Прибор для измерения плотности жидкости в емкости и способ измерения плотности жидкости в емкости

Номер патента: 25083

Опубликовано: 30.11.2016

Автор: Синха Дайпен Н.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Прибор для измерения плотности жидкости в емкости, содержащий

возбуждающий преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости;

приемный преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости, для приема колебаний от наружной поверхности ее стенки, причем приемный преобразователь выполнен с возможностью создания электрического сигнала в ответ на принятые колебания;

контур обратной связи с высоким коэффициентом усиления, находящийся в электрическом контакте с возбуждающим преобразователем и приемным преобразователем, в результате чего случайный шум в электрическом сигнале усиливается и автоматически выбирается резонансный вид колебаний указанной емкости; и

средства для приема электрического сигнала от приемного преобразователя, определения частоты резонансных колебаний в стенке и определения плотности жидкости на основе определенной частоты резонансных колебаний.

2. Прибор по п.1, дополнительно содержащий полосовой фильтр в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления для выбора диапазона частот указанного контура обратной связи.

3. Прибор по п.2, дополнительно содержащий аналоговый ключ для отключения возбуждающего преобразователя от указанного контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления; и средства приема электрического сигнала и контроля затухания выбранного резонансного колебания, по которому определяется вязкость жидкости.

4. Прибор по п.2, в котором выбранный диапазон частот составляет от 1 и 100 кГц.

5. Способ измерения плотности жидкости в емкости, наружная поверхность которой контактирует с возбуждающим преобразователем и приемным преобразователем, в котором

вводят возбуждающий преобразователь и приемный преобразователь в электрический контакт с контуром обратной связи с высоким коэффициентом усиления, в результате чего происходит усиление случайного шума в электрическом сигнале и выбирается резонансный вид колебаний трубки или емкости;

определяют частоту резонансных колебаний в стенке и определяют плотность жидкости на основе определенной частоты резонансных колебаний.

6. Способ по п.5, в котором дополнительно выбирают частотный диапазон контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления.

7. Способ по п.5, в котором дополнительно отключают возбуждающий преобразователь от контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления и контролируют затухание выбранного резонансного колебания, по которому определяют вязкость жидкости.

8. Способ по п.6, в котором выбранный диапазон частот составляет от 1 и 100 кГц.

9. Способ по п.6, в котором частоту выбирают с помощью полосового фильтра в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления.

