Зонд вибрационного плотномера

Союз СоветсиикСоцмапмстмческинРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М, Кл,601 М 9/00 Ьеударствелы 6 комнтет СССР ло аллам лзабретеннй н открытий(54) ЗОНД ВИБРАЦИОННОГО ПЛОГНОМЕРА 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля измерения плотности газов, в частности, для измерения плотности природного газа на магистральных гаэопрово 5дах и подземных хранилищах газа,Известны вибрационные плотномеры,содержащие в качестве вибрирующего вконтролируемой среде чувствительногоэлемента металлическую мембрану или 10лопатку 11.Однако, чувствительность, а следова. тельно, и точность укаэанных вьппе плоъномеров, ограничивается большой инерционностыо металлической мембраны илилопатки.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому яищется зондвибрационного плотномера, содержаппийвнутренний и внешний трубчатые элементы 30вибрационно-чувствительный элемент, установленный во внутреннем трубчатом элементе и контактирующий с контролируеЪмой средой, систему возбуждения вибра 2цнонно-чувствительного элемента н сиотему съема колебаний вибрационно-чувст- вительного элемента, включающую пьезокристалл, Вибрационно-чувствительный элемент выполнен в виде металлической лопатки, имеющей выступ 2Наличие выступа увеличивает инерционность лопатки, снижая тем самым чувст вительность, а следовательно, точность измерений.Цель изобретений - повышение точноса. ти измерений плотности газа.Указанная цель обеспечивается тем, что в зонде вибрационного плотномера, содержащем внешний и внутренний трубча тые элементы, вибрационно-чувствител ный элемент, установленный во внутрен нем трубчатом элементе и контактирующий с контролируемой средой, систему возбуждения вибрационно-чувствительного элемента и систему съема колебаний вибрационно чувствительного элемента., включающую пьезокристалл, вибрацнонн. чувствительный элемент выполнен в внЗонд вибрационного плотномера, содержаший внешний и внутренний трубчатые элементы вибрационно-чувствительный элемент, установленный во внутреннем трубчатом элементе и контактируемой средой, систему возбуждениявибрационно-чувствительного элементаи систему сьема колебаний вибрационночувствительного элемента, включающуюпьезокристалл, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения плотности газа, вибрационночувствительный элемент выполнен в видедиэлектрической пластины, на которойс двух сторон закреплены электреты, причем диэлектрическая пластина установлена во внутренних кольцевых выступахвнутреннего трубчатого элемента и закреплена между двумя металлическими полуцилиндрами, введенными в систему возбуждения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент франции2317644,кл. 601 Й 9/00, 1977.2. Патент США % 4037461,кл. 73-82, 1977 (прототип). 3 93 с) 9 с)де диэлектрической пластины, на которойс двух сторон закреплены электреты;причем диэлектрическая пластина установлена во внутренних кольцевых выступах внутреннего трубчатого элемента изакреплена между двумя металлическимиполуцилиндрами, введенными в системувозбуждептя,На фиг. 1 изображен зонд, вид сбоку,в аксонометрии, на фиг. 2 - нижняя часть 10зонда, поперечный разрез.Узел зонда вибрационного плотномеравйпочает в себя пластину 1, сверху иснизу к которой крепятся электреты 2одинаковой полярности. Верхний 3 и нижний 4 диэлектрические полуцилиндры внутреннего трубчатого элемента расположеныснаружи верхнего 5 и нижнего 6 металлических полуцилиндров системы возбуждения, причем пластина 1 закреплена сдвух сторон полуцилиндрами 5 и 6 системы возбуждения и четырьмя полукольлевыми выступами 7 - 1 0 внутреннеготрубчатого элемента. Для крепления праводов к полуцилиндрам в последних имются гнезда 11 и 12, Провода системывозбуждения подводятся к полуцилиндрам5 и 6 и по канавкам 13.и 14 провода отпьезокристалла 5 выводятся через центральную канавку 16,Узел зонда запрессовывается вовнешний трубчатый элемент 17. Провода в канавках пьезокристалла перед запрессовкой заливаются эпоксидной смолой. Внешний трубчатый элемент соединен с верхней частью зонда 1 8 посредством бобышки 19 (рис. 2).Устройство работает следующим образом.При погружении зонда в исследуемуюсреду, последняя окружает (или обтекает)40пластину 1. Наклеенные на пластину 1электреты 2 обращены одноименнымиполярностями наружу. При подаче переменного си нала на полуцилиндры 5 и 6системы возбуждения переменное электри 45ческое поле между полуцилиндрами 5 и 6взаимодействует с постоянными электрическими полями двух электретов 2, вынуждая их колебаться вместе с пластиной2, При этом вместе с пластиной 2 колебается присоединенная масса газа, окружающая пластину. Для съема информациио частоте колебаний пластины к одномуиз закрепленных концов пластины крепиъся пьезокристалл 15, сигнал с которогопередается на схему прибора по проводам,фуложенным в центральную канавку 16, Частота колебаний пластины является мерой плотности контролируемой среды.Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерений за счет использования диэлектрика в качестве чувствительного элемента, так как диэлектлж обладает меньшей плотностьюпо сравнению с металлами, достаточно высокой механической прочностью (например, пластина из склеенных в одной плоскости оптических волокон равной длины, имеющих модуль Юнга не менее 510" Н/м и коэффициент Пуассона не менее 0,2). При этом уменьшается инерционность вибрирующей пластины и повышается устойчивость к химической коррозии.Кроме того, использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность изготовления пластины с заданной частотой колебаний за счет использования электретов в качестве выступа и упрощение конструкции зонда за счет использования металлических полуцилиндровв качестве электростатической системывозбуждения,формула из о брет е ния