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[!--downpath--]簡(jiǎn)介:本文主要介紹一種利用共振原理進(jìn)行測(cè)量的密度測(cè)量方法,并詳細(xì)分析了這種密度測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
1. 共振密度測(cè)量原理
諧振式密度傳感器的測(cè)量原理是通過(guò)諧振時(shí)的諧振頻率來(lái)間接測(cè)量液體的密度。
密度傳感器將待測(cè)液體充入諧振管,使待測(cè)液體與諧振器產(chǎn)生諧振。 根據(jù)液體密度與諧振頻率的關(guān)系可知,產(chǎn)生的振蕩頻率取決于液體的密度和諧振器的剛度。 我們可以根據(jù)公式推導(dǎo)出氣體的密度。
諧振器的特性(例如剛度)取決于溫度和壓力,并且它們的依賴(lài)性由校準(zhǔn)測(cè)量確定并由測(cè)量?jī)x器補(bǔ)償。
因此,唯一能影響共振頻率的變量是液體的密度。 下面的等式說(shuō)明了液體密度 ρ、諧振器特性(常數(shù) A 和 B)和振蕩頻率 f 之間的關(guān)系:
共振測(cè)量設(shè)備的工作原理:
(1) 牢牢夾住諧振器的兩端。
(2)激振器使管體振動(dòng)。
(3)振動(dòng)傳感器檢測(cè)振動(dòng)頻率。
諧振器的形狀和材料不固定。 因此,諧振器可以是圓管或方管。
圖1:諧振測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)“1.振動(dòng)傳感器,2.諧波發(fā)生器,3.固定諧振器”
2、利用共振原理進(jìn)行密度測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)
(1) 直接處理與簡(jiǎn)單的測(cè)試技術(shù)相結(jié)合是諧振器密度測(cè)量的最大優(yōu)點(diǎn)之一,允許在添加介質(zhì)后測(cè)量密度,無(wú)需任何進(jìn)一步的調(diào)整。 由于密度值直接顯示在數(shù)字顯示屏上,因此可以排除讀數(shù)錯(cuò)誤。 無(wú)需對(duì)介質(zhì)進(jìn)行溫度控制; 相反,溫度是實(shí)時(shí)測(cè)量的。 此外,無(wú)需提取精確的體積。
(2)技術(shù)小型化僅需少量樣品即可進(jìn)行可靠的密度測(cè)定。 該功能在測(cè)量昂貴的流體介質(zhì)時(shí)特別有用。 使用小樣本還可以更輕松地確定密度測(cè)量的介質(zhì)溫度。
(3)可以在密閉系統(tǒng)中相應(yīng)的壓力下進(jìn)行測(cè)量。 這對(duì)于某些介質(zhì)(例如醇水混合物或氣體)尤其重要。 如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境壓力,此類(lèi)介質(zhì)就會(huì)蒸發(fā),從而導(dǎo)致測(cè)量不正確。
(4)最終可以在極短的測(cè)量時(shí)間內(nèi)得到測(cè)量結(jié)果。 共振密度記錄儀還可以在過(guò)程中連續(xù)直接測(cè)量流量。
3、利用共振原理進(jìn)行密度測(cè)量的缺點(diǎn)
(1)該方法不允許直接溯源,即無(wú)法將測(cè)量的密度與該測(cè)量變量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(kg和m3)進(jìn)行比較。 其原因是密度是使用測(cè)量的頻率計(jì)算的,而不是通過(guò)質(zhì)量(kg)除以體積(m3)獲得的密度值。 根據(jù)頻率計(jì)算密度需要至少兩種密度已知的參考介質(zhì)。 因此,只有通過(guò)這兩種參考介質(zhì)才能實(shí)現(xiàn)追溯。
(2)測(cè)量靈敏度受測(cè)量管特性影響。 測(cè)量管自重越小,對(duì)測(cè)量頻率的影響越小密度計(jì)的使用原理密度計(jì)的使用原理,測(cè)量的靈敏度越高。 相反,高自重測(cè)量管不能用于測(cè)量低密度介質(zhì)。
(3)諧振器的機(jī)械性能受壓力和溫度的影響而變化。 結(jié)果是測(cè)量頻率發(fā)生變化。 這些影響可以通過(guò)在不同壓力和溫度點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)來(lái)補(bǔ)償。
(4)頻率還受到測(cè)量液體粘度的影響,這可能會(huì)增加測(cè)量的不確定度。 同時(shí),測(cè)量液體中的氣泡和諧振器的污染也會(huì)造成測(cè)量誤差。 測(cè)量前必須將被測(cè)液體脫氣并清潔諧振腔。
4. 共振密度測(cè)量傳感器的用途
共振密度傳感器特別適合對(duì)實(shí)驗(yàn)室和流程有不同精度要求的行業(yè):
(1)在石油和天然氣工業(yè)中,可用于測(cè)定其熱值、能量含量或成分。
(2)在加油站,可以進(jìn)行異物顆粒物的正確數(shù)值和測(cè)量。
(3)在運(yùn)輸過(guò)程中,可以測(cè)量正確的數(shù)值并檢查介質(zhì)。
(4) 在飛機(jī)上,監(jiān)控燃油量并通過(guò)加油優(yōu)化飛機(jī)的飛行距離。
(5) 在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試恒定的燃油品質(zhì)。
5、部分商用共振密度計(jì):
(1)本公司密度傳感器DLO-M1:MEMS密度模塊
尺寸:66 x 30 x 15 毫米
(2) Bopp & 密度計(jì) DIMF 2.1:用于工藝過(guò)程中的密度測(cè)量
尺寸:約。 650×450×150毫米
(3)安東帕公司密度計(jì)DMA 5000:高精度通用儀器(0./cm3)
尺寸:482 x 340 x 231 毫米
(4)本公司UGC-密度計(jì):用于工藝過(guò)程中的密度測(cè)量
尺寸:約。 450×200×100毫米