Вибрационный плотномер

 

ВИБРАЦИОННЫЙ ПЛОТНОМЕР, содержащий датчик, выполненный в виде двух трубчатых резонаторов, скрепленных перемлчками по типу сдвоенного камертона, установленных в корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний , а также измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения погрешности от изменения скорости теченич контролируемой среды, выходные концы резонаторов , выступакяцие за перемычку, согнуты под пря1ллм углом к их продольным осям.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) 1(Я) 4 01 М 9/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3562147/18-25 (22) 09. 03.83 (46) 07.06.84. Вюл. р 21 (72) 10.К.Тараненко (53) 621. 396 (088. 8) (56) 1..Жуков IO.Ï., Кулаков М.В.

Вибрационные плотномеры жидкостей.

Измерение, контроль, автоматизация, М., 1981, вып. 2 (36), с. 26.

2. Авторское свидетельство СССР

М 401908, кл. 4 01 N 9/32, 1974., (прототип) . (54) (57) ВИВРАЦИОННЫЙ IUIOTHOMEP, содержаший датчик, выполненный в виде двух трубчатых резонаторов, скрепленных пере) ычками по типу, сдвоенного камертона, установленных в корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний, а также измерительный прибор, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения погрешности от изменения скорости течения контролируемой среды, выходные концы резонаторов, выступакнцие эа пере)ычку, согнуты под прямым углом к их продольным осям.

1 000933 2

Изобретение относится к области аналитического при боростроения и может найти применение для контроля плотности нефтепродуктов, травспортируеж!х по высоконапорным трубопроводам.

Известен нибрационный плотномер, датчик которого выполнен в виде проточного трубчатого резонатора камертонного типа t1).

Недостатком плотномера является погрешность измерения, обусловленнar; зависимостью частоты колебаний трубчатого резонатора датчика от скорости течения среды через датчик„

Наиболее близким к изобретению !5 янляется резонансный плотномер, со-.держащий датчик, выполненный н ниде двух трубчатых резонаторов, скрепленных перемычками по типу сдвоенного камертона, установленных н корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний, а также измерительный прибор. Трубки обоими концами подключены к гидросистеме, Х- по которой течет исследуемая жидкость (2) .

Недостатком известного плотномера является наличие дополнительной погрешности измерения, обусловленной зависимостью частоты колебаний трубчатых резонаторов от скорости протекания через них контролируемой сре-ды. Эта погрешность становится значительной при скоростях движения среды 3-8 м/с и может достигать

21-3 кг/м на каждый м/с.

Э

Целью изобретения является повыше ние точности измерения путем уменьшения погрешности от изменения ско-рости течения контролируемой среды. 4Q

Поставленная цель достигается тем, что н вибрационном плотномере „, содержащем датчик, выполненный н ниде двух трубчатых резонаторов, скрепленных перемычками по типу сдно-д5 енного камертона, установленных в корпусе и снабженных устройством подвода и отвода контролируемой среды, системой возбуждения колебаний, а также измерительный прибор, выходные концы резонаторов, выступающие за перемычку, согнуты под прямым углом к их продольным осям.

На чертеже схематично показано устройство плотномера.

Датчик плотномера содержит два трубчатых резонатора 1 и 2, соединенных перемычками 3 и 4 но тигу сдвоенного камертона, установленного в корпусе (не показан), снабжен= ного устройство 5 ввода и вывода б 6О контролируемой среды. Система нозбуждения колебаний резонатора включает приемник 7 колебаний, усилитель 8, возбудитель 9 колебаний, включенные по схеме электромеханического у автоген пратс ра . Для регис трап!-.и i .ëoòности предусмочрен частотомер 10, Одна пара концов резонаторов 11 и 12, выступающих за перемычку на выходе, согнута под прямым углом к их продольным осям 13 и 14.

Плотномер работает следующим образом.

Контро ;:ируемая среда со cKopocrblo

Ч поступает з датчик плотномера через устройство 5 ввода. Жидкость движется по прямолинейным участкам трубчаты.": резона-оров i и 2,,на выходе из которых за опорой 4 (перемычкой) поток контролируемой среды поворачивает под прямым углом в изогнутых частях 11 и 12 резонаторов и через устройство б вывода жидкость поступает в технологический трубопровод.

При выходе струи из частей резонаторов 1 и 2, под прямым углом возникает сина реакции струи N, которая н общем случае для угла с6 равна ,г,.

) =rn4 у-=оно.1, где m — погонная масса жидкости.

Проекция М силы реакции струи на продольные оси 13 и 14 реэонаторон 1 и 2 при угле с ==90 р-вна !!=тп V2 что уменьшает влияние скорости течения V контролируемой среды на частоту колебаний f и погрешность от изменения скорос ти движения среды.

Участки резонаторов 1 и 2 приводятся н режим антоколебаний с помощью приемника 7, усилителя 8, зсэбудителя 9 на частоте f, близкой к собственной час-.оте резонаторов, которая зависит от массы резонаторов„ а следовательно, от плотности контролируемой среды и не зависит от скорости ее течения, Собственная частота резонатора равна где = q - — In" i) -- частота колебаний пус той трубки

D); и -- наружный и внутренний .диаметры трубки, и; р... p — плотность материала трубки и жидкости, кг/см p „ ô- y) — пос тоян н ая реэ онатора, кг/м" „.

n= --.— — относительная толщина а стенки трубки; ,цлина трубки, м;

N, Т вЂ” осевые силы растяжения и сжатия трубки; а,. Ь вЂ” коэффициенты, зависящие от вида крепления трубки; скорость контролируемой жидкости.

}0965 33 откуда с = arccos (1 — ).

4Ь а

Составитель В.Крутин.

Редактор И.Шулла Техред М.Тепер Корректор Л, Пилипенко

Заказ 3816/31 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-З, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Подставляя в соотношение для f

N = mV (1-cosaL) и учитывая, что т

1 2

Т=О, m = 4 p получаем

Из полученного соотношения видно, что погрешность от изменения скорости течения равна нулю при выполнении условия а

4 (1 — совы) = b, ля крепления концов типа опора-опора а=2,064, h=l,621, =3, 1416. о

at, arccos 0 = 90

Для крепления концов типа заделка-опора а=0,970, b= 0,762 ос = arccos(0,0002} 90

Таким образом, в предлагаемой

lO конструкции оптимальным является прямой угол между продольной осью прямолинейной части резонатора и осью повернутого за опорой конца резонатора. 5 По сравнению с известным предлагаемый плотномер обеспечивает снижение погрешности измерения плотности из-за влияния скорости потока испытуемой жидкости в среднем на 75%.