Вибрационный плотномер

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ Союз СфветсиикСоциапистичесиивРеспубпии 960575Опубликовано 23.09.82. бюллетень35 Дата опубликования описания 25,09.82(72) Авторы изобретения Ю. П. Жуков, А. Г. Мурашов, Ю. Г. Гусейнов и В. М. Ярославский политехнический инстит производственное объединение автоз и Серпухоавочной те(54) ВИБРАЦИОННЫ НОМЕР датчика плотности. Указанный элемможет быть выполнен в виде механкого резанатора, располагаемого втномере таким образом, чтобы егопература была равна температуре ктролируемой среды ГЗ.Д и 121,Принцип компенсации температурпогрешности при использовании такэлементов состоит в том; чтобы обпечить равенство температурных прращений частот колебаний датчиканости Ь(у) и термочувствительа ЬЕ(Ь) при изменении теаы на величину Ь 1, т.е,ент темиостмпер элементтуры сре ЬУ Р):оСЕ Ь 1 (1 ,фЖ=О Ь+, Р) . Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к приборам для,точного измерения плотности и массовыхрасходов жидкостей и газов и может бытьиспользовано в кимкческой, лакокрасочной,нефтеперерабатывающей, тпипевой к другихотраслях промышленности.Известны вибрационные плотно меры,принцип действия которых основан на завискмостк собственной частоты колебанийупругого элемента (трубки, оболочки илкпластины) от плотности контактирующихс нкм жидкости иди газа,Недостаток этих плотномеров состоитв том, что частота колебаний резонатора, являющаяся выходным сигналом, зависит ов только от плотности среды, но иот ее температуры, измекяюпей модульупругости и линейные размеры резонатора.Известны также вибрационньте плотно вмеры, в которых компенсапМя температур-,ной погрешности оеуществляется с помощью термочувствительного элемента,сигнал которого вычктается из сигнала температурные коэффициенты частоты датчикаи термочувствительногоэлемента, соответственно;3 96057 - частота колебаний датчика плотности, соответствующая текущему значению плотности р среды: 5 - частота колебаний термочувствительного эле.мента при.начальнойтемпературе.10Как видно из выражений (2) и (3) выходной сигнал термочувствительного , элемента зависит только от изменения его температуры, тогда как темйературная погрешность датчика плотности зависит от температуцы и от частоты У т,е. от плотности среды. Поэтому в из- , вестных плотномерах частоту колебаний термочувствительного элемента при его начальной температуре подбирают такой, 2 й чтобы обеспечивалось равенство ( 1) при некоторой начальной плотности р и только в этой точке достигается полная компенсация температурной погрешности датчика плотности. 25Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вибрационный плотномер, содержащий два трубчатых вибродатчика с разнымы жесткостями, Внбродатчик с меньшей жесткостью имеет больший коэффициент преобразования, а вибродатчик с большей жесткостью за счет дополнительно установленной на нем постоянной массы имеет меньший коэффициент преобразования. Путем пере- З 5 мещения дополнительной массы добиваются одинаковых частот колебаний трубок в начальной точке диапазона изме-.рения. Поскольку жидкость протекает через оба вибродатчика, то они имеют одинаф 0 ковую температуру и их температурные девиации частот вычитаются в блоке сравнения З 3.Недостатком известного плотномера45является то, что погрешность полностью компенсируется лишь в начальной точке шкалы, хотя внутри диапазона измерения она меньше, чем в известных устройствах.Полная компенсация температурной пощешносты измерения во всех точках шкалы недостижима цотому, что чувствительности датчиков к плотности отличаются. Кроме того, уменьшение аемпературной погрешности измерения В устрой стве происходит за счет снижения общей чувствительности плотномера псаому, что в блоке сравнения вычитаются и полез 5 4,ные сигналы вибродатчиков, зависящие отплотности.Целью изобретения является увеличение точносты измерения плотности жидкостей или гикв путем полной компенсации температурной погрешности во всехточках шкалы,Поставленная дель достигается тем,что в плотномер между температурно-частотным преобразователем и блоком сравнения введен умножитель, один вход которого соединен с выходом блока сравнения,. а второй - с,выходом темпераутурко-частотного преобразователя, приэтом выходы умножителя и частотногодатчика плотности подключены к входамблока сравнения.На чертеже изображена схема вибрационного плотномера.Плотномер содержит вибрационный датчик 1 плотности, температурно-частотныйпреобразователь. 2, блок 3 сравнения,вторичный прибор 4 и умножитель 5,Вибрационный плотномер работает следующим образом,Сигнал с вибрационного датчика плотности подается на блок сравнения (например, смеситель). Одновременно выходной сигнал температурно-частотного преобразователя (например, камертонногорезонатора, находящегося в тепловом контакте с измеряемой средой, или термометра сопротивления с аналого-частотнымпреобразователем выходного сигнала) поступает на один вход умножителя (например, управляемого делителя частоты) идалее с выхода умножителя - на блокфсравнения. С выхода блока сравнения результирующий сигнал подается на второйвход умножителя и вторичный прибор (например, цыфровой частотомер). При изменении температуры контролируемой среды на величину ь 1 возникает приращение частоты вибрационного датчика плотности Ь Х(р), определяемое выражением где 1 у - частоты колебаний датчика в( начальной точке диапазонаизмерения плотности .Рд 9Д - постоянная датчика;Я - отклонение плотности от начального значения, измеряемое плотнометром.Одновременно изменяется выходной сигнал температурно-частотного преобразователя в соответствии с выражением5 9605 (3). Йля устранения температурной погрешности, возникающей при изменении плотности на величину ар от начального значения, выходной сигнал частотно- временного преобразователя умножается на масштабный коэффициент К, равныйк =ф,1В блоке сравнения происходит вычита ние частот температурно-частотного пре- образователя, умноженной на масштаб ный коэффициент К, из частоты вибрационного датчика плотности. Результат измерения, получаемый на выходе блока 13 сравнения, пропорционален только плотности контролируемой среды, Этот сигнал используется для управления масштабным коэффициентом и регистрируется вторичным прибором. 10Использование нового элементе - умноЧ. жителя, управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения, повы-, шает точность измерения плотности, по сравнению с известными устройствами, 1 так как беэ потерь общей чувствительности схемы значительно уменьшаются погрешности измерения, вызванные измеВибрационный плотномер, содержащийчастотный датчик плотности, температурно-частотный преобразователь, блок сравпения и вторичный прибор, о т л и ч ам щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он дополнительно снабженумножителем, один вход которого соединен с выходом блока сравнения, а второМ.с выходом температурно-частотного преобразователя, при зюом выходы умножителя блока и частотного датчика плотнос; ти подключены к входам блока сравнения,Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции % 2086671,кл. 6 018 1972,2. Гегвоча РЮ Ь, Ре 2 логепдэ 1.еб 31 Рсо.1 90 о 56 фВг 1 еМРо 1 с, А 01 опмО 6 ДОВ и, Ч,9 р В 3, 1976, 5.,4-8.А Составитель В КрутРелвхтор П. Филиллове ТехреиП.Поверь ректор. Е. Рошко дписное го комитета С СР и открытий Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород,ул. Проектная,250/47 Тираж 88 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж75 6пениями температуры контролируемой среды. Формула изобретений 3. Авторское свидетельство СССРЖ 269546 в кл, С 01 М 910,е 1965.