10. Способ по п.7, в котором аналоговый ключ используют для отключения возбуждающего преобразователя от контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТИ И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТИ Предложены прибор и способ измерения плотности и вязкости неподвижных или протекающих жидкостей в участке трубки, так что трубка работает в качестве чувствительного прибора. Измерение резонансной частоты колебаний трубки соответствующей конструкции и ширины этого резонанса позволяет определять соответственно плотность и вязкость. Вязкость можно также измерить посредством контроля затухания резонанса колебаний трубки во времени.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЛОС АЛАМОС НЭШНЛ СЕКЬЮРИТИ, ЛЛК (US) Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение в целом связано с измерением плотности и вязкости жидкостей, а конкретно с неинвазивным измерением плотности и вязкости жидкостей с применением акустической технологии. Уровень техники В настоящее время для измерения плотности жидкости широко используется вибрационный денсиметр с U-образной измерительной трубкой, в котором собственная частота механических колебаний наполненной жидкостью трубки меняется при изменении плотности жидкости. Жидкость помещается внутрь колеблющейся U-образной трубки и контролируется ее резонансная частота. Эта частота связана с плотностью жидкости. Электромеханические элементы и усилитель с обратной связью поддерживают колебания и выдают частоту, которая определяется плотностью жидкости. Для таких измерений необходимо, чтобы жидкость из проточной трубки отводилась в U-образную трубку. Если использовать модель квазистационарной и однородной жидкости, то масса жидкости эффективно добавляется к массе U-образной трубки/системы жидкости, так как жидкость обычно оказывает незначительное влияние на жесткость системы. При вводе жидкости в трубку меняется собственная частота колебаний системы. Масса жидкости в трубке пропорциональна плотности жидкости, fluid, а собственная частота колебаний, fnat системы уменьшается с увеличением плотности жидкости в соответствии с формулой где- калибровочная постоянная, связанная с геометрией и характеристикой колебаний колеблющейся трубки,mstruct- масса конструкции трубки,Kstruct- коэффициент жесткости, связанный с эластичностью материала трубки. Собственную частоту колебаний трубок, заполненных жидкостью, можно упростить следующим образом: где mfluid - это масса жидкости внутри трубки. Как указано выше, резонансная частота трубки или цилиндра (или емкости любой заполненной трубки) можно выразить следующим образом: которые можно преобразовать так, что эффект плотности жидкости внутри трубки можно выразить в виде собственной частоты колебаний трубкиmfluid - это масса жидкости,mpipe - масса трубки или цилиндра,fluid - плотность жидкости,Vpipe - внутренний объем трубки,ffull - частота трубки, наполненной жидкостью,Kpipe - константа, связанная с эластичностью материала трубки. Обозначения внизу означают жидкость (fluid) и трубку (pipe). По сути с помощью описанной выше процедуры определяется вес трубки с жидкостью внутри и без жидкости с помощью наблюдения за ее собственной частотой колебаний, а плотность можно вычислить из массы. Обычно для выполнения процедуры нужно установить отвод в трубке с изучаемой жидкостью и прикрепить колеблющуюся U-образную трубку или расходомер Кориолиса за пределами трубки. Это влечет за собой нежелательное формирование отверстий в трубке, прикрепление фланцев и другие изменения трубки, все процедуры являются инвазивными. В патенте США 6053041 "Noninvasive Method For Determining The Liquid Level And Density Inside Of A Container", выданном Дипен Н. Синха (Dipen N. Sinha) 25 апреля 2000 г., описан неинвазивный метод определения плотности жидкости путем формирования изгибной акустической волны в стенке емкости с применением акустических тональных посылок, и измерения разности фаз определенной изгибной волны от исходной сгенерированной волны на небольшом расстоянии от этой сгенерированной волны, величина разности фаз связана с плотностью жидкости, находящейся непосредственно напротив места измерения на поверхности сосуда. Раскрытие изобретения Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание прибора и способа определения плотности жидкости без необходимости отвода жидкости из трубки или цилиндра, в котором жидкость содержится или через который протекает, в отдельную U-образную трубку или другое устройство. Другой задачей изобретения является создание прибора и способа определения плотности и вязкости жидкости без необходимости отвода жидкости из трубки или цилиндра, в котором жидкость содержится или через который протекает, в отдельную U-образную трубку или другое устройство. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание прибора и способа неинвазивного определения плотности и вязкости жидкости без необходимости отвода жидкости из трубки или цилиндра, в котором жидкость содержится или через который протекает, в отдельную U-образную трубку или другую емкость. Дополнительные цели, преимущества и признаки изобретения представлены в следующей части описания и частично станут понятны специалистам в данной области техники при изучении следующих или, может быть, известных изобретений, доведенных до степени практического осуществления. Цели и преимущества настоящего изобретения можно реализовать и достичь с помощью различных средств, в том числе перечисленных в формуле изобретения. Для достижения вышесказанных задач и других целей настоящего изобретения прибор для измерения плотности жидкости в емкости, имеющей стенку с наружной поверхностью, содержит возбуждающий преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости; генератор качающейся частоты для возбуждения возбуждающего преобразователя в выбранном диапазоне частот, в результате чего в стенке емкости генерируются резонансные колебания; приемный преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости для приема колебаний от стенки, приемный преобразователь, создающий электрический сигнал в ответ на прием колебаний; и средства для приема электрического сигнала от приемного преобразователя и определения частоты резонансных колебаний в стенке, на основе чего определяется плотность жидкости. В другом аспекте настоящего изобретения прибор для измерения плотности жидкости в емкости,имеющей стенку с наружной поверхностью, содержит возбуждающий преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости; приемный преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости для приема колебаний от стенки, приемный преобразователь создает электрический сигнал в ответ на принимаемые колебания; контур обратной связи с высоким коэффициентом усиления в электрическом контакте с возбуждающим преобразователем и приемным преобразователем, в результате чего случайный шум в электрическом сигнале усиливается и выбирается вид резонансного колебания емкости; и средство для приема электрического сигнала от приемного преобразователя и определения частоты указанного резонансного колебания в стенке, на основе которой определяется плотность жидкости. В еще одном аспекте настоящего изобретения и в соответствии с его целями и задачами способ измерения плотности жидкости в емкости, имеющей стенку с наружной поверхностью, включающий этапы, на которых возбуждают резонансные колебания в стенке емкости; принимают колебания от стенки и генерируют электрический сигнал в ответ на колебания, принимают электрический сигнал и определяют частоту резонансных колебаний в стенке, на основе которой определяют плотность жидкости. В еще одном аспекте настоящего изобретения и в соответствии с его целями и задачами способ измерения плотности жидкости в емкости, имеющей стенку с наружной поверхностью, в контакте с которой находятся возбуждающий преобразователь и приемный преобразователь, включает этапы, на которых вводят в электрический контакт возбуждающий преобразователь и приемный преобразователь с контуром обратной связи с высоким коэффициентом усиления, в результате чего в электрическом сигнале усиливается случайный шум и выбирается вид резонансного колебания трубки или емкости; и определяют частоту резонансного колебания в стенке, на основе которой определяют плотность жидкости. В еще одном аспекте настоящего изобретения и в соответствии с его целями и задачами прибор для измерения плотности и вязкости жидкости в емкости, имеющей стенку с наружной поверхностью, содержит возбуждающий преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости; приемный преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости, для приема колебаний от стенки,причем приемный преобразователь создает электрический сигнал в ответ на принятые колебания; контур обратной связи с высоким коэффициентом усиления в электрическом контакте с возбуждающим преобразователем и приемным преобразователем, в результате чего в электрическом сигнале усиливается случайный шум и выбирается вид резонансного колебания емкости; средства для приема электрического сигнала от приемного преобразователя и определения частоты указанного резонансного колебания в стенке, в результате чего определяется плотность жидкости; полосовой фильтр в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления для выбора диапазона частот указанного контура обратной