Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для измерения физических параметров преимущественно жидких сред, в частности для измерения плотности нефти и нефтепродуктов. Сущность изобретения: устройство содержит трубчатый резонатор, вдоль оси которого на некотором расстоянии друг от друга укреплены пьезопреобразователи, выполненные в виде кольцевых пьезопластин, соединенных выводами либо с генератором электрических импульсов, либо с приемником ультразвуковых колебаний. Трубчатый резонатор загерметизирован с одного конца, погружаемого в жидкость. Пьезопреобразователи укреплены на внутренней поверхности резонатора. По обе стороны кольцевых пьезопластин укреплены аналогичные пьезопластины, причем пьезопластины склеены между собой по торцовой поверхности и приклеены к внутренней поверхности резонатора своими наружными цилиндрическими поверхностями. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2045029
Класс(ы) патента: G01N9/00, G01N29/02
Номер заявки: 4929480/25
Дата подачи заявки: 19.04.1991
Дата публикации: 27.09.1995
Заявитель(и): Беляков В.Л.; Абдулаев А.А.; Фаткуллин А.А.
Автор(ы): Беляков В.Л.; Абдулаев А.А.; Фаткуллин А.А.
Патентообладатель(и): Беляков Виталий Леонидович
Описание изобретения: Изобретение относится к техническим средствам для измерения качественных параметров преимущественно жидких сред и может быть использовано для измерения плотности нефти и нефтепродуктов.
Известен погружной камертонный плотномер, датчик которого выполнен в виде полой трубки с заглушенным концом, внутри которой размещен камертон, жестко соединенный своими концами с металлическими сердечниками, образующими две пары полюсных наконечников постоянных магнитов с катушками [1] Две пары полюсных наконечников постоянных магнитов и усилитель образуют систему, которая возбуждает в камертоне на собственной частоте незатухающие колебания. Усилитель усиливает электрические колебания, поступающие с одной пары катушек, и подает их на другую пару. Сигналы от усилителя сравниваются со стандартной частотой от кварцевого генератора. Мерой плотности газов является разность между частотами кварцевого генератора и камертона, фиксируемая частотомером.
Однако точность данного плотномера (0,5%) недостаточная, если использовать его при проведении учетно-расчетных операций товарной нефти на автоматизированных узлах учета нефти.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ультразвуковое устройство для контроля физических параметров жидкостей в трубопроводах, содержащее акустический измерительный преобразователь с внешними конусными волноводами и кольцевыми пьезопластинами, генератор возбуждающих импульсов, усилитель, блок селекции, два временных селектора, блок измерения отношения амплитуд и регистрирующий прибор [2]
Недостатками этого устройства являются сложность конструктивного и аппаратурного оформления, а также невысокая точность измерения.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем трубчатый резонатор, вдоль продольной оси которого на некотором расстоянии друг от друга укреплены пьезопреобразователи, выполненные в виде кольцевых пластин, соединенных выводами либо с генератором электрических импульсов, либо с приемником ультразвуковых колебаний, трубчатый резонатор загерметизирован с одного конца, погружаемого в жидкость, пьезопреобразователи укреплены на внутренней поверхности резонатора, по обе стороны кольцевых пьезопластин укреплены аналогичные пьезопластины, причем пьезопластины склеены между собой по торцовой поверхности и приклеены к внутренней поверхности резонатора своими наружными цилиндрическими поверхностями.
Размещение возбудителя и приемника внутри трубчатого резонатора делает конструкцию погружного измерительного преобразователя более технологичной и способствует повышению точности измерения плотности, благодаря более стабильным характеристикам пьезопреобразователей и поддержанию частоты на возбудителе на определенном уровне.
Применение в качестве демпфера двух дополнительных пьезопреобразователей, размещенных по обе стороны с пьезопреобразователем, имеющим электрические выводы, также способствует повышению точности, хотя и возможно использование в качестве демпфера других элементов и приспособлений.
На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого устройства и схема его электрических соединений.
