RU4612U1

RU4612U1 - GAS VIBRATION DENSITY METER

Info

Publication number: RU4612U1
Application number: RU96106506/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Клюев; Ю.П. Жуков
Original assignee: Ярославский государственный технический университет
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-07-16

Abstract

1. Вибрационный плотномер для газов, содержащий корпус, в котором размещены резонатор в виде пустотелой оболочки с жесткими элементами, отходящими от торцев оболочки симметрично относительно от продольной оси и сходящимися в центре масс колебательной системы, и система возбуждения и съема колебаний, включающая возбудитель, приемник и усилитель, отличающийся тем, что возбудитель и приемник смонтированы на держателе, который связан с центром масс колебательной системы жестко, а с корпусом - посредством гибкой подвески, при этом центр тяжести держателя находится в центре масс колебательной системы.2. Плотномер по п.1, отличающийся тем, что его корпус состоит из основания и крышки, при этом резонатор, возбудитель и приемник колебаний, смонтированные на держателе, размещены в крышке, а усилитель - в основании.1. Vibration densitometer for gases, comprising a housing in which the resonator is placed in the form of a hollow shell with rigid elements extending symmetrically from the longitudinal ends of the shell and converging in the center of mass of the oscillatory system, and an excitation and vibration removal system including an exciter and a receiver and an amplifier, characterized in that the pathogen and the receiver are mounted on a holder that is rigidly connected to the center of mass of the oscillatory system, and to the body through a flexible suspension, with the center of gravity The holder is located in the center of mass of the oscillatory system. 2. The densitometer according to claim 1, characterized in that its housing consists of a base and a cover, while the resonator, pathogen and vibration detector mounted on the holder are located in the cover, and the amplifier is in the base.

Description

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована для измерения параметров газов и газовых смесей с целью определения состава или в системах учета.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used to measure the parameters of gases and gas mixtures in order to determine the composition or in accounting systems.

Известен плотномер, содержащий резонатор выполненный в виде пустотелой оболочки, установленный в контролируемся потоке, корпуо, систему возбуждения и съема колебаний, в котором для выравнивания давлений контролируемой среды внутри и снаружи пустотелой оболочки через отверстия в фланцах, жестко связанных с торцами оболочки и корпусом, обеспечивается проток жидкости в полость между корпусом и наружной поверхностью оболочки (патент Великобритании N 1175586, кл. GD1N 9/00, 1969 г).Known densitometer containing a resonator made in the form of a hollow shell, installed in a controlled flow, housing, a system of excitation and removal of vibrations, in which to equalize the pressure of the controlled medium inside and outside the hollow shell through holes in the flanges, rigidly connected with the ends of the shell and the housing is provided fluid flow into the cavity between the body and the outer surface of the shell (UK patent N 1175586, CL GD1N 9/00, 1969 g).

Недостатком такого плотномера является существование потерь колебательной энергии через внепший технологический трубопровод, что снижает добротность колебательной системы и, следовательно, точность измерений.The disadvantage of such a densitometer is the existence of losses of vibrational energy through an embedded technological pipeline, which reduces the quality factor of the vibrational system and, therefore, the accuracy of the measurements.

близким к предлагаемому является вибрационный плотномер, содержащий корпус, в котором размещены резонатор в виде пустотелой оболочки с жесткими элементами, отходящими от торцев оболочки симметрично относительно ее продольной оси и сходящимися в центре масс колебательной системы и система возбуждения и съема колебаний, включающая возбудитель, приемник и усилитель (А.с. СССР N 800817 кл. QD1N 9/00, Б.И. N4, 30.01.81 г.). close to the proposed one is a vibration densitometer containing a housing in which the resonator is placed in the form of a hollow shell with rigid elements extending symmetrically from the ends of the shell relative to its longitudinal axis and converging in the center of mass of the vibrational system and a system of excitation and removal of vibrations, including an exciter, a receiver and amplifier (A.S. USSR N 800817 class. QD1N 9/00, B.I. N4, 01.30.81).

Недостатком этого устройства является то, что вибрации технологического трубопровода через жесткое фланцевое соединение передаются на корпус плотномера, в котором смонтированы элементы системы возбуждения и ( колебаний резонатора. Накладываясь на основную частоту резонатора эти вибрации могут существенно исказить полезный частотный сигнал, что приводит к снижению точности измерений.The disadvantage of this device is that the vibrations of the process pipeline through a rigid flange connection are transmitted to the housing of the densitometer, in which the elements of the excitation system and (resonator vibrations) are mounted. When superimposed on the main frequency of the resonator, these vibrations can significantly distort the useful frequency signal, which reduces the accuracy of measurements .

