Вибрационный плотномер жидкости

по делам изобретении и вткрмтий(54) ВИБРАЦИОННЫЛ ПЛОТНОМЕР ЖИДКОС ский руемьемко лебан пруги тность анийплот жащем емкость, меха ниче датчик колебаний и регули тель колебаний резонатора связана с возбудителем ко тора, который выполнен у но сжимаемым, причем пло резонансная. частота колеб и конструктивные параметрь заны соотношением резонатор, 1 й возбудисть жестко ий резонам и объем- жидкости, резонатора номера свяК гд тота коора;ффициенК, = пЗРа/4 У 2 УЬ -и Кд = Юд/43.)где ив наад сво- ностью достигается тем, чмере жидкости, сод езонаторе,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пециальная научно-исследовательская л сесоюзного научно-исследовательского отивопожарной обороны Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и. может использоваться при измерениях плотности жидкости.Известен вибрационный плотномер, содержащий сосуд с исследуемой средой и механический колебательный элемент 1.Однако плотномер имеет низкую точность измерений, обусловленную влиянием вязкостных свойств контролируемой жидкости на гидравлическое сопротивление колебательного элемента.Наиболее близкий к предлагаемому вибрационный плотномер содержит сосуд с измеряемой средой, механический резонатор в виде пластины и экрана также плоской формы, связанный с резонатором регулируемый по частоте возбудитель колебаний и датчик колебаний резонатора 12.Недостатком плотномера является низкая точность измерений, обусловленная влиянием вязкостных свойств контролируемой жидкости на гидравлическое сопротивление колебательного элемента.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цельто в вибрационном плотно еропределяемая плотностжидкости;резонансная часлебаний резонатпостоянные коэты;показатель политропьзаполняющего резотор газаплощадь поперечного сечения емкости;давление газа нбодной поверхжидкости;объем газа в рных параметров механической колебательной системы может быть произведена по следующему соотношению:р= Нгде Я - плотность жидкости; К, = пЯРа/4 ГИ - постоянные коэффициенК = п 8 д/4 Х 2 Ч ты;п - показатель пол итропыдля газа, заполняющегорезонатор (и = 1 - 1,4для воздуха);Ч в . объем газа в резонаторе мз1 - глубина погружения резонатора, м;Я - площадь поперечного сечения емкости, м;Н - давление газа над свободной поверхностьюжидкости, кг/м;д - ускорение свободного падения, м/с;1 - резонансная частотапульсационных колебаний резонатора, Гц.Из приведенного выражения видно, что в реализуемом колебательном процессе участ. вуют массовые силы, а силы вязкого трения и температура жидкости не влияют на результат измерений.Таким образом, предлагаемое техническое решение дает преимущество, выражающееся в повышенной точности измерений. Устройство отличается простотой схемно-конструктивного решения, удобством в пользовании и возможностью применения в условиях малых и сильных гравитационных полей. Формула изобретения Вибрационный плотномер жидкости, содержащий емкость, механический резонатор, датчик колебаний и регулируемый возбудитель колебаний резонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, емкость жестко связана с возбудителем колебаний резонатора, который выполнен упругим и объемно сжимаемым, причем плотность жидкости, резонансная частота колебаний резонатора и конструктивные параметры плотномера связаны соотношением 38344576 - глубина погружения резонатора;д - ускорение свободного падения.Вибрационный плотномер схематически изображен на чертеже, 5Плотномер содержит емкость 1, целиком или частично заполненную исследуемой жидкостью 2 и жестко связанную с возбудителем 3 колебаний.Емкость 1 имеет возможность возвратно-поступательного движения и содержит ме ханический резонатор 4, выполненный в виде объемно-сжимаемого упругого тела, например, газонаполненного шара с эластичными стенками. В жидкости преимущественно на уровне расположения резонатора 415 размещен датчик 5, изготовленный, например, из пьезокристалла и выполняюший функции преобразователя гидподинамического давления жидкости в электрический сигнал переменного тока, Выходная цепь датчика 5 соединена со входом усилителя-милливольт метра 6 и затем - с частотомером 7.Устройство работает следующим образом.При включении возбудителя колебаний стол вибростенда 3, а также емкость 1 и содержащаяся в ней жидкость 2 совершают колебательные периодические движения, например, в вертикальной плоскости (показано стрелками). Вибрации жидкости передаются резонатору 4, который начинает совершать радиальные пульсации, при которых объем резонатора 4 периодически, с частотой внешних воздействий изменяется благодаря сжимаемости стенок резонатора 4 и газа, его заполняющего. При совпадении частоты внешних воздействий с собственной частотой колебаний резонатора 4 наступает 35 резонансный режим, сопровождающийся резким возрастанием (в 10 - 15 раз) амплитуды пульсаций.Пульсационные движения резонатора 4 вызывают пропорциональное увеличение гидродинамического давления жидкости в окрестности резонатора 4. Давление преобразуется датчиком 5 в электрическое напряжение переменного тока, которое усиливается усилителем 6. Частота электрического сигнала фиксируется частотомером 7.45Измерение частоты вибраций может дополнительно производиться посредством акселерометра, обычно устанавливаемого на столе вибростенда. Для измерения плотности жидкости, плав где но изменяя частоту возбудителя 3 колебанийпри неизменном ускорении вибраций, находят режим движений, при котором показа- К, = ния милливольтметра 6 имеют максималь- К= ное значение. В этом режиме фиксируют показания частотомера 7, по которым судято плотности жидкости.Оценка плотности как функции и измеренной резонансной частоты и конструктивР ;=кР - плотность жидкости;1 - резонансная частота колебаний резонатора; пБРа/4 Г%Ь - постоянные коэффициени Яд/472 Ч ты;и - показатель политропыдля заполняющего резонатор газа;Я - площадь поперечного сечения емкости;834457 ВНИИПИ Заказ 4000/63 Тираж 907 ПодписноеФилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Р - давление газа над свободной поверхностью жидкости;Ч - объем газа в резонаторе; Ь - глубина погружения резонатора;д - ускорение свободного падения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Юо 356520, кл. 6 01 М 9/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР Мо 428250, кл. 6 01 Х 9/00, 1974 (прототип).