[实用新型]液体密度传感器

说明书

本实用新型涉及测量液体密度的传感器件。

工业生产和科研实验中，凡涉及液体、胶体产品、液体介质和液体中间体的场合，如源油加工，化纤生产、纺织工业的纱浆、造纸工业的纸浆、酒精、乳液及酱油等工业生产过程中，为控制产品的质量，均需对液体（流动）密度进行检测。现有的测量装置有传统的浮子式密度计，静压式密度计及密度瓶测定法等，但它们只能用于非连续的测量场合，不能将物理量转换成电信号，实现直观的数字显示和生产过程的在线测量，因此无法实现生产过程中自动控制。目前，有新设计的辐射密度计和声学密度计，虽然可以用于生产过程的在线测量，但其造价昂贵、操作繁锁，推广应用受到极大的局限性。

本实用新型的目的在于提出一种新型振管式液体密度传感器件，不仅成本低廉，制作工艺简单，可用于工业生产中液体密度在线连续检测，实现生产过程中自动化控制。

本实用新型的目的可以通过以下措施达到，从消除被测介质压力效应、材料的温度效应和减少频偏的影响为设计出发点。总体结构包括激振器、振动器、拾振器和拾振电路。振动器由外套筒和其腔内的振动管构成，该振动管两端与支撑环以线状接触方式被固定在环内，它通过支撑环和连接支架固联在外套筒上，并在外套筒管壁上分别设有激振孔和拾振孔，所说激振器和拾振器分别安装在两孔内。激振器的构成是将激振线圈封入激振线圈导管内，可以通过螺纹和螺帽固定（嵌入）在激振孔中，是受信号激励后开始工作；所说拾振器是将拾振线圈封入拾振线圈导管内，可用螺纹和螺帽固定（嵌入）在拾振孔中构成，主要是拾取振动信号馈送给拾振电路，对振动信号进行及时的处理和变换，以便实现频率信号的跟踪，完成生产过程中闭环控制和计算机接口。所说的拾振电路包括滤波放大器，对振动信号滤波放大后，分三路输出：一路馈给频率跟踪移相电路和稳幅电路，一路馈给整形和电平变换电路，一路馈给频率－电流（f－I）变换电路，该电路可由频率－电压（f－v）和电压－电流（V－I）变换电路组成。

本实用新型的目的还可以通过以下措施实现。上述连接支架与支撑环和外套筒的两个连接点，应呈拆线或近“S”形。在外套筒管壁上还可装置拾振电路接线盒，为减少环境温度的影响，可以将测温元件嵌入在外套筒管壁上，其温度变化的信号，就可方便的通过接线盒的相应多芯插头送给测量的二次仪表或模拟电路，实现对环境温度的跟踪补偿。上面所说拾振线圈，其安装位置应选择在激振器的振动波形的“节点”附近为佳。

本实用新型与传统产品相比具有以下优点：制作容易、成本低廉，可用于工业生产在线测量，实现生产自动化控制。采用本实用新型的结构特征，保证被测的流体（液体）介质同时从振动管的内外侧流过，有效地消除了流体的压力效应，可适用于较大的压力范围（如1－10个大气压）。采用所说的拆线形连接支架结构，可抵消材料的温度效应，可在较宽的温度范围内使用。用自动频率跟踪移相电路及稳幅措施，在较宽的频带内振动频率稳定。上述措施可保证测量精度优0.1％。本实用新型具备频率输出、4－20mA模拟输出和与TTL电路匹配的方波输出，便于与计算机接口。本实用新型可广泛用于工业生产中，对液体、胶体产品、介质、中间体等密度测量，诸如源油、化纤、胶片的加工生产，纱浆、纸浆、酒度、乳法、酱油以及各种饮料的密度测量。目前，应用本实用新型已开发成功智能密度计和智能酒度计。

本实用新型附图的图面说明：

图1为本实用新型基本结构剖示图。

图2为图1的A－A视图。

图3为开口式支撑环［5］正面投影图，其中24为紧固螺孔。

图4为本实用新型拾振电路框图，其中32为滤波放大器，33为自动频率跟踪移相电路，34为稳幅电路，35为整形及电平变换电路，36为频率－电压（f－V）变换器，37为电压－电流（V－I）变换电路，36和37合起来即为频率－电压－电流（f－V－I）变换电路。

图5为拾振电路展开图，图中编号含义同图4。

图6为频率－电流（f－V－I）变换电路［36，37］展开图。

图7为温度测量电路，其中25为测量元件。

下面结合（附图）实施例作进一步详述；