согласно выражению t)iU)) 8Esin oi.(l + co&V)li у- О ь -cy-V Л 2kE-f i где |9 - коэффициент пропорциональности; - длина ненагруженной струны; g - ускорение свободного падени ; PC - плотность среды; VP - объем поплавка; Е - модуль упругости; F - площадь сечени струны; D - диаметр площадки; h - толщина оболочки; а, - центральный угол, соответствующий приложению силы; TU - начальное нат жение пружины. Благодар исключению рычажной системы и выполнению чувствительного элемента гибким (упругим), частота поперечных колебаний струны на выходе предлагаемого измерител измен етс по закону, близкому к линейному . Это позвол ет повысить точность измерений плотности среды, а также расширить область применени измерителей плотности, в частности примен ть их в замкнутых системах регули-. ровани . Формула изобретени Измеритель плотности, содержащий ареометрическое тело и чувствительный элемент в виде струны, наход щейс в поле посто нных Магнитов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений за счет линеаризации зависимости частоты колебаний струны от плотности, чувствительный элемент помещен в цилиндрический полый корпус, торцовые поверхности которого закрыты шайбами , одна из которых выполнена подвиж:ной и соединена с ареометрическим телом , струна чувствительного элемента снабжена жестко скрепленными с ее концами пластинами эллипсоидной формы , соединенными с двум гибкими элементами , концы которых жестко прикреплены к шайбам.
S
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе
1,Авторское свидетельство СССР № 525005, кл.С 01 N 9/00, 1976.