Зонд вибрационного плотномера

Союз Советсиик

Соцмапмстмческин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()939999 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 31.12.80 (21) 3227193/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень Ма 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (5! )М. Кл.

601 М 9/00 феударствеей комнтет

СССР ао аалем лзабретеннй

lI вп(рытлй (53) УДК 539.137 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Яшин, А.Ф. Редько и Т.И. Битная

Украинский научнс .исследовательский институт природных газов (7l ) Заявитель (54) ЗОНД ВИБРАБИОННОГО ПЛОГНОМЕРА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения плотности газов, в частности, для измерения плотности природного газа на магистральных гаэопрово5 дах и подземных xp&HwIBIIIBx газа

Известны вибрационные плотномеры, содержащие в качестве вибрирукяцего в контролируемой среде чувствительного элемента металлическую мембрану или лопатку (l j.

Однако, чувствительность, à следова. тельно, и точность укаэанных вьпце плоч номеров, ограничивается большой инер= ционностыо металлической мембраны или лопатки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, яижется зонд вибрационного плотномера, содержаппий внутренний и внешний трубчатые элементы3о вибрационно-чувствительный элемент, уста» новленный so внутреннем трубчатом элементе и контактирующий с контролируе

1 мой средой, систему возбуждения вибра

2 цнонно-чувствительного элемента н сиотему съема колебаний вибрационно-чувст вительного элемента, включающую пьезокристалл. Вибрационно-чувствительный элемент выполнен в виде металлической лопатки, имеющей выступ (2)

Наличие выступа увеличивает инерционность лопатки, снижая тем самым чувст вительность, а следовательно, точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений плотности газа.

Указанная цель обеспечивается тем, что в зонде вибрационного плотномера, содержащем внешний и внутренний трубча тые элементы, вибрационно-чувствителен ный элемент, установленный BD внутрен нем трубчатом элементе и контактирующий с контролируемой средой, систему возбуждения вибрационно-чувствительного элемента и систему съема колебаний вибрационно чувствительного элемента., включающую пьезокристалл, вибрацнонн(чувствительный элемент выполнен в внЗонд вибрационного плотномера, содержаший внешний и внутренний трубчатые элементы вибрационно-чувствительный элемент, установленный во внутреннем трубчатом элементе и контактируемой средой, систему возбуждения вибрационно-чувствительного элемента и систему сьема колебаний вибрационночувствительного элемента, включаюшую пьезокристалл, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения плотности газа, вибрационночувствительный элемент выполнен в виде диэлектрической пласгины, на которой с двух сторон закреплены электреты, причем диэлектрическая пластина установле8B Во внутренних кольцевых высгупах внутреннего трубчатого элемента и закреплена между двумя металлическими полуцилиндрами, введенными в систему возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Франции № 2317644, кл. 601 Й 9/00, 1977.

2. Патент США % 4037461, кл. 73-82, 1977 (прототип).

3 93 с) 9с) де диэлектрической пластины, на которой с двух сторон закреплены электреты; причем диэлектрическая пластина установлена во внутренних кольцевых выступах внутреннего трубчатого элемента и закреплена между двумя металлическими полуцилиндрами, введенными в систему возбуждения.

На фиг. 1 изображен зонд, вид сбоку, в аксонометрии, на фиг. 2 - нижняя часть|0 зонда, поперечный разрез.

Узел зонда вибрационного плотномера включает в себя пластину 1, сверху и снизу к которой крепятся электреты 2 одинаковой полярности. Верхний 3 и ниж- ний 4 диэлектрические полуцилиндры внут реннего трубчатого элемента расположены снаружи верхнего 5 и нижнего 6 металлических полуцилиндров системы возбуждения, причем пластина 1 закреплена с двух сторон полуцилиндрами 5 и 6 сис гемы возбуждения и четырьмя полукольдевыми выступами 7 — 1 0 внутреннего трубчатого элемента. Для крепления проводов к попуцилиндрам в последних им ются гнезда 11 и 12. Провода системы возбуждения подводятся к полуцилиндрам

5 и 6 и по канавкам 13.и 14 провода от пьезокристалла $5 выводятся через центральную канавку 16.

Узел зонда запрессовывается во внешний трубчатый элемент 17. Провода в канавках пьезокристалла перед запрессовкой заливаются эпоксидной смолой. Внешний трубчатый элемент соединен с верхней частью зонда 18 посредством бобышки 19 (рис. 2).

Устройство работает следующим образом.

При погружении зонда в исследуемую среду, последняя окружает (или обтекает)

40 пластину 1. Наклеенные на пластину 1 электреты 2 обращены одноименными полярностями наружу. При подаче перемен ного сигнала на полуцилиндры 5 и 6 системы возбуждения переменное электри45 ческое поле между полуцилиндрами 5 и 6 взаимодействует с постоянными электрическими полями двух электретов 2, вынуждая их колебаться вместе с пластиной

2. При этом вместе с пластиной 2 коле- 50 бается присоединенная масса газа,. окружаюшая пластину. Для сьема информации о частоте колебаний пластины к одному из закрепленных концов пластины крепич ся пьезокристалл 15, сигнал с которого передается на схему прибора по проводам, г ф уложенным в центральную канавку 16.

Частота колебаний пластины является мерой плотности контролируемой среды.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерений за счет использования диэлектрика в качестве чувстви-ельного элемента, так KBK диэлектртж обладает меньшей плотностью по сравнению с металлами, достаточно высокой механической прочностью (например, пластина из склеенных в одной плоскости оптических волокон равной длины, имеюших модуль Юнга не менее

5 ° 10" Н/м и коэффициент Пуассона не менее 0,2). При этом уменьшается инерционность вибрируюшей пластины и повышается устойчивость к химической коррозии.

Кроме того, использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность изготовления пластины с заданной частотой колебаний за счет использования электретов в качестве выступа и упрощение конструкции зонда за счет использования металлических полуцилиндров в качестве электростатической системы возбуждения, Формула из о брет е ния