связи; аналоговый ключ для отключения возбуждающего преобразователя от контура обратной связи и средства для приема электрического сигнала и контроля затухания выбранного резонансного колебания, в результате чего определяется вязкость жидкости. Достоинства и преимущества настоящего изобретения включают, но не ограничиваются, неинвазивный и непрерывный контроль в реальном времени жидкости, протекающей через трубку, при сохранении целостности системы, в которой протекает жидкость, и без механических изменений трубки. Краткое описание чертежей Сопроводительные чертежи иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения. На чертежах фиг. 1A - схематичное представление одного варианта выполнения прибора по настоящему изобретению для непрерывного наблюдения за плотностью жидкости; фиг. 1B - схематичное представление другого варианта выполнения прибора по настоящему изобретению для наблюдения за плотностью жидкости без необходимости в функциональном генераторе или прямом цифровом синтезаторе, показанном на фиг. 1A данного документа; и фиг. 1C - схематичное представление прибора для определения плотности и вязкости жидкости в трубке, как модификации прибора, иллюстрированного на фиг. 1B; фиг. 2 - график амплитуды полученного сигнала в зависимости от частоты возбуждения, приложенного к трубке, содержащей жидкость; фиг. 3 - график частоты резонансных колебаний в зависимости от плотности жидкости для четырех жидкостей; фиг. 4 - кривая зависимости вязкости жидкости, в виде от ширины f, первых резонансных частотных диапазонов жидкостей, как показано на фиг. 2. Осуществление изобретения Настоящее изобретение относится к неинвазивному измерению плотности и вязкости статической или движущейся жидкости в участке трубки, так что трубка выполняет функцию измерительного устройства. В настоящем изобретении трубка или емкость, окружающие жидкость, являются взаимозаменяемыми. Измерение резонансной частоты колебаний трубки соответствующей конструкции и ширины этого резонанса позволяет соответственно определить плотность и вязкость. Вязкость можно также измерить, отслеживая затухание амплитуды колебаний во времени при резонансе трубки. Трубки имеют несколько видов резонансных колебаний; обычно самые низкочастотные колебания, которые ниже первой резонансной частоты для толщины стенки, наиболее чувствительны для определения плотности жидкости. Таким образом, частоты сканирования лежат в пределах от около 1 до около 100 кГц. В данном разделе подробно рассматриваются варианты осуществления изобретения, примеры которых представлены на чертежах. На чертежах сходная конструкция обозначается идентичными условными обозначениями. На фиг. 1A - схематичное представление одного выполнения прибора 10 для непрерывного контроля плотности жидкости. Пьезоэлектрический возбуждающий преобразователь 12 и пьезоэлектрический приемный преобразователь 14 прикреплены к наружной поверхности 16 стенки 18 трубки 20 в непосредственной близости друг от друга, хотя ни точность расположения на поверхности 16 трубки 20, ни пространство между двумя преобразователями не являются критичными. Так как весь участок трубки вибрирует, не имеет большого значения, в каком месте определять колебания. Если место,выбранное для приемного преобразователя, является узлом резонансных колебаний, тогда это влияет на амплитуду этого вида резонансных колебаний, но при этом частоту все-таки можно определить. Обычно возбуждающий и приемный преобразователи устанавливаются на расстоянии 1 см друг от друга (от края до края). Полоса частот излучающего преобразователя может находиться в пределах примерно от 1 до 100 кГц, его можно прикрепить к трубке механическим зажимом, приклеить или использовать другие подобные способы. Если трубка стальная, то преобразователи можно прикрепить магнитами. Интегральная схема прямого цифрового синтезатора 22 под управлением микропроцессора 24 подает синусоидальное напряжение на возбуждающий преобразователь 12 для создания колебаний в стенке 18 трубки 20. Выходной сигнал преобразователя 14 усиливается усилителем 24. Измерение амплитуды сигнала осуществляется с помощью преобразователя среднеквадратичного значения в постоянное (RMSDC) 26. Для любой заданной амплитуды синусоидальной волны преобразователь среднеквадратичного значения в постоянное выдает значение напряжения постоянного тока, связанное со среднеквадратичным значением синусоидальной волны. Это постоянное значение амплитуды сигнала затем оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя 28 перед сохранением в памяти микропроцессора 25. Микропроцессор 25 может также включать графический дисплей для одновременного отображения. Во всех