RU2346259C2 - Vibration probe for determination of density of fluid mediums - Google Patents
Vibration probe for determination of density of fluid mediums Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346259C2 RU2346259C2 RU2007105325/28A RU2007105325A RU2346259C2 RU 2346259 C2 RU2346259 C2 RU 2346259C2 RU 2007105325/28 A RU2007105325/28 A RU 2007105325/28A RU 2007105325 A RU2007105325 A RU 2007105325A RU 2346259 C2 RU2346259 C2 RU 2346259C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration probe
- plug
- density
- bellows
- spring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения плотности жидких сред в различных резервуарах, в том числе в аппаратах под давлением.The invention relates to measuring technique and can be used to determine the density of liquid media in various tanks, including pressure devices.
Прототипом заявленного устройства является вибрирующее устройство для измерения температуры или других физических свойств жидких сред, содержащее вилку, снабженную пьезоэлектрическим кристаллом, закрепленным на изогнутом участке вилки, и магнитострикционным приводом (заявка №2079940 G01N 9/34, Великобритания).The prototype of the claimed device is a vibrating device for measuring temperature or other physical properties of liquid media containing a plug equipped with a piezoelectric crystal mounted on a bent portion of the plug and a magnetostrictive drive (application No. 2079940 G01N 9/34, UK).
Данные устройства, как правило, устанавливаются непосредственно на крышках или боковых стенках резервуаров. Во многих случаях такие конструктивные решения невозможны для практического применения, особенно на предприятиях атомной и химической промышленности, где по специфическим условиям нет доступа к устройствам для их обслуживания и ремонта.These devices, as a rule, are installed directly on the lids or side walls of the tanks. In many cases, such constructive solutions are impossible for practical use, especially in enterprises of the nuclear and chemical industries, where under specific conditions there is no access to devices for their maintenance and repair.
Поэтому вибрационное устройство (зонд) необходимо вводить внутрь резервуара с помощью герметичной удлинительной трубы, в которой размещаются кабели (провода) электрической схемы.Therefore, a vibrating device (probe) must be inserted into the tank using a sealed extension pipe in which the cables (wires) of the electrical circuit are placed.
Общий недостаток указанных вибрационных устройств состоит в том, что при присоединении к ним герметичной удлинительной трубы происходит изменение резонансной частоты устройства, что приводит к снижению точности измерения плотности жидких сред.A common disadvantage of these vibration devices is that when a sealed extension pipe is connected to them, the resonance frequency of the device changes, which leads to a decrease in the accuracy of measuring the density of liquid media.
Частота колебаний вибрирующего устройства определяется уравнениемThe oscillation frequency of the vibrating device is determined by the equation
где К - жесткость вилки;where K is the rigidity of the fork;
М0 - масса вибрирующего устройства и жестко связанных с ним частей, кг;M 0 - the mass of the vibrating device and parts rigidly connected with it, kg;
ΔМ - масса жидкости, колеблющаяся вместе с вилкой вибрирующего устройства, кг.ΔM is the mass of liquid oscillating with the fork of the vibrating device, kg
Масса вибрирующего устройства и жестко связанных с ним частей зависит от плотности контролируемой жидкости и объема окружающей его контролируемой жидкости и определяется выражениемThe mass of the vibrating device and parts rigidly connected with it depends on the density of the controlled fluid and the volume of the controlled fluid surrounding it and is determined by the expression
где d - плотность контролируемой жидкости, кг/м3;where d is the density of the controlled fluid, kg / m 3 ;
S1 - площадь аппарата с контролируемой жидкостью, м2,S 1 - the area of the apparatus with a controlled liquid, m 2 ,
h1 - высота столба жидкости над вилкой, м.h 1 - the height of the liquid column above the plug, m
Масса жидкости, колеблющаяся вместе с вилкой вибрирующего устройства, определяется выражениемThe mass of fluid oscillating with the plug of the vibrating device is determined by the expression
где S2 - площадь, занимаемая жидкостью между вилкой, м2,where S 2 - the area occupied by the fluid between the plug, m 2 ,
h2 - высота вибрирующего устройства, м.h 2 - the height of the vibrating device, m
Подставляя выражения (2) и (3) в выражение (1), имеем:Substituting expressions (2) and (3) into expression (1), we have:
Из выражения (4) видно, что частота колебаний вилки зависит не только от плотности (d) контролируемой жидкости, но и от высоты столба жидкости (h1) расположенного над вилкой. Величины S1, S2 и h2 постоянные и в процессе измерения не изменяются.From the expression (4) it is seen that the frequency of oscillation of the plug depends not only on the density (d) of the controlled fluid, but also on the height of the fluid column (h 1 ) located above the plug. The values of S 1 , S 2 and h 2 are constant and do not change during the measurement.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности определения плотности жидких сред при изменении уровня контролируемой жидкости.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to increase the accuracy of determining the density of liquid media when the level of the controlled liquid changes.