Задачей, рещаемой предлагаемой полезной моделью, является повыщение точности измерений.The problem solved by the proposed utility model is to increase the accuracy of measurements.

Щюдлагается вибрационный плотномер для газов, содержащий корпус, в котором размещены резонатор в виде пустотелой оболочки с жесткими элементами, отходящими от торцев оболочки симметрично относительно ее продольной оси и сходящимися в центре масс колебательной системы и система возбуждения и съема колебаний, включаюп я возбудитель, приемник и усилитель. Возбудитель и приемник смонтированы на держателе, который связан с цеитрсш масс колебательной системы жестко, а с ксфпусом - посредствен гибкой подвески, при этом центр тяжести держателя находится в центре масс колебательной системы.A vibration densitometer for gases is presented, comprising a housing in which a resonator is arranged in the form of a hollow shell with rigid elements extending symmetrically from its ends along the longitudinal axis and converging in the center of mass of the oscillating system and a system of excitation and removal of vibrations, including an exciter, a receiver, and amplifier. The causative agent and the receiver are mounted on a holder, which is rigidly connected to the mass of the oscillatory system, and to the cfpus, through a flexible suspension, while the center of gravity of the holder is in the center of mass of the oscillatory system.

Корпус плотн(жера может состоять из основания и {фынпш, при атом резонатор, возбудитель и приемник колебаний, смонтированные на держателе, размещены в крышке, а усилитель - в основании.The housing is tight (the ger may consist of a base and a fins, with an atom resonator, pathogen and vibration detector mounted on the holder located in the lid, and the amplifier in the base.

Отличиями предлагаемого плотномера от прототипа является то, что возбудитель и приемник колебаний смонтированы на держателе, связанном с центром масс колебательной системы жестко, а с корпуссж - посредством гибкой подвески, при этом центр тяжести держателя находится в центре масс колебательной системы, а также возможное выполнение корпуса из крышки и основания и размещение при этом резонатора, возбудителя и приемника колебаний в , а усилителя - в основании. В результате использования новой конструкции вибрации технологического оборудования не искажают выходной частотный сигнал плотнсмера, что позволяет существенно повысить точность измерений. 1фоме того упрощаются монтаж, наладка и ремонт плотномера, повышается стабильность работы системы возбуждения и съема колебаний.The differences between the proposed densitometer and the prototype are that the exciter and the vibration receiver are mounted on a holder connected to the center of mass of the oscillating system rigidly, and with the housing through flexible suspension, while the center of gravity of the holder is located in the center of mass of the oscillating system, as well as the possible implementation of the housing from the cover and the base and the placement of the resonator, pathogen and vibration receiver in, and the amplifier in the base. As a result of using the new design, the vibrations of technological equipment do not distort the output frequency signal of the density meter, which can significantly improve the accuracy of measurements. In addition, the installation, commissioning and repair of the density meter are simplified, the stability of the excitation system and the removal of oscillations is increased.

На фиг. 1 представлена предлагаемая полезная модель в разрезе.In FIG. 1 presents the proposed utility model in the context.

Вибрационный плотномер газа содержит корпус, состоящий из основания 1 и крышки 2, соединенных фланцами 3 и 4. Внутренняя полость разделена глухим фланцем 4 с гер овводом 5 на две . Патрубки 6 и 7 предназначены для подвода контролируемой газовой смеси в измерительную камеру, образованную между 1фышкой 2 и глухим фланцем 4 и вывода этой смеси. В измерительной камере смонтирована колебательная система, которая содержит резонатор в виде пустотелой оболочки 8, жестко монтируемый при помощи элементов 9 к стержню 10, проходящему через ось продольной симметрии последней в точке, находящейся в центре масс колебательной системы. Концы осевого стержня 10 жестко зафиксированы в держателе 11 в точках, проходящих через ось продольной симметрии последнего на равных расстояниях от центра масс. Герметичные немагнитные обоймы возбудителя 12 и приемника 13 системы возбуждения и съема колебаний резонатора установлены в отверстиях, выполненных в противоположных стенках держателя 11 таким образом, что их центры находятся на оси, проходящей через центр масс колебательной системы.The vibrating gas densitometer contains a housing consisting of a base 1 and a cover 2 connected by flanges 3 and 4. The internal cavity is divided into two by a blank flange 4 with a lead 5. Pipes 6 and 7 are designed for supplying a controlled gas mixture to a measuring chamber formed between 1 flash 2 and a blind flange 4 and the output of this mixture. An oscillatory system is mounted in the measuring chamber, which contains a cavity in the form of a hollow shell 8, which is rigidly mounted by means of elements 9 to a rod 10 passing through the axis of longitudinal symmetry of the latter at a point located in the center of mass of the oscillatory system. The ends of the axial rod 10 are rigidly fixed in the holder 11 at points passing through the axis of longitudinal symmetry of the latter at equal distances from the center of mass. Sealed non-magnetic cages of the exciter 12 and the receiver 13 of the excitation and vibration system of the resonator are installed in the holes made in the opposite walls of the holder 11 so that their centers are on the axis passing through the center of mass of the oscillating system.

