Способ определения плотности движущейся среды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1608491 А 1(51) С 01 И 9/00 ТВЕККЫЙ КОМИТЕТКИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ГОСУД РСПО ИЗО РЕТЕПРИ ГК Т ОП САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ точно тым р Жу плоти ничес Вып.1981,с Щ тель зова пото в не у =у(х, 1) (1)(21) (22) (46) (71) нени (72) (53) (56) отр,а Ц иост ком сред ческ С тури теже В(36). - М.: ЦНИТЭИприборпром,с. 20-26,обретение относится к иэмериой технике и может быть испольо для .создания автоматическихных плотномеров различных средтяной, нефтехимической и другихлях промьппленности.ь изобретения - повышение точизмерения в заданном динамичесапаэоне изменений плотностии обеспечение линейности статий функции преобразования,ность способа поясняется струк"й схемой, представленной на чери заключается в следующем,збуждают вынужденные поперечныебные) колебания закрепленнойнцам трубы по заданному закону 2(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность определения плотности жидкой среды, протекающей в трубе, засчет исключения влияния давления,скорости и температуры. Способ включает возбуждение вынужденных колебаний трубы и измерение виброускорениятрубы, а также полного акустическогодавления среды на стенки трубы, покоторым определяют плотность протекающей среды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. где х - координата произвольного сечения трубы,у - прогиб (виброперемещение)трубы в этом же сечении,время,При этом возбуждение осуществляюттак, что максимум виброперемещенияу= А приходится на середину трубых = 1/2, где 1 - длина закрепленногоучастка трубы, что соответствует первой нечетной форме собственных коле- .баний,Затем определяют отношение синфазной с виброускорением у составляющей суммы полных акустических давлений среды на стенку трубы в сечениях х и х, равноудаленных от ее концов в плоскости колебаний вибро08491 у(х С) 35 где К 40 3 16ускорения в сечении трубы х в соогветствии с формулойАсЬ(х,й) + Р(ха,)3 .у(х , 17где Р(х й) иР(х, ) - мгновенные значенияполного акустическогодавления в плоскостиколебаний в сеченияххи хтрубы соот- ветственно,- плотность среды,С - линейный коэффициентпреобразования плотности в акустическиедавления,- мгновенное значениевиброускорения в сечении ХА - оператор выделениясинфазной с виброускорением составляющей суммы акустических давлений.При этом предполагается, что чувствительные элементы датчиков акустического давления сообщаются с внутренней поверхностью стенки трубы илирасположены заподлицо с этой поверх- .ностью, а вибРоускорение измеряетсядатчиком, который располагается впроизвольном сечении х (в частности,при х = х,) и может размещаться непосредственно на трубеНа чертеже представлено устройствос помощью которого осуществляютспособ,Устройство содержит закрепленнуюпо концам трубу 1, датчики 2 полногоакустического давления (например,пьезоэлектрические), закрепленные натрубе 1 на равных расстояниях Ь отее концов и воспринимающие акустическое давление со стороны среды в плоскости колебаний Х-О-У, датчик 3 виброускорения (например, пьезоэлектрический, закрепленный на трубе в сечении х = Ь), электромагнит 4, питаемый от генератора 5 переменноготока, суммирующее звено 6, синхронный (фазовый) детектор 7 и делительное звено 8. При этом предполагается, что в состав фазового детектора 7 входит фильр нижних частот, подавляющий высокочастотные составляющие выходного сигнала Пс Фазового детектора. 4Устройство работает следующим образом.Электромагнит 4, питаемый от генератора переменного тока с частотой(, возбуждает на этой же частотепоперечные колебания трубы 1. Приэтом в составе сигналов Би П, вырабатываемых датчиками 2 давления,появляются составляющие, обусловленные суммарной гидродинамической силой. Сигналы П и Б поступают навход суммирующего звена 6, в результате чего на его выходе образуется 15 суммарный сигнал Пб, Этот сигналпоступает на сигнальный вход "С" фазового детектора 7, управляемого напряжением О, поступающим на егоуправляющий вход "У" с датчика виб О роускор ения.Сигнал Бс с выхода фазового детектора (представляющего собой постоянную составляющую) поступает на входделительного звена 8. На другой вход 25 делительного звена 8 поступает сигнал Пч с датчика виброускорения. Всостав звена 8 входит амплитудныйдетектор и сглаживающий Фильтр (непоказаны), благодаря чему выделяется постоянная составляющая сигнала0, подаваемого на вход звена 8.На выходе звена 8 образуется знакопостойнный сигнал П, выражаемыйформулойс- статический коэффициент преобразования устройства; К, Кр КК и К - соответственно статические коэффициенты преобразования 45 датчиков 2 давлениямисуммирующего звена6, фазового детектора 7, делительного звена 8 и датчика 3 виброускоренияфС - коэффициент преобразования плотностив акустические давления.В условиях применения способа при 55ограниченнои мощности системы возбужчдения колебаний кода чувствительностьк инерционной силе является, недостаточной (например, из-за значительно5 1608491 6 уроййя акустических помех), воз- чине ниброусиоренин, а плотность ение вынужденных поперечных ко- определяют по формуле ний трубы осуществляют на собстой резонансной частоте.1 А 1 ( (5 1 А, 1 Р( г б х ) +Р х, с) у(х,ул а тени э нт преобраСпосо ел ени зования Ас в ущеися средь крепленнойпротекаюпо обоим кя в возбуждний трубы операт синфаз выделения й с виброусрибын ающий кл корение полного сос тавляющейакустического ных, колеб бствен плотно с отых колебати среды,тем, что,ти определ е Р(х (Р(х я ю щ по ни чн е в е 20 и у (х к 2. Сло щийсянных в ествп пе н лотности щей внутонцам труении выи измереий, завио т л и с целью анном динамическом диапазоне изений плотности среды путем исклюя влияния температуры, давления корости и обеспечения линейности тической функции преобразования, олнительно измеряют ниброускоретрубы, а также полное акустичесдавление среды на стенку трубы пределяют отношение синфазной броускорением составляющей суммы ых акустических давлений среды чениях, равноудаленных от ее цов в плоскости колебаний к велиС) - мгновенные значенияполного акустического давления на стен"ки трубы в плоскостиколебаний в сеченияххи х трубы соот 2ветственно,С) - мгновенное значениевиброускорения в се"чении х трубы. об по п.1, о т л и ч а ютем, что возбуждение вынужеречных колебаний трубы ют на собственной частоте етной формы колебаний.