ВИБРАЦИОННЫЕ ПЛОТНОМЕРЫ

Структуры

Общим для всех рассматриваемых ниже вибрационных плотноме­ров является то, что их механические резонаторы закреплены в цент­ре масс колебательных систем, что обеспечивает минимум энергети­ческих потерь, высокую стабильность частоты автоколебаний, а сле­довательно, и точность измерения плотности. На рис. 1.16 представ­лена схема проточного первичного измерительного преобразователя с трубчатым камертонным резонатором (см. рис. 1.12). Резонатор 1 жестко укреплен в металлическом корпусе 2 с помощью входного и выходного патрубков, заканчивающихся присоединительными флан­цами 3 и 4. Корпус 2 герметизируется колпаками 5 и 6, а также боко­выми крышками 7 и 8, на одной из которых имеется уплотнительное устройство 9 для вывода электрического кабеля к промежуточному измерительному преобразователю. На боковой стенке корпуса уста­новлена плата полупроводникового усилителя 10, поддерживающего режим автоколебаний резонатора. Электромагнитные возбудитель и приемник колебаний резонатора смонтированы также на боковых стенках корйуса 2 преобразователя. Полые перемычки, соединяющие боковые и центральные трубки резонатора 1, имеют резьбовые проб­ки 11, которые можно удалять при промывке и поверке плотноме­ра. При этом вместо пробок вворачиваются штуцеры, через которые за­ливают контрольные или промывочные жидкости внутрь резонатора. На наружной стенке входного патрубка преобразователя укреплен термо преобразователь (полупроводниковый или металлический термо-

метр сопротивления), включаемый в схему температурной коррекции показаний плотномера. Прибор можно использовать для измерения плотности жидкостей, не содержащих твердых взвесей, способных осаждаться на внутренних стенках резонатора." Избыточное давление измеряемой среды может находиться в пределах 0—10 МПа, а ее тем­пература от —50 до 120 °С. При более высокой температуре жидкос­ти следует вынести из корпуса преобразователя усилитель системы возбуждения, расположив его на некотором удалении в отдельном корпусе.

Для измерения плотности жидкостей с твердыми взвесями, нахо­дящихся в резервуарах, весьма эффективным является устройство, показанное на рис. 1.17. Трубчатый резонатор содержит ветви 7 и 2, жест­ко закрепленные концами в цилинд­рических кожухах 3 и 4. Резонатор приводится в режим автоколебаний системой возбуждения, состоящей из приемника 5, возбудителя колебаний 6 и усилителя 7, установленного в герметичном корпусе 8. Приемник и возбудитель колебаний герметизи­руются боковыми крышками 9 и 10, а вся конструкция с помощио подвеса 77 погружается в контролируемую среду, полностью занимающую внут­реннюю полость трубок 7 и 2. Для уве­личения жесткости конструкции ци­линдрические кожухи 3 и 4 стянуты стержнями 72 и 13. Температурная кор­рекция выходного сигнала плотноме­ра осуществляется с использованием термочувствительного элемента 14, ус­тановленного на полой перемычке 15 и защищенного от внешней среды кол­пачком 16. Узел крепления трубчатого подвеса 77 к полой перемычке 15 со­впадает с центром масс колебатель­
ной системы, что и обеспечивает ее высокую добротность. Полая пере­мычка 15, соединяющая между собой кожухи 3 и 4, используется так­же для прокладки электрической линии, соединяющей приемник и воз­будитель колебаний с усилителем 7. Достоинством преобразователя является его удобство для механической очистки и промывки резо­натора.

Погружной преобразователь с круглопластинным резонатором ка­мертонного типа показан на рис. 1.18 [21]. Резонатор содержит две круглые в плане пластины 1 и 2, жестко заделанные по контуру ь обе­чайках 3 и 4, снабженных присоединительными фланцами 5 и 6. Фланцы через уплотнительные прокладки соединяются болтами с ответными фланцами 7 и 8 цилиндрического корпуса 9, в котором установлены электромагниты приемника 10 и возбудителя колебаний 77, соеди­ненные электрическим кабелем с усилителем 72 системы возбужде-

ния автоколебаний. Плата усилителя укреплена внутри метал"Не­кого кожуха 13, герметизируемого крышкой 14. Электрические л** нии, связывающие усилитель с электромагнитами системы возбужде­ния, проложены внутри трубчатого подвеса 15, с помощью которого резонатор погружается в контролируемую среду. Трубчатый подвес нижней своей частью крепится в центре масс колебательной системы. Внутри цилиндрического корпуса 9 может помещаться термопреобразо­ватель, входящий в цепь температурной коррекции. Во внутреннюю полость преобразователя может подводиться давление сжатого возду­ха для компенсации статического давления, действующего на поверх­ности пластин при их погружении в жидкость.

Возможность измерения плотности газовых смесей обеспечивает вибрационный плотномер, первичный измерительный преобразова­тель которого изображен на рис. 1.19 [19]. Чувствительным* элемен­том преобразователя служит цилиндрический резонатор 7, укреплен­ный на осевой трубке 2 с помощью стержней 5, отходящих от торце­вых утолщений оболочки и сходящихся в середине осевой трубки. Закрепление резонатора в узле, совпадающем с центром масс коле­бательной системы, позволило обеспечить достаточно высокую доб­ротность (порядка 1000-1500) по сравнению с известными цилиндри­ческими резонаторами, добротность которых не превышает нескольких сотен. Резонатор приводится в режим автоколебаний электромагнит­ной системой возбуждения, включающей в себя электромагниты при­емника 4 и возбудителя колебаний 5, укрепленные в боковых стой­ках 6 и 7. Для устранения возможных вибраций стойки скреплены накладной планкой 8, прижимаемой к ним с помощью гайки 9. Осе­вая трубка 2 с подвешенным на ней резонатором укреплена в осно-

вании 10, внутри которого просверлены каналы для входа и выхода газа, заканчивающиеся резьбовыми окончаниями 11 и 12 для штуце­ров подводящей и отводящей газовых линий. Преобразователь герме­тизируется от окружающей среды колпаком 13, толщина стенок ко­торого определяется значением избыточного давления контролируе­мой среды. Газовая смесь попадает внутрь преобразователя по труб­ке 2 и заполняет все внутреннее пространство. Таким образом, уси­лия внутри и снаружи цилиндра от действия давления газа практичес­ки взаимокомпенсируются и не влияют на результат измерения плот­ности. Усилитель системы возбуждения автоколебаний резонатора монтируется снаружи преобразователя в отдельном корпусе и мо­жет быть отнесен от него на необходимое расстояние. Для введения температурной коррекции выходного сигнала плотномера на план­ке 8 может устанавливаться термопреобразователь.