Поставленная задача решается с помощью заявляемого устройства. В виброзонд (см. чертеж), содержащий вилку 1, снабженную пьезоэлектрическим кристаллом и магнитострикционным приводом 6, закрепленными на изогнутом участке вилки 1, и трубу 2, введено демпфирующее устройство, расположенное между ними и представляющее собой сильфон 3, стакан 4 и пружину 5, причем сильфон расположен внутри стакана и герметично врезан в трубу 2, что защищает проходящие внутри сильфона электрические проводники от пьезоэлектрических кристаллов и магнитострикционного привода 6 от воздействия агрессивной измеряемой среды. Пружина, жестко соединенная с торцом стакана и корпусом 7 вилки 1, предназначена для уменьшения механических нагрузок на сильфон и, следовательно, для повышения надежности работы устройства.The problem is solved using the claimed device. In the vibration probe (see drawing) containing the plug 1, equipped with a piezoelectric crystal and magnetostrictive drive 6, mounted on the bent portion of the plug 1, and the pipe 2, a damping device is inserted located between them and representing a bellows 3, a cup 4 and a spring 5, moreover, the bellows is located inside the glass and hermetically cut into the pipe 2, which protects the electrical conductors passing inside the bellows from piezoelectric crystals and magnetostrictive drive 6 from the influence of an aggressive medium. The spring, rigidly connected to the end of the glass and the housing 7 of the plug 1, is designed to reduce the mechanical stresses on the bellows and, therefore, to increase the reliability of the device.
Работа виброзонда с демпфирующим устройством осуществляется следующим образом. При подаче напряжения на привод вилка начинает вибрировать с резонансной частотой, которая зависит от физических свойств контролируемой жидкости. Колебания вилки 1 приводят к сжатию-растяжению сильфона 3 и пружины 5 с частотой колебания стержней. За счет сжатия-растяжения сильфона 3 и пружины 5 не происходит передача колебаний вилки 1 на трубу 2. Таким образом, труба 2 не участвует в создании резонансной частоты и выражение (4) в этом случае имеет видThe operation of the vibration probe with a damping device is as follows. When voltage is applied to the drive, the plug begins to vibrate with a resonant frequency, which depends on the physical properties of the fluid being controlled. Oscillations of the plug 1 lead to compression-extension of the bellows 3 and the spring 5 with the oscillation frequency of the rods. Due to the compression-tension of the bellows 3 and the spring 5, the vibrations of the plug 1 are not transmitted to the pipe 2. Thus, the pipe 2 is not involved in the creation of a resonant frequency and expression (4) in this case has the form
Из выражения (5) видно, что частота колебаний вилки зависит только от параметров вилки К, S2 и h2, которые определяются геометрическими размерами вилки и не изменяются в процессе измерения, и от плотности контролируемой жидкости и не зависит от уровня контролируемой жидкости h1, что повышает точность измерения и расширяет область применения устройства на предприятиях атомной, химической и др. отраслях промышленности при внутри аппаратной установке за счет применения удлинительной трубы.From the expression (5) it can be seen that the frequency of oscillation of the plug depends only on the parameters of the plug K, S 2 and h 2 , which are determined by the geometric dimensions of the plug and do not change during the measurement, and on the density of the controlled fluid and does not depend on the level of the controlled fluid h 1 , which increases the accuracy of measurement and expands the scope of the device at the enterprises of nuclear, chemical and other industries when inside a hardware installation through the use of an extension pipe.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105325/28A RU2346259C2 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | Vibration probe for determination of density of fluid mediums |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105325/28A RU2346259C2 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | Vibration probe for determination of density of fluid mediums |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007105325A RU2007105325A (en) | 2008-08-20 |