На чертеже показаны: сосуд 1, исследуемая среда 2, корпус 3 погружного вибрационного измерительного преобразователя, пьезопреобразователи 4-6, образующие возбудитель электромагнитных колебаний, генератор 7 электромагнитных колебаний, электронный блок 8 для приема и обработки ультразвуковых колебаний, изолирующая прокладка 9, пьезопреобразователи 10-12, образующие приемник ультразвуковых колебаний и металлическая заглушка 13.
Средний пьезопреобразователь 5 возбудителя и средний пьезопреобразователь 11 приемника ультразвуковых колебаний при помощи проводов электрически связаны соответственно с генератором 7 электромагнитных колебаний и электронным блоком 8 для приема и обработки ультразвуковых колебаний.
Устройство для измерения плотности жидкости работает следующим образом.
При подаче напряжения от генератора электромагнитных колебаний на возбудитель, образованный пьезопреобразователями 4-6, приклеенными поверхностями к внутренней поверхности корпуса 3, в корпусе 3 возникают ультразвуковые колебания, которые принимаются пьезопреобразователями 10-12, образующими приемник ультразвуковых колебаний, электрически связанный при помощи проводов с электронным блоком 8 для приема и обработки ультразвуковых колебаний.
Частота этих колебаний находится в пропорциональной зависимости от плотности контролируемой жидкости.
Для определения работоспособности предлагаемого устройства была использована нержавеющая трубка с внутренним диаметром 11 мм и толщиной 0,5 мм, к внутренней поверхности которой возле заглушки были приклеены эпоксидной смолой кольцевые пьезопреобразователи (наружный диаметр 10 мм, внутренний 5 мм, толщина 4 мм), образующие приемник ультразвуковых колебаний, а аналогичные кольцевые пьезопреобразователи, образующие возбудитель электромагнитных колебаний, приклеены своей наружной поверхностью к внутренней поверхности нержавеющей трубки. К средним пьезопреобразователям были припаяны соединительные провода, а пьезопреобразователи без выводов приклеили эпоксидной смолой сбоку от пьезопреобразователей с выводами. Расстояние между возбудителем и приемником ультразвуковых колебаний составляло 70 мм.
На средний пьезопреобразователь 5, используемый в качестве возбудителя, подавались от генератора электромагнитных колебаний типа ГЗ-33 колебания для возбуждения трубки на собственной резонансной частоте, причем в это время датчик устройства находился в воздухе. Затем последовательно в сосуд заливались различные жидкости бензин с плотностью 780 кг/м3, трансформаторное масло с плотностью 870 кг/м3 и вода с плотностью 1000 кг/м3. При этом частотомером ЧЗ-34 были зафиксированы частоты, соответствующие выбранным значениям плотностей.
Погрешность измерения, оцененная по результатам 11 измерений на жидкостях с плотностью 780 кг/м3 и 870 кг/м3, не превышала 1 кг/м3, что не хуже погрешности базовых плотномеров фирмы "Солартрон" мол.7830, применяемых на отечественных узлах учета нефти.
Технико-экономическими преимуществами предлагаемого устройства являются повышение точности измерения за счет более точного задания и поддержания на определенном уровне резонансной частоты вибрирующей трубки, упрощение конструкции за счет того, что применяются менее сложные возбудитель и приемник ультразвуковых колебаний, а также существенное упрощение настройки возбудителя и приемника ультразвуковых колебаний.
Предлагаемое устройство для измерения плотности жидкости может найти применение практически во всех отраслях народного хозяйства, где требуются точные лабораторные и поточные измерители плотности, уровнемеры раздела сред.
Формула изобретения: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ, содержащее трубчатый резонатор, вдоль продольной оси которого на некотором расстоянии друг от друга укреплены пьезопреобразователи, выполненные в виде кольцевых пьезопластин, соединенных выводами либо с генератором электрических импульсов, либо с приемником ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что трубчатый резонатор загерметизирован с одного конца, погружаемого в жидкость, пьезопреобразователи укреплены на внутренней поверхности резонатора, по обе стороны кольцевых пьезопластин укреплены аналогичные пьезопластины, причем пьезопластины склеены между собой по торцевой поверхности и приклеены к внутренней поверхности резонатора своими наружными цилиндрическими поверхностями.