[實(shí)用新型]一種音叉式流體密度變送器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720043024.4
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN206573429U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳志堅(jiān)
• 申請（專利權(quán)）人: 吳志堅(jiān)
• 主分類號: G01N9/24
• 分類號: G01N9/24
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11514
• 代理人: 孟凡臣

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于液體傳感器檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種音叉式流體密度變送器。

背景技術(shù)

密度是液體的重要物理性質(zhì)，測量液體密度是醫(yī)藥、食品、石油化工等諸多行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要手段之一。因此，液體密度的測量對企業(yè)有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的液體密度測量方法，如天平稱量法、密度瓶法、浮計(jì)法等，這類方法主要是手動操作、人工讀數(shù)，其測量過程復(fù)雜、采樣量大、耗時長，且易受人為因素的影響，故只能用于非連續(xù)的測量場合，不能將物理量轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)而實(shí)現(xiàn)直觀的數(shù)字顯示和生產(chǎn)過程的在線測量，因此無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制的自動化。

音叉式流體密度檢測裝置是根據(jù)音叉諧振原理在線檢測流體密度，在密度變送器工作過程中被測流體流過音叉式密度變送器便可檢測出流體的密度。音叉的諧振頻率與音叉物理特性有關(guān)，根據(jù)諧振頻率與音叉內(nèi)流體質(zhì)量的相關(guān)公式，測得其諧振頻率即可測得流體質(zhì)量，而音叉管臂內(nèi)容積一定，進(jìn)而測得流體的密度。現(xiàn)有的單U型密度變送器，測得流體密度的精度低、體積大且比較重。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對以上問題的不足，本實(shí)用新型提供了一種音叉式流體密度變送器，通過音叉的振動頻率實(shí)時測量管路內(nèi)流動液體的密度、濃度，本實(shí)用新型體積小、重量輕、精度高且便于安裝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種音叉式流體密度變送器，包括音叉體、檢測器和驅(qū)動器，所述音叉體包括兩個鏡像設(shè)置的U型管臂以及兩U型管臂對應(yīng)兩端吻合后連接的兩根平行的引出管，所述兩根引出管插接在固定基座上，通過兩引出管的管口輸入或輸出待測流體；

在兩個U型管臂上鏡像設(shè)置有一對橫梁，在兩橫梁之間分別設(shè)置有第一磁芯機(jī)構(gòu)和第二磁芯機(jī)構(gòu)，所述第一磁芯機(jī)構(gòu)的外圍設(shè)置有第一線圈，所述第二磁芯機(jī)構(gòu)的外圍設(shè)置有第二線圈，所述第一磁芯機(jī)構(gòu)與第一線圈構(gòu)成所述檢測器，用于檢測音叉體的振動頻率；所述第二磁芯機(jī)構(gòu)與第二線圈構(gòu)成所述驅(qū)動器，用于提供驅(qū)動力以維持音叉體的持續(xù)振動。

檢測器的檢測線圈通過嵌入引鐵內(nèi)的永久磁鐵可以將音叉的機(jī)械振動轉(zhuǎn)化為電信號，電信號經(jīng)功率放大器通過驅(qū)動器的驅(qū)動線圈在引鐵上產(chǎn)生電磁力驅(qū)動音叉臂維持振動，音叉體的振動頻率與液體密度具有一定的函數(shù)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)對液體密度的實(shí)時在線測量。

進(jìn)一步地，所述第一線圈和第二線圈均為管狀線圈，該第一線圈和第二線圈并列套設(shè)在兩個對稱的弧形線圈卡中，所述弧形線圈卡通過一支撐架與所述固定基座相連。

進(jìn)一步地，所述支撐架是由兩塊支撐板構(gòu)成的人字支架。

進(jìn)一步地，所述第一磁芯機(jī)構(gòu)和第二磁芯機(jī)構(gòu)均設(shè)有兩塊引鐵，每一個磁芯機(jī)構(gòu)中的兩塊引鐵分別相對設(shè)置在兩橫梁上，在其中一塊引鐵上固定有永久磁鐵。

進(jìn)一步地，所述第一磁芯機(jī)構(gòu)中的永久磁鐵和第二磁芯機(jī)構(gòu)的永久磁鐵位于同一橫梁上的引鐵中。

進(jìn)一步地，所述引鐵通過螺絲固定在所述橫梁上。

進(jìn)一步地，同一磁芯機(jī)構(gòu)中的兩引鐵之間的相對間隙為2mm。也是為了留有空間讓音叉臂可以自由振動。

進(jìn)一步地，所述引鐵為圓柱形。

進(jìn)一步地，所述第一磁芯機(jī)構(gòu)和第一線圈之間以及第二磁芯機(jī)構(gòu)和第二線圈之間均留有能讓音叉臂自由振動的間隙。

進(jìn)一步地，所述引出管上貼附安裝有用于檢測管路溫度的溫度計(jì)。所述溫度計(jì)用于實(shí)時檢測管路內(nèi)的液體溫度，補(bǔ)償音叉體的彈性模量變化，以提高對液體密度的檢測精度。

由上述方案可知，本實(shí)用新型提供的一種音叉式流體密度變送器，根據(jù)音叉振動原理采用電磁驅(qū)動方式維持音叉體的持續(xù)振動，通過音叉的振動頻率實(shí)時測量管路內(nèi)流動液體的密度、濃度，本實(shí)用新型體積小、重量輕、精度高且便于安裝。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1(a)為音叉結(jié)構(gòu)圖；

圖1(b)為圖1(a)的音叉運(yùn)動等效圖；

圖1(c)為圖1(b)的進(jìn)一步運(yùn)動等效圖；

圖1(d)為金屬薄壁管構(gòu)成的音叉結(jié)構(gòu)圖；

圖2為實(shí)施例一音叉式密度變送器結(jié)構(gòu)圖一；

圖3為實(shí)施例一音叉式密度變送器結(jié)構(gòu)圖二；

圖4為實(shí)施例一音叉式密度變送器結(jié)構(gòu)圖三；

圖5為實(shí)施例一音叉式密度變送器剖視圖；

圖6為本實(shí)施例振蕩頻率與液體密度之間的非線性關(guān)系圖。