[发明专利]磁致伸缩式密度计

说明书

技术领域：本发明涉及一种测量液体密度的仪器。

背景技术：现有的密度计存在以下缺点：一是不能对注满液体的密闭容器内的液体以及管道内的流动液体的密度进行测量；二是测量时只能测量液体表面处的密度，不能对液体内任意处的密度进行测量；三是携带和使用不方便，每隔数月标定一次，否则会影响测量的准确性；四是测量的精度低、适用的量程小；五是测量时受外界影响大。

发明内容：本发明是设计一种磁致伸缩式密度计，该密度计解决了已有的密度计存在的不能对密闭容器和管道内的流动液体进行测量，以及不能对液体内部任意处的密度进行测量的问题，该密度计还应具有携带使用方便、不需要定期进行标定、测量的精度高和适用的量程大等特点。本发明包含有传感器1、磁性的密度浮子2和硬质管3，中心开有通孔4的密度浮子2套在硬质管3的外面，密度浮子2能沿硬质管3上下移动。本发明还包含有链条6和筒5，硬质管3垂直设置在筒5内部中心处，至少两根链条6的内端与密度浮子2固定连接，链条6的外端连接在筒5的内壁上，链条6在密度浮子2周围均匀分布。上述链条6的比重大于被测液体的比量。链条6在密度浮子2周围的分布使密度浮子2四周受力处于平衡。本发明的测量原理是：当被测液体的密度不同时，密度浮子在不同浮力作用下会上升或下降，与密度浮子2相连的下垂链条部分l的长短也会发生变化。当液体密度大时，浮子要向上浮，l就会变大；当液体密度小时，浮子要向下降，l就会变小。本发明正是利用了l的变化来补偿由于液体密度的变化而引起的浮子受力不平衡。设液体的密度为ρ₁，密度浮子的重量为G、体积为V，n条链条的拉力相等各为F，则密度浮子受力的平衡式为：G+n·F＝ρ₁·V·g……(1)。设链条单位长度的体积为S、质量为m，则每个链条的受力平衡式为m·l·g＝ρ₁·g·S·l+F……(2)。由算式(1)和(2)得：n(m-ρ₁·S)·l·g+G＝V·ρ₁·g，即，上述变量l可以通过传感器1测出密度浮子2上下移动量，然后经计算得到。本发明的密度计在测量时，其密度浮子2是浮在液面之下的，它可以对注满液体的密闭容器内的液体和管道内的流动液体的密度进行测量。该密度计可以放入液体中的任何部位，因此它可以测量液体内任意处的密度。由于采用封闭式结构，因此测量时受外界影响小。该密度计在出厂标定后，不必再进行标定，即方便了使用，又提高了测量的准确性。该密度计还具有测量精度高、适用量程大的优点。该密度计的测量精度为万分之五，灵敏度为万分之二，测量范围是0.69～1.2Kg/m³。

附图说明：图1是具体实施方式的结构示意图，图2是图1的C-C剖视图。

具体实施方式：本实施方式由传感器1、磁性的密度浮子2、硬质管3、筒5、链条6、微计算机11和显示器12组成。筒5是上下封闭的圆柱体结构，在筒5侧壁的上端开有上通孔5-1，在筒5侧壁的下端开有下通孔5-2，在下通孔5-2中设有堵头5-3，在测量时可将被测液体通过上通孔5-1注入筒5中；还可拔下堵头5-3，将筒5伸至被测液体中，液体即可通过下通孔5-2进入筒5中。硬质管3垂直设置在筒5内部中心处，中心开有通孔4的密度浮子2套在硬质管3的外面，密度浮子2能沿硬质管3上下移动。分布在密度浮子2周围的链条6为三根长度、单位长度的体积和单位长度质量均相等的链条，三根链条6的内端分别固定在密度浮子2上以浮子轴心上一点为圆心的圆周上的三个等分点A₁、A₂、A₃上，三根链条6的外端分别固定连接在筒5内壁的同一高度的三个等分点B₁、B₂和B₃上。传感器1由波导管7、激励器8、波导吸收器9和壳体10组成，波导吸收器9固定连接在筒5底部的上面，激励器8设置在壳体10内部，壳体10固定连接在筒5顶部的上面，波导管7设置在硬质管3的内部，波导管7的上端与激励器8相连接，波导管7的下端与波导吸收器9相连接。在壳体10内还有一微计算机11，微计算机11经导线13与壳体10外的显示器12相连接。工作时微计算机11定时输出一个定脉冲给激励器8，激励器8沿波导管7产生一个波动电磁场，波动电磁场在磁性的密度浮子2处同浮子磁场作用产生差动脉冲，此差动脉冲再没沿波导管7返回，由微计算机11接收，从而确定密度浮子2的上下位移量。