[發(fā)明專利]諧振筒式液體密度傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711240055.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN107917856B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃華輝;樊偉;劉培武;余曉東;李曉雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川泛華航空儀表電器有限公司
• 主分類號(hào): G01N9/24
• 分類號(hào): G01N9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了諧振筒式液體密度傳感器，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)且沿殼體軸向延伸的振動(dòng)筒，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有不少于一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)筒震動(dòng)的激勵(lì)器和檢測振動(dòng)筒振動(dòng)頻率的拾取器；所述激勵(lì)器和拾取器與振動(dòng)筒直接接觸，所述殼體包括連接為一體的側(cè)面和上下兩個(gè)端面，所述側(cè)面與上下兩個(gè)端面通過波紋管焊接為一體；所述殼體側(cè)面外表面固定安裝有用于固定密度傳感器的安裝支架。本發(fā)明提供的諧振筒式液體密度傳感器通過測量拾取線圈中電壓信號(hào)的頻率實(shí)現(xiàn)被測液體密度的功能，具有高測量精度、高機(jī)械強(qiáng)度、高電磁屏蔽的特點(diǎn)，且能在復(fù)雜條件下直接測量液體介質(zhì)密度的特性，用于航空航天燃油密度測試和自動(dòng)生產(chǎn)線在線密度測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空計(jì)量儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及諧振筒式液體密度傳感器。

背景技術(shù)

密度是液體的非常重要的物理性質(zhì)之一，測量液體密度是石油、化工、食品、醫(yī)療、電力、造紙等諸多行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)監(jiān)測、控制和分析的重要手段。例如，在石油煉制的蒸發(fā)、吸收、裂解和蒸餾等工藝中，密度是必不可少的檢測與控制項(xiàng)目 ；在化工、輕工釀造、制糖、奶制品等行業(yè)中，密度不僅是各種產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，而且是指導(dǎo)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的重要參量 ；在進(jìn)出口商品檢驗(yàn)項(xiàng)目中，密度同樣是必備的技術(shù)指標(biāo)，以此判定商品是否符合要求。另外，液體密度在科研方面也是十分重要的參數(shù)之一，在現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，對(duì)人體的體液(血液、淋巴液等)密度的測量已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)臨床和基礎(chǔ)研究的一種重要方法 ；在航天尖端科研上，準(zhǔn)確確定火箭推進(jìn)器中貯存液態(tài)氧的密度，關(guān)系到火箭的發(fā)射質(zhì)量乃至成敗 ；同時(shí)，由于海水密度是海水混合、大洋環(huán)流、水聲傳播和資源探測等方面研究的重要參數(shù)之一，因此對(duì)海水密度的準(zhǔn)確測量在航道和軍事測量等領(lǐng)域有重大意義。綜上所述，液體密度的測量對(duì)企業(yè)和科學(xué)研究都具有十分重要的意義。

目前，用于液體密度測量最直接的測量手段為比重計(jì)測量，但該種手段只能在安全的環(huán)境條件下進(jìn)行測量，且為現(xiàn)場直接讀數(shù)，在復(fù)雜環(huán)境或者無法直接讀數(shù)的環(huán)境下無法采用，特別是飛機(jī)的燃油測量。目前國內(nèi)飛機(jī)燃油的密度測量方式主要采用間接測量。間接測量主要采用介電常數(shù)補(bǔ)償傳感器和溫度傳感器兩種方式。介電常數(shù)補(bǔ)償傳感器是在飛機(jī)燃油測量系統(tǒng)中增加一只或者幾只介電常數(shù)補(bǔ)償傳感器，測量油箱中燃油的介電常數(shù)，利用介電常數(shù)與燃油密度之間的關(guān)系計(jì)算飛機(jī)的燃油密度，從而計(jì)算出飛機(jī)油箱中剩余的燃油質(zhì)量。該種測量方法的缺點(diǎn)是介電常數(shù)補(bǔ)償傳感器測量方法本身就是一種粗放式的測量方法，誤差較大，且介燃油電常數(shù)與密度之間的關(guān)系并非是恒定不變的，導(dǎo)致整個(gè)飛機(jī)燃油量測量的誤差增大。另一種檢測測量的方法采用溫度傳感器測量燃油溫度，采用燃油溫度與密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算燃油密度。該種測量方法的缺點(diǎn)是飛機(jī)油箱中的燃油介質(zhì)并非是純凈的，存在其他介質(zhì)，且溫度傳感器傳感器輸出的電阻信號(hào)值較低，很容易受到機(jī)上電纜自身電阻的影響，誤差較大，從而使計(jì)算出來的燃油油量誤差較大。上述兩種燃油密度的測量方式是國內(nèi)燃油測量對(duì)密度補(bǔ)償?shù)闹饕侄?。目前，國?nèi)飛機(jī)沒有有效的直接測量燃油密度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中沒有直接測量飛機(jī)燃油密度的裝置，且間接測量飛機(jī)燃油密度的裝置測量結(jié)果誤差較大的問題，提供一種高測量精度、高機(jī)械強(qiáng)度且能在復(fù)雜條件下直接測量液體介質(zhì)密度的諧振筒式液體密度傳感器。

本發(fā)明提供的諧振筒式液體密度傳感器，其技術(shù)方案為：

所述密度傳感器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)沿且殼體軸向延伸的振動(dòng)筒，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)筒震動(dòng)的激勵(lì)器和檢測振動(dòng)筒振動(dòng)頻率的拾取器。所述激勵(lì)器和拾取器與振動(dòng)筒直接接觸，所述殼體包括連接為一體的側(cè)面和上下兩個(gè)端面，所述側(cè)面與上下兩個(gè)端面通過波紋管焊接為一體。所述殼體側(cè)面外表面固定安裝有用于固定密度傳感器的安裝支架，便于密度傳感器固定安裝在工作臺(tái)或者機(jī)械上。

所述振動(dòng)筒與殼體之間形成將激勵(lì)器和拾取器封閉在內(nèi)的空腔，避免密度傳感器在工作過程中被待測液體進(jìn)入墻體內(nèi)，影響測量精度，同時(shí)還具備電磁屏蔽功能，減少飛機(jī)上個(gè)電子元件對(duì)密度傳感器測量結(jié)果造成干擾，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。