SU1442878A1 - Способ измерени плотности среды - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вибрационным способам измерени  плотности . С целью повьшени  точности измерений плотности среды за счет учета изменени  жесткости упругого подвеса к колебательному зонду датчика периодически механически жестко присоедин ют эталонную массу и по изменению резонансной частоты суд т о жесткости упругого подвеса зонда, котора  может измен тьс  от р да внешних факторов, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной техгшке и может быть использвано в различных област х промышленности дл  автоматического определени  плотности среды, например в неф- тедобьшающей промышленности дл  определени  плотности бурового раствора в составе АСУ ТП бурени  нефт ных и газовых скважин.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем учета изменени  упругости креплени  контейнера.

На чертеже изображено устройство дл  измерени  плотности среды, pea- лизующее предлагаемый способ.

Устройство содержит контейнер 1 с известной массой, полость 2 которого заполнена анализируемым веществом с неизвестной массой. Контейнер 1

посредством упругого элемента, выполненного в виде плоской пружины 3, закреплен в корпусе 4. Контейнер 1 жестко соединен с подвижным элементом 5 электромагнитного возбуди- .тел  6 колебаний, электрически соединенного с усилителем 7, к входу которого подключен датчик 8 колеба- 1ШЙ, кинематически св занный с подвижным элементом 5 электромагнитно- го возбудител  6 колебаний.

На контейнере 1-установлен калиброванный груз 9 с известной массой М выполненный в виде электро- магш1та с электрической обмоткой 10, Посредством конического буртика 11 калиброванный груз 9 опираетс  на подставку 12 с ответной конической выточкой под буртик 11,

Полюса электромагнита калибро- BcLHHoro груза 9 смонтированы против магнитом гкой перемычки 13, выполненной в виде усеченного перевернутого конуса, поверхность которой  вл етс  зеркальным отображени- ем полюсов электромагнита калиброванного груза 9, Электромагнитный возбудитель 6 колебаний с обмоткой 14 возбуждени  жестко закреплен на 4, Соосно с контейнером 1 на корпусе 4 закреплены входной 15 и выходной 16 штуцеры, соединенные с контейнером посредством эластичных элементов 17 и 18, Выходы усилител  подключены к входу частотомера 19 и обмотк . 14 возбуждени  электромагнитного воз удител  6 колебаний, а выход частотомера 19 подключен к входам блока 20 определени  массы вещества в контейнере 1 и блока 21 определени  и корректировки жесткости пружины 3 контенера 1, выход которого подключен к входной цепи блока 20 определени  массы вещества в контейнере 1, в свою очередь выход которого через идентификатор 22 плотности подключен к блоку 23 отображени  информации. Управл емые входы электронных блоков и электрическа  обмотка 10 калиброванного груза 9 подключены к выходу блока 24 управлени .

Устройство работает следующим образом .

Анализируемое вещество, например жидкость с неизменной-массой m и плоностью р 5 через входной штуцер 15 поступает в полость 2 контейнера I с массой М, которьш св зан с упругим элементом, выполненным в виде, например , плоской пружины 3 с коэффициентом жесткости С. Электромагнитный возбудитель 6 с усилителем 7, охваченным положительной обратной св зью через датчик 8 колебаний, представл ет автоколебательное звено, которое под де.гствием возмущающей силы, создаваемой электромагнитным возбудителем 6 колебаний с обмоткой 14 возбуждени , возбуждаетс  в автоколебательном режиме на резонансной частоте .

Из-за недостаточности точности изготовлени  пружины 3 ее жесткость С колеблетс . Измерить ее в достаточной мере точно затруднительно. Кроме того, уже в процессе эксплуатации под действием знакопеременных нагру- .зок, действующ1-:Х на пр ткину 3 при ее упругих деформаци х, происходит ее старение, что приводит к изменению коэффициента жесткости, который также дополнительно измен етс  от действи  температуры. Следствием этого  вл етс  недостаточна  точност измерени  плотности анализируемой среды. Поэтому автоматически непосредственно в процессе эксплуатации устройства происходит периодическое измерение истинного значешш жесткости С пружины 3, Командным сигналом с блока 24 управлени  на электрическую обмотку 10 к-алиброванного груза 9 с известной массой т подаетс  электрический ток, под действием электромагнитного пол  которого калиброванный груз 9 жестко прикрепл етс  к магнитом гкой перемычке 13,

1АД2878

в результате чего колеблюща с  масса контейнера М с анализируемым веществом с неизвестной массой тп измен етс  на заранее известную калиброванную

в з о

5 10

массу Мц, в следствие чего происходит изменение резонансной частоты колеба- .ний на новую частоту f. котора  поступает в блок 21 определени  и корректировки коэффициента жесткости пружины 3 контейнера 1, на второй ,., вход которого поступает значение резонансной частоты f, , измеренное частотомером 19 до присоединени  известной массы тп калиброванного груза 9. В блоке 21 по измеренным частотам

f, и

fj вычисл етс  истинное значение

коз.ффициента жесткости,которое позвол ет более точно определить измер емую плотность среды.

Пример. Контейнер 1 с известней массой ,С407 кг-с /м, в полости которого находитс  анализируемое вещество с неизвестной массой, вибр трует на измеренной резонансной частоте f( 157 1/с . При присоединении к контейнеру 1 калиброванной массы Шц - 0,025 резонансна 

частота становитс  равной f

вещества с неизвестной массой т, заполн ющего полость контейнера с объемом V 0,000581 м , равна

101 ,9 кг/м..

Применение способа измерени  плотности среды позволит повысить точность из-мерени  плотности среды за счет исключени  вли ни  на результат

измерений старени  упругого элемента, подверженного периодическим знакопеременным упругим деформаци м в процессе эксппуатации, изменени  его коэффициента жестк.ости от действи  температуры , неточного определени  жесткости в процессе изготовлени  упругого элемента.

Ф о р мула изобретени 

Способ измерени  плотности среды, основанный на измерении резонансной частоты датчика, выполненного в виде упругого закрепленного контейне- 25 ра, заполненного испытуемой средой , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем учета изменени  угфу- гости креплени  контейнера, упругость

1/с. Тогда значение коэффи- 30 креплени  контейнера определ ют жейт- циента жесткости равно 2465 кг/м.ко подсоедин   к контейнеру эталонПосле определени  коэффициента .ную массу и измер   изменение резожесткости плотность анализируемогонансной частоты.

3

выход

IS

Claims (1)

1. Ф о'р мула изобретения

   Способ измерения плотности среды, основанный на измерении резонансной частоты датчика, выполненного в виде упругого закрепленного контейнера, заполненного испытуемой средой, отличающийся 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.