[发明专利]一种石英管空管共振频率的检测系统

说明书

本发明涉及密度测量技术领域，且公开了一种石英管空管共振频率的检测系统，包括主控芯片，所述主控芯片的一个输入端信号连接有温度传感器，所述主控芯片的另一个输入端信号连接有屏幕，所述主控芯片的输出端信号连接有石英管；所述石英管为U型振动管，所述石英管包括谐振腔、永磁柱、激振器；该石英管空管共振频率的检测系统总体实现方案包括以下步骤：S1：采用主控芯片来调用温度传感器获得当前的环境温度。该石英管空管共振频率的检测系统，通过对不同液体在石英管中的不同共振频率特性与环境温度等作为参数进行数字化实时密度转换，在得到同样密度精度的同时可以缩减经费预算，且使用更加方便，在不同工农业应用场景下具有很好的使用效果。

技术领域

本发明涉及密度测量技术领域，具体为一种石英管空管共振频率的检测系统。

背景技术

密度测量在工业、农业生产中需求广泛，模拟测量方法造价较贵，且设备由许多PCB板叠加而成使用不方便。现在振动管式液体密度计发展很快，国外已有许多成型产品供应市场。

在目前的工业中行业中密度测量广泛用于石油产品的密度和质量计量；机电行业中的绝缘油、切削液、润滑油、蓄电池溶液等的密度监测；制药和食品工业中的药品、饮料、牛奶、植物油等的密度控制等众多领域，而企业中所使用的为模拟电路测量方法，通过多层PCB电路板连接所成，造价相对昂贵，体积较大，使用不方便，虽然国内有关振动管式密度计的研究发展较慢，虽有少数成型产品，但品种单一，测量精度低，为此我们提出了一种石英管空管共振频率的检测系统来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种石英管空管共振频率的检测系统，解决了上述背景所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石英管空管共振频率的检测系统，包括主控芯片，所述主控芯片的一个输入端信号连接有温度传感器，所述主控芯片的另一个输入端信号连接有屏幕，所述主控芯片的输出端信号连接有石英管；

所述石英管为U型振动管，所述石英管包括谐振腔、永磁柱、激振器；

所述石英管空管共振频率的检测系统的实现方案包括以下步骤：

S1：采用主控芯片来调用温度传感器获得当前的环境温度；

S2：利用主控芯片激发脉宽调制脉冲波在石英管中通过共振产生共振正弦波；

S3：通过激振器读取主控芯片在共振时所得的共振正弦波，并比较该正弦波的峰值，继而可以获得所检测到的最大共振幅值下最大共振频率，同时通过改变分频因子可以实现读取的采样速率；

S4：对于激发最大共振频率的选择运算：

对检测到的最大共振幅值及左右两端次大幅值所对应的激发频率进行软件补偿，进行加权因子运算；

S5：将通过上述步骤所得到的共振频率作为密度转换运算公式的参数用于之后的密度转化运算当中；

S6：调用传感器所获得的数值通过公式进行密度转换：

由谐振理论可知，振动管固有频率是由其弹性系数和振动质量决定的，即：

当振动管内有、无液体时的系统固有频率分别为：

所以根据上式有：

将上述ρ_x公式转换为运算代码供主控芯片进行密度转换，得到实时液体密度；

S7：对获得的密度值进行实时显示。

优选的，所述温度传感器采用的是热电偶式温度传感器。

优选的，所述主控芯片采用Arduino作为主控开发板。