случаях, когда возбуждающая частота совпадает с резонансными колебаниями трубки 20, это резонансное колебание на трубки возбуждается, причем из-за наличия жидкости оно понижается и может, следовательно, быть связано с плотностью жидкости. Часто регистрируется частотный спектр, поскольку, как будет подробно описано далее, он также содержит данные о вязкости жидкости. Стандартный спектр занимает менее 10 с в зависимости от количества сохраненных точек. Может быть и более короткое время, если охватывается узкий диапазон частот (5 кГц) и используется небольшое число частотных шагов (100 шагов), что в общем достаточно для снятия необходимых измерений. В другом варианте выполнения устройства по настоящему изобретению функциональный генератор и прямой цифровой синтезатор не требуются. Если характеристики резонансных колебаний трубки 20 определить с помощью других измерений (характеристики заданной системы нужно измерить или смоделировать только один раз), то можно использовать менее сложную систему измерений. В приборе для измерения колебаний 30, показанном на фиг. 1 В, при создании высокого усиления в контуре обратной связи 32 между возбуждающим преобразователем 12 и приемным преобразователем 14 контур автоматически фиксируется на ближайших резонансных колебаниях трубки 20. Полосовой фильтр 34 можно настроить на ограничение частотного диапазона контура обратной связи 32, на требуемые резонансные колебания в пределах полосы пропускания фильтра. Обычно шум в системе, определяемый приемным преобразователем 14, будет усиливаться высокочувствительными усилителями 36a и 36b для управления возбуждающим преобразователем 12, и контур быстро фиксируется на резонансной частоте колебаний трубки 20, резонансная частота непрерывно измеряется частотомером 40 или другими подходящими средствами. Частотомер 40 может включать микропроцессор, который, при необходимости, будет отображать плотность жидкости в режиме реального времени. Система генерирует синусоидальные волны,потому что сам резонанс ведет себя как фильтр с узкой полосой, позволяя возбуждаться только синусоидальным волнам, которые определяютсяприемным преобразователем 14. Как подробно описано далее,если контур обратной связи 32 открыт, амплитуда резонансных колебаний трубки 20 будет затухать со временем. Постоянная времени затухания является величиной, обратной частотной ширине пика резонансных колебаний на половине максимальной амплитуды пика, при этом одна величина находится во временной области (время затухания), а другая величина в частотной области. Трубку 20 можно откалибровать посредством измерения резонансной частоты любого выбранного вида колебаний, когда трубка пустая, и еще раз, когда она заполнена известной жидкостью, для определения параметра fempty и константы конструкции Kpipe. После определения этих значений можно определять плотности неизвестных жидкостей, залитых в трубку. Как можно увидеть на фиг. 2, вязкие жидкости подавляют резонансные колебания трубки; например кукурузный сироп, который значительно более вязкий, чем вода, дает более широкие пики, чем вода. Это подавление является результатом попадания энергии колебаний в жидкость внутри трубки. Обычно резонансы колебаний трубки имеют две составляющие (одну реальную и одну мнимую), которые определяют их характеристики. Реальная составляющая дает вклад в сдвиг частоты из-за увеличения массы трубки, и поэтому связана с плотностью жидкости. Мнимая составляющая дает вклад в затухание или подавление резонансных пиков. Эта составляющая связана с комбинацией вязкости жидкостии плотности fluid в виде Так как плотность жидкости можно определить независимо от сдвига частоты резонансного колебания, вязкость жидкости можно определить из ширины резонанса (полная ширина на половине максимума). Эту информацию можно также получить из затухания резонансных колебаний в зависимости от времени, что можно определить с помощью разрыва контура обратной связи, например, временно отключив подачу сигнала на возбуждающий преобразователь на фиг. 1B, после захвата контуром обратной связи резонансной частоты и наблюдения затем затухания амплитуды выходного сигнала приемного преобразователя, в зависимости от времени. Существует несколько вариантов выполнения такой процедуры и одна из схем для достижения этой цели показана на фиг. 1C. Дополнительные компоненты к показанным на фиг. 1B включают аналоговый ключ 42, управляемый микроконтроллером 44, и аналоговоцифровой преобразователь 46. Микроконтроллер 44 отслеживает выходной сигнал полосового фильтра 34 и может определять частоту и амплитуду сигнала. Через регулярные интервалы времени микроконтроллер 44 выключает аналоговый ключ 42, в