Держатель 11 подвешен на 1фонштейне 14 при псмэщи гибких элементов 15, например, цилиндрических винтовых пружин, причем точки подвеса находятся на оси продольной симметрии оболочки. Кронштейн 14 жестко смонтирован на перегородке 4 корпуса.The holder 11 is suspended on 1 bracket 14 when psmeshi flexible elements 15, for example, coil springs, and the suspension points are on the axis of longitudinal symmetry of the shell. The bracket 14 is rigidly mounted on the partition 4 of the housing.

- 2 проводов 16, проход$щих через гермоввод 5 подключены к уоилитеою 17, размещенному внутри оонования 1 корпуса, связанному о блок(ж питания и прсжежуточным измерительшА преобразователем (на фиг. 1 не показаны) через штепсельный разъем 18.- 2 wires 16 passing through the pressure gland 5 are connected to the uoyleite 17 located inside the housing 1, connected to the unit (power supply and an intermediate measuring transducer (not shown in Fig. 1) through the plug connector 18.

Вибрационный плотномер работает следующим образом.Vibration densitometer works as follows.

Контролируемая газовая смесь поступает через патрубок 6 в измерительную камеру, обтекает внутреннкж и наружную поверхности пустотелой оболочки 8 и выходит из плотномера через патрубок 7. Система возбуждения и съема колебаний, вкдючшщвя возбудитель 12, приемник 13 и усилитель 17, построенный как элемент положительной обратной связи с ограничением амплитуды выходного сигнала, обеспечивает автоколебательный режим работы пустотелой оболочки 8 на собственной резонансной частоте, зависящей от плотности 01фужащей оболочку контролируемой газовой смеси. Корпус шютнсжера подвергается В1йрационному воздействию со стороны технологического оборудования, имещему весьма шщюкий частотный спектр. Низкочастотная часть спектра отфильтровывается чувствительным элемент(ж, представлящим собой высокодобротный узкополосный ШЕЬтр, а высокочастотная составляющая отфильтровывается гибкими элементами 15, на которж подвешен держатель 11. Таким образсм вибрации технологического оборудования не искажают выходной частотный сигнал датчика плотностиThe controlled gas mixture enters through the nozzle 6 into the measuring chamber, flows around the inner and outer surfaces of the hollow shell 8 and leaves the densitometer through the nozzle 7. The excitation and removal system, including exciter 12, receiver 13 and amplifier 17, constructed as a positive feedback element with by limiting the amplitude of the output signal, it provides a self-oscillating mode of operation of the hollow shell 8 at its own resonant frequency, depending on the density 01 of the shell of the gas mixture. The Schüntzger’s case is exposed to the radiation effect from the technological equipment, which has a very wide frequency spectrum. The low-frequency part of the spectrum is filtered out by the sensitive element (w, which is a high-quality narrow-band SHEtr, and the high-frequency component is filtered out by flexible elements 15, on which the holder 11 is suspended. Such vibrations of technological equipment do not distort the output frequency signal of the density sensor

о about

Claims

1. Vibration densitometer for gases, comprising a housing in which the resonator is placed in the form of a hollow shell with rigid elements extending symmetrically from the longitudinal ends of the shell and converging in the center of mass of the oscillatory system, and an excitation and vibration removal system including an exciter and a receiver and an amplifier, characterized in that the pathogen and the receiver are mounted on a holder that is rigidly connected to the center of mass of the oscillatory system, and to the body through a flexible suspension, with the center of gravity The holder is located in the center of mass of the oscillatory system.

2. The densitometer according to claim 1, characterized in that its housing consists of a base and a cover, while the resonator, exciter and vibration detector mounted on the holder are located in the cover, and the amplifier is in the base.