[发明专利]用于测量流体密度的方法

说明书

本发明题为“用于测量流体密度的方法”。本发明涉及用于用弯曲振荡器确定流体介质的密度的方法，其振荡器管由测量流体流过。根据本发明规定，自由并衰减振荡的振荡器管的振荡的周期时间考虑用于密度确定。对此激励放大器的激发借助于开关交替地中断并且再次切换到振荡回路中。衰减的振荡的周期时间与其幅度和或相位一起考虑用于粘性校正的密度的输出。

技术领域

本发明涉及根据从共振的振荡模式的周期时间得出的弯曲振荡器的周期时间确定密度的方法，其中从自由衰减地振荡的振荡器确定周期时间并且在强制的无衰减振荡和具有振荡的减小的幅度的自由振荡之间定期转换。用于执行方法的布置或者根据本发明的弯曲振荡器除了激励回路和频率和幅度测量的部件以外还包括定期切换的断路器，该断路器中断用于测量的激励回路。

背景技术

用弯曲振荡器测量流体介质的密度基于下列事实，用要检查的样本填充的空心体的振荡取决于振荡器管的填充，即质量或者如果体积恒定，取决于填充的接着的密度。

测量元件包括可振动的形状，即空心的，U形弯曲的，玻璃或金属管体。它可以以电气方式激发到振荡。U形管的两个臂形成振荡器的弹性组件。U形的振荡器管的固有频率仅由样本的该部分影响，其实际参与振荡。这个参与振荡的体积V通过静止振荡结节限制在振荡器管的夹紧位置上。如果振荡器管至少用样本填充到这个夹紧位置，总是相同的准确定义的体积V参与振荡，则样本的质量在此可以与其密度成比例地假定。此外振荡器在夹紧位置至少的过填充对于测量是无关紧要的。出于这个原因还可以用振荡器测量流过振荡器的流体的密度。

流体的密度因此确定U形的管振荡的特定频率。如果使用精确-玻璃管或金属管，则根据液体的密度和粘性改变其特性。共振频率通过适当激发并且减小振荡分析并且根据周期时间确定填充的流动样本的密度。振荡器用已知密度的流体校准并且因此可分析测量。

对于周期时间P和密度ρ一般适合

。

这样的密度振荡器或者弯曲振荡器从很久以前就已知了并且在不同的实施方式中关于激发并且减退振荡来制造。用于激发和减退产生的固有振荡的不同部件可以例如借助于电磁线圈和磁体，实现压电元件，电容扫描等等。在此该部件优选如此安装到振荡器，使得其不是检查的固有振荡的结节点。

为了对于该测量得到较高精度的结果，振荡器必须如此实施，使得它经历尽可能小的减弱或者具有高品质。

振荡器的高品质导致共振频率的窄带宽。因此不实用的是，固有频率用无方向的激发(例如噪声)或单独脉冲激发。

激发用周期的信号，例如矩形脉冲或正弦波实现。这可以通过标准调节回路或通过相移的反馈实现。

在调节回路中用减退信号调整到例如最大幅度并且因此弯曲振荡器的固有振荡。振荡器如此激发到以其共振频率的强制的振荡并且根据确定该振荡的周期时间确定在振荡器中填充的介质的密度。

通过反馈-回线振荡的减退部件的输出信号在机械系统上相移90度，放大并且该周期的信号用于激发振荡器。因此弯曲振荡器以强制的振荡来振荡。

图1示出这种激励放大器的原理电路图:

弯曲振荡器1固定在保持部件2中。在此激发例如借助于在振荡器的第一臂的夹紧位置附近的压电元件3实现，其用在振荡器的第二臂上的第二压电元件4实现减退。相位转动器6和放大器7组合地形成简单激励放大器。放大减退部件的输出信号并且相位转动90°并且馈入到用于振荡激发的部件。用这种激励放大器振荡器可以在共振振荡的状态中变成“高振荡”。振荡的周期时间或者频率用频率测量器5测量并且对分析单元馈送用于密度确定。

已知弯曲振荡器根据这个原理用模拟和数字激励放大器运行并且根据振荡器的频率或者周期时间以已知的方式得出要检查的流动介质的密度。