результате отключается подача питания на возбуждающий преобразователь, что приводит к затуханию резонансов колебания трубки, так как они больше не возбуждаются. Аналогово-цифровой преобразователь 46 обрабатывает изменение затухания во времени, а микроконтроллер 44 рассчитывает постоянную времени затухания. Микроконтроллер 44 также определяет частоту резонанса для определения плотности жидкости. Из данных по плотности и затуханию амплитуды резонанса можно определить вязкость жидкости. Как указано выше, постоянная времени затухания равна ширине пика резонанса во временной области и связана с Для определения этой взаимосвязи экспериментальным путем для одноразовой калибровки системы через трубку пропускают известную жидкость, такую как вода. Таким образом, можно одновременно определить вязкость и плотность жидкости непрерывным, неинвазивным способом. Кроме того, данное устройство находит применение при контроле свойств жидкости, когда жидкость, такая как неочищенная нефть, протекающая через трубку, выкачивается из земли. В США большая часть добываемой нефти содержит значительное количество воды и для определения характеристик неочищенной нефти важно непрерывно контролировать плотность и вязкость жидкости. В настоящее время в нефтяной промышленности используются несколько типов инструментов для контроля неочищенной нефти (например, расходомеры Кориолиса), но это инвазивные приборы, для них требуется отвод потока жидкости в прибор и они имеют высокую стоимость. Представленные далее примеры дополнят описанное выше изобретение. Пример 1. На фиг. 2 показан график амплитуды принятого сигнала колебаний в зависимости от частоты при возбуждении колебаний с качанием частоты, возбуждение прикладывается к поверхности трубки в пределах от около 1 до около 1,5 кГц. Измерения проводились с использованием участка медной трубки длиной 23 см, толщиной 1,8 мм, диаметром 7,3 см с тремя жидкостями: кукурузный сироп ( = 1,350 г/см 3), вода ( = 0,998 г/см 3) и кулинарный жир (кукурузное масло= 0,922 г/см 3). Виды колебаний показывают четкое выделение резонансной частоты, причем низкочастотный вид показал более высокое разрешение среди резонансов, что и было использовано для измерений плотности. Фактически можно использовать более высокие частоты, но с другими разрешениями по плотности. Как было указано выше,полная ширина на половине максимума пиков пропорциональна вязкости жидкостей. Пример 2. На фиг. 3 показан график резонансной частоты колебаний в зависимости от плотности жидкости для четырех жидкостей: моторное масло 10-30 ( = 0,863 г/см 3), вода ( = 0,998 г/см 3), этилен-гликоль(антифриз,= 1,136 г/см 3) и глицерин ( = 1,350 г/см 3), для стальной трубки, имеющей значительно более толстую стенку и значительно большую длину, чем трубка, применявшаяся для сбора данных на фиг. 2 (стенка толщиной 5 мм, диаметром 15 см, длиной 60 см). Измеренные резонансные частоты для самого нижнего вида колебаний трубки показаны в виде точек, а в виде сплошной линии показана кривая, соответствующая теоретическим данным. Теоретическая форма для уравнения такая же, как показано выше для плотномера с вибрирующей трубкой, и она иллюстрирует, что результаты измерений плотности в трубке отслеживают ту же форму кривой. Измеренная резонансная частота пустой трубки составляет 2,7 кГц, что хорошо согласуется с частотой, выведенной из эмпирической кривой данных (2,673 кГц). Пример 3. в зависимости от ширины f первых реНа фиг. 4 показан график вязкости жидкости в виде зонансов для жидкостей, указанных на фиг. 2. Экспериментальные данные показаны черными точками, и графики уравнения в котором использованы для значения из литературы, хорошо согласуются с экспериментальными данными. Как изложено выше, константы времени затухания, измеренные экспериментально, и значения ширины резонансов взаимосвязаны и дают одну и ту же информацию, причем одни данные - в частотной области, а другие - во временной области. Параметры уравнения немного отличаются для второго набора резонансных пиков, показанного на фиг. 2, по причине другой чувствительности, но при этом форма одинаковая. Таким образом, затухание, вызванное жидкостью в трубке, несомненно сглаживает кривую резонанса колебаний. Этот эффект проявляется двумя разными способами: (1) ширина резонанса расширяется, если увеличивается плотность находящейся внутри жидкости; и (2) амплитуда резонансных пиков снижается, причем оба параметра взаимосвязаны. Далее амплитуда резонансов колебаний затухает экспоненциально, как функция от времени, которая является временной областью, аналогичной частотной области (измерение резонанса) или следовательно, оба типа измерений дают