RU2346259C2 true RU2346259C2 (en) | 2009-02-10 |
Family
ID=39747595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007105325/28A RU2346259C2 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | Vibration probe for determination of density of fluid mediums |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2346259C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455628C1 (en) * | 2010-11-10 | 2012-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Vibration sensor for determining liquid density |
RU2786773C1 (en) * | 2022-06-25 | 2022-12-26 | Ооо "Смартприбор" | Device for determining the density and/or viscosity of liquids and gases |
-
2007
- 2007-02-12 RU RU2007105325/28A patent/RU2346259C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455628C1 (en) * | 2010-11-10 | 2012-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Vibration sensor for determining liquid density |
RU2786773C1 (en) * | 2022-06-25 | 2022-12-26 | Ооо "Смартприбор" | Device for determining the density and/or viscosity of liquids and gases |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007105325A (en) | 2008-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5603412B2 (en) | Heterogeneous fluid density measuring device | |
KR101125602B1 (en) | Probe for oil viscosity and method and apparatus for monitoring oil viscosity with the same | |
CN104236664B (en) | Multi-limit level measuring device | |
CN102105778B (en) | Acoustic cleaning of optical probe window | |
EP2614353B1 (en) | Fluid properties measurement device having a symmetric resonator | |
CN101050702B (en) | A measuring device and method for dynamic detection of resonance acoustic spectrum multiphase flow | |
WO2009045363A1 (en) | Noninvasive fluid density and viscosity measurement | |
US10209170B2 (en) | Meter electronics and method for obtaining flow fluid viscosity at a reference temperature | |
JP2009541745A (en) | Method and apparatus for vibrating a sample to be tested | |
US8997556B2 (en) | Apparatus for determining and/or monitoring a process variable | |
EP1744142A1 (en) | Apparatus and method for measuring fluid density | |
RU2346259C2 (en) | Vibration probe for determination of density of fluid mediums | |
KR101732151B1 (en) | Liquid level measuring device in microgravity condition with a Gas-spring system | |
EP3353526B1 (en) | A density sensor and density sensor manufacturing method | |
US20070017277A1 (en) | Apparatus and method for measuring fluid density | |
RU169441U1 (en) | VIBRATION DEVICE FOR DETERMINING ENVIRONMENTAL PARAMETERS | |
WO2013114752A1 (en) | Apparatus and method for measuring liquid surface level | |
RU98586U1 (en) | Vibration probe for determining the density of liquid media | |
RU2024841C1 (en) | Sensor of vibration densitometer | |
RU2506563C1 (en) | Sensor of vibration densimeter | |
JP4500965B2 (en) | Acoustic cavity and resonant acoustic spectroscopy apparatus for fluids using the same | |
RU2827494C1 (en) | Apparatus for determining density of liquid media by measuring frequency of self-oscillating string system | |
US9625338B2 (en) | Passive pressure sensing using sensor with resonator having bridged ends | |
RU2417364C1 (en) | Method of prompt control over fluid viscosity and device to this end | |
SU1112270A1 (en) | Acoustic unit for measuring gas concentration in two-phase media |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170213 |