Вибрационный датчик плотности

Вибрационный датчик плотности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВИБРАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ , содержащий резонатор :в виде двух ,параллельных упругих трубок, закрепленных на краях в основания резонатора , систему возбуждеиия и съема колебаний, тесялокомпенсатор, о т л и ч а к ц и и с я тем, что, с цедыо побышения точности измерений, термокомпенсатор в олнеи в виде направленной вдоль оси симметрии резонатора и закрепленной в его основании третьей трубки из материала с коэффициентом линейного расширения, удовлетеорякнцим 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 расширения 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 сечения трубок резонатора

СОЮЗ CGSEYCHHX

РЕСПУБЛИК

0% Ol) ГОСУДМ СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- Н ARTOPCROINV V

3С59 С 01 М 9 00

1Е, i+ -*„) s

Е 2 P ls где 0t H С 6 (21) 3359983/18-25 (22) 09.10.81 (46) 07.06.83. Бил. 9 21 (72) Ю.П.йуков (71) Ярославский политехнический институт (53) 531.756.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 456193, кл. 6.01 3f 9/00, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 460489, кл.ig 01 М 15/08» 1973. (прототий) . (54)(57) ВИБРАЦИОННЫВ ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ, содержащий резонатор .в виде двух .параллельных- упругих трубок, закрепленных на краях в основания резона.тора, систему возбуждения и съема колебаний., термоксипенсатор, о т— л и ч а в шийся тем, что, с це-. . лью повышения точноети измерений, термокомпенсатор выполнен в виде направленной вдоль оси симметрии резона-, "тора и закрепленной в его основании третьей трубки из материала с коэффициентам линейного расширения, удовлетворяющим условие, 1ъ ц б ,d. -Ы вЂ” 1

Ъ и со следующим соотношением площадей поперечных сечений трубки термокюи-пенсатора и каждой as трубок резона- . тора!

- коэффициейты линейного расширения материалов трубок термокомпенсатора и резонатора соответственно, и в — модули Юнга мате6 риалов трубок термокомпенсатора и ® резонатора соот- ветственно, и 5 — площади попереч- .

Ъ ных сечений тру- бок термоксмпен-. сатора н,резонато Я,.— ра, температурный коэффициент собственной частоты резонатора;

6 — длина трубки резонатора; .Д - момент инерции поперечногс сечения трубок резонатора.

1022001

Изобретение относится к приборам для измерения плотности жидкости.

Известен вибрационный датчик плотI ности погружного типа, в котором чувствительный элемент выполнен в виде биметаллической пластины, изги-. бающейся под действием температуры и меняющей величину присоединенной массы исследуемой жидкости, что компенсирует температурную погрешность датчика (1 . 10

Недостатком его является то, что при изменении формы колеблющейся пластины меняется не только присоединенная масса жидкости, но и сила вязкого трения, что вызывает дополни- тельные погрешности измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик плотности жидкости, содержа- 20 щий резонатор в виде двух параллельных упругих трубок, закрепленных на краях в основание резонатора, систему возбуждения и съема, колебаний, термокомпенсатор, выполненный в ви- Zg де преобразователя температуры (термистора ), закрепленного на измерительном резонаторе и связанного с усилителем и электромеханическим преобразователем усилия, действующего, ° вдоль продольной оси симметрии резонатора (2 1.

Недостатком данНого плотноМера является низкая точность термокомпен- сации ввиду наличия большого числа 35 преобразователей аналогового типа.

Целью изобретения является увеличение точности измерения плотности. Поставленная цель достигается тем

- что в вибрацнонном датчике плотности,40 содержащем резонатор в виде двух па- . раллельных упругих трубок, закреплен ных на краях в основания резонатора, систему возбуждения и съема колебаний термокомпенсаторю термокомпенсатор выполнен в виде направленной вдоль оси симметрии резонатора и закрепленной в его основании третьей трубки из материала с коэффициентом линейного расширения, удов- летворяющим условие !

4У 3 с ц- о б >

Е Ьб и со следующим соотношением площадей поперечных сечений трубки термокомпенсатора и каждой из трубок резонатора 60

2Е г (a - Ы б)

65 где Ы и оС

5ц(и 5 коэффициенты линейного расширения 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;

Š— длина трубки резонатора;

3< — момент инерции поперечного сечения 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 коэффициентом линейного расширения и центральной трубки 2, выполненной из материала с большим коэффициентам линейного расширения. Все три трубки жестко заделаны в полых основаниях 3 и 4,.чере которые подводится и отводится испы-. туемая среда, протекающая по параллельным трубкам 1. Неподвижная центральная трубка 2 в своей средней части закреплена в корпусе датчика элементами 5, отходящими от центра масс колебательной системы. Система возбуждения резонатора состоит из приемника колебаний б, усилителя 7 и возбудителя 8. Частотомер 9 предназначен для регистрации выходного сигнала датчика. Гибкие элементы 10 и

11 технологического трубопровода предназначены для отделения резонатора от патрубков 12 и 13 технологического трубопровода и предотвращения рассеяния колебательной энергии во внешние элементы конструкции.

Вибрационный датчик -плотности работает следующим образом.

Измеряемая 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 возбуждейия приводит в автоколебание в противофазе трубки 1 резонатора. Частота автоколебаний, определяемая плотностью протекающей жидкости, регистрируется частотомером 9. При изменении температуры контролируемой жидкости на величину 5t происходит отклонение of+

3 оагоо 4

1 частоты колебаний резонатора от на- модуль упругости . чального значения Хо в соответствии

Ц материала централь- ной трубки; с равенством Ие 2 О . где

5 н - - площади поперечных температурный коэффициент частоты н и централь колебаний трубок резонатора. Дейст- 5 ной и бокоВой тру. вуя на боковые трубки растягивающим бок.

Образом ние частоты колебаний резОнатОра От

) начального значения при изменении

2 .. 10

1 у l4, темпеРатуРы нонтлолнруеыон прелы Оу-, М +т О ут у . — Лет Равно нулю, еплн выплата нентМ 6iS Ральну трубку с пло„, ью попе где 6 - длина боковой тРУбки ного сечения, удовлетвор ейрезонатора, ношение

f. и I — модуль упругости мате- 15.„ Риала и Йсиент инерции(. сечения боковой труб « » б ки; 56 Е t2 а ц- 5

М - усйлие, растягивающее боковую Трубку. : 20 легко установить, что величина при этом разность коэффициентов усилия Й, возникающего ПРИ нагре линейного расширения материалов цен". ве центральной и боковых трубок дат- тральной н боковой трубок должна чика за счет различия Нх коэФфициен быть не.меньше тов линейнОго расаирения, ОПРеделя ется зависимостью. gji ц б) б б, ц- : 44 =... -, 5 6 5

Г „ и Предлагаемая конструкция датчика .3 обеспечивает высокую точность из и, 3 ме» где at, ° и — ot,6 - кОэффициенты линей ного Расширенйя . Рений плОтнОсти жидкости е т, что имеет: центра альной и боко-, бильности ее темп ра урн, значение в различных вой трубок соот- . . существенное з отраслях промышленности. ветственно, 35

1022001

Составитель В.Крутин

Редактбр Н.Лазаренко Техред В.Далекорей

Корректор A.Èëüèí

4илиал.ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4027/33. Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5