одинаковую информацию. Пример 4. Настоящее изобретение применялось для контроля полимеризации жидкостей путем наблюдения за резонансным спектром стеклянной трубки, содержащей жидкость, в зависимости от времени, при изменении температуры жидкости. Трубка закреплена подпружиненными пьезоэлектрическими преобразователями, резонансный спектр получен путем подачи на возбуждающий преобразователь синусоидального сигнала с качающейся частотой в пределах 1 и 100 кГц. Спектр неполимеризованной жидкости показывает острые резонансы, которые резко меняются по мере того, как жидкость полимеризуется и становится вязкой. Резонансные пики практически исчезают, и спектр становится "погашенным". Выше изложенное описание изобретения дается с целью иллюстрации и описания, и оно не является исчерпывающим или ограничивающим настоящее изобретение раскрытой формой, очевидно, что в свете представленной выше информации можно создавать разнообразные модификации и варианты. Варианты осуществления были выбраны и описаны для наилучшего объяснения принципов изобретения и его практического применения, что позволит специалистам в данной области техники наилучшим образом использовать настоящее изобретение в различных воплощениях и с различными модификациями в соответствии с конкретным назначением. Предполагается, что объем изобретения определяется приложенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Прибор для измерения плотности жидкости в емкости, содержащий возбуждающий преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости; приемный преобразователь, размещенный на наружной поверхности емкости, для приема колебаний от наружной поверхности ее стенки, причем приемный преобразователь выполнен с возможностью создания электрического сигнала в ответ на принятые колебания; контур обратной связи с высоким коэффициентом усиления, находящийся в электрическом контакте с возбуждающим преобразователем и приемным преобразователем, в результате чего случайный шум в электрическом сигнале усиливается и автоматически выбирается резонансный вид колебаний указанной емкости; и средства для приема электрического сигнала от приемного преобразователя, определения частоты резонансных колебаний в стенке и определения плотности жидкости на основе определенной частоты резонансных колебаний. 2. Прибор по п.1, дополнительно содержащий полосовой фильтр в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления для выбора диапазона частот указанного контура обратной связи. 3. Прибор по п.2, дополнительно содержащий аналоговый ключ для отключения возбуждающего преобразователя от указанного контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления; и средства приема электрического сигнала и контроля затухания выбранного резонансного колебания, по которому определяется вязкость жидкости. 4. Прибор по п.2, в котором выбранный диапазон частот составляет от 1 и 100 кГц. 5. Способ измерения плотности жидкости в емкости, наружная поверхность которой контактирует с возбуждающим преобразователем и приемным преобразователем, в котором вводят возбуждающий преобразователь и приемный преобразователь в электрический контакт с контуром обратной связи с высоким коэффициентом усиления, в результате чего происходит усиление случайного шума в электрическом сигнале и выбирается резонансный вид колебаний трубки или емкости; определяют частоту резонансных колебаний в стенке и определяют плотность жидкости на основе определенной частоты резонансных колебаний. 6. Способ по п.5, в котором дополнительно выбирают частотный диапазон контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления. 7. Способ по п.5, в котором дополнительно отключают возбуждающий преобразователь от контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления и контролируют затухание выбранного резонансного колебания, по которому определяют вязкость жидкости. 8. Способ по п.6, в котором выбранный диапазон частот составляет от 1 и 100 кГц. 9. Способ по п.6, в котором частоту выбирают с помощью полосового фильтра в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления. 10. Способ по п.7, в котором аналоговый ключ используют для отключения возбуждающего преобразователя от контура обратной связи с высоким коэффициентом усиления.

МПК / Метки

МПК: G01F 17/00

Метки: жидкости, способ, плотности, измерения, емкости, прибор

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-25083-pribor-dlya-izmereniya-plotnosti-zhidkosti-v-emkosti-i-sposob-izmereniya-plotnosti-zhidkosti-v-emkosti.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Прибор для измерения плотности жидкости в емкости и способ измерения плотности жидкости в емкости</a>

Похожие патенты