Способ измерения плотности среды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ А 1 СПУБЛ 5) 4 О 01 Н 9/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ етест СПОСОБ ИЗМЕИзобретениным способамС целью повышй плотности(21) (22) (46) (71) венно (72) мета ти.ренизмса еды за счет И.И. (53) (56) нению резонанснои частоты су жесткости упругого подвеса з которая может изменяться от внешних факторов. 1 ил,фП л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н ДВТОРСНОМУ 4158300/31-2509,10.8607.12.88, Бюл, Р 45Грозненское научно-производсте объединение "Промавтоматнка"Г,И.Кузнецов, И.Г.Кузнецов,Р абин и Б. Г. Соколов534.137 (088.8)Патент П 1 А У 4480461,01 И 9/00, 1973.тент СНА Р 4491009,01 И 9/00 1 974 етент ПНР Р 179536,01 11 9/00, 1 Ч 79. ЕНИЯ ПЛОТНОСТИ СРЕДЫотносится к вибраизмерения плотносения точности из енения жесткости упругого подвек колебательному зонду датчикаиодически механически жестко придиняют эталонную массу и по иэмеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использонано в различных областях промьпплен"ности для автоматического определения плотности среды, например в неф 5тедобывающей промышленности для определения плотности бурового раствора в составе АСУ ТП бурения нефтяных н газовых скважин. в 10Цель изобретения - повьппение точности измерения путем учета изменения упругости крепления контейнера.На чертеже изображено устройстводля измерения плотности среды, реа лизующее предлагаемый способ.Устройство содержит контейнер 1 с известной массой, полость 2 которого заполнена анализируемым веществомс. неизвестной массой. Контейнер 1 20 посредством упругого элемента, выполненного в виде плоской пружины 3, закреплен в корпусе 4. Контейнер1 жестко соединен с подвижным элементом 5 электромагнитного возбуди .тсля б колебаний, электрически соединенного с усилителем 7, к входу которого подключен датчик 8 колебаний, кинематически связанный с подвижным элементом 5 электромагнитно го возбудителя б колебаний.На контейнере 1.установлен калиброванный груз 9 с известной массой К, выполненный в виде электромагнита с электрической обмоткой 10, Посредством конического буртика 11 калиброванный груз 9 опирается на подставку 12 с ответной конической выточкой под буртик 11.Полюса электромагнита калиброванного груза 9 смонтированы против магнитомягкоч перемычки 13, выполненной в виде усеченного перевернутого конуса, поверхность которой является зеркальным отображени ем полюсов электромагнита калиброванного груза 9 Электромагнитный возбудитель 6 колебаний с обмоткой 14 возбуждения жестко закреплен на корпусе 4, Соосио с контейнером 1 на корпусе 4 закреплены входной 15 и выходной 16 штуцеры, соединенные с контейнером посредством эластичных элементов 17 и 18. Выходы усилителя подключены к входу частотомера 19 и к обмот;, 14 возбуждения электромагнитного возГу;.,ителя б колебаний, а выход частотомера 19 подключен к входам блока 20 определения массы вещества в контейнере 1 и блока 21 определения и кор. ректировки жесткости пружины 3 контейнера 1, выход которого подключенк входной цепи блока 20 определениямассы вещества в контейнере 1, всвою очередь выход которого через идентификатор 22 плотности подключен к блоку 23 отображения информации. Управляемые входы электронных блоков и электрическая обмотка 10 калиброванного груза 9 подключены к выходу блока 24 управления.Устройство работает следующим образом.Анализируемое вещество, например жидкость с неизменной массой щ и плот. ностью с, через входной штуцер 15 поступает в полость 2 контейнера 1 с массой М, который связан с упругим элементом, выполненным в виде например, плоской пружины 3 с коэффициентом жесткости С. Электромагнитный возбудитель б с усилителем 7, охваченным положительной обратной связью через датчик 8 колебаний, представляет автоколебательное звено, ксторое под де ствием возмущающей силы, создаваемой электромагнитным возбудителем б колебаний с обмоткой 14 возбуждения, возбуждается в автсколебательном режиме на резонансной частоте.Из-за недостаточности точности изготовления пружины 3 ее жесткость С колеблется, Измерить ее в достаточной мере точно затруднительно. Кроме того, уже в процессе эксплуатации под действием знакопеременных нагрузок, действующих на пружину 3 при ее упругих деформациях, происходит ее старение, что приводит к изменению коэффициента жесткости, который также дополнительно изменяется ст действия температуры, Следствием этого является недостаточная точность измерения плотности анализируемой среды, Поэтому автоматически непосредственно в процессе эксплуатацииустройства происходит периодическое измерение истинного значения жесткости С пружины 3. Командным сигналом с блока 24 управления на электрическую обмотку 10 калиброванного груза 9 с известной массой ш подается электрический ток, под действием электромагнитного поля которого калиброванный груз 9 жестко прикрепляется к магнитомягкой перемычке 13,Способ измерения плотности среды, основанный на измерении резонансной частоты датчика, выполненного в виде упругого закрепленного контейнера, заполненного испытуемой средой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем учета изменения упругости крепления контейнера, упругость крепления контейнера определяют жестко подсоединяя к контейнеру эталонную массу и измеряя изменение резонансной частоты. з144287 в результате чего колеблющаяся масса контейнера М с анализируемым веществом с неизвестной массой ш изменяется на заранее известную калиброванную5 массу М, в следствие чего происходит изменение резонансной частоты колебаяий на новую частоту Г, которая пос" тупеет в блок 21 определения и корректировки коэффициента жесткости 10 пружины 3 контейнера 1, на второй;., вход которого поступает значение резонансной частоты Г измеренное частотомером 19 до присоединения известной массы ш калиброванного груза 9. 15 В блоке 21 по измеренным частотами 1 вычисляется истинное значение коэффициента жесткости, которое позволяет более точно определить измеряемую плотность среды. 20П р и м е р. Контейнер 1 с известнй массой В=0,0407 кг с /м, в полости которого находится анапизируемое вещество с неизвестной массой, вибрирует на измеренной резонансной 25 частоте Г, = 157 1/с . При присоединении к контейнеру 1 капиброванной массы ш 1 =- 0,025 кг с/с резонансная частота становится равной Г = - 140,428 1/с, Тогда значение коэффи- ЗО циента жесткости равно 2465 кг/м,После определения коэффициента . жесткости плотность анализируемого вещества с неизвестной массой ш,заполнякзцего полость контейнера собьемом Ч0,000581 м, равна101,9 кг/м.,Применение способа измерения плотности среды позволит повысить точность измерения плотности среды эасчет исключения влияния на результатизмерений старения упругого элемента,подверженного периодическим знакопеременным упругим деформациям в процессе эксплуатации, изменения его коэффициента жесткости от действия температуры, неточного определения жесткости в процессе изготовления упругого элемента. формул а иэ обр ет ения1442878 Составитель В.КрутинТехред А,Кравчук 1(орректор С. Черни орн акто Заказ б 377/40 ре 5роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 1 ктная,Тираж 847 ВНИИПИ Государс по делам изо 13035, Москва, Ж Подписиого комитета СССРний и открытийаушская наб., д, 4