下载文档原格式
浅谈U形振动管法与密度计法的比较摘要：密度是石油产品最常用、最简单的物理性能指标。
根据石油产品的密度，在某种程度上可能判断油品的大概质量。
主要用于换算数量、交货验收的计量和质量控制。
本文介绍两种方法U形振动管法（采用DMA4100自动密度仪）和密度计法的操作、影响因素及结果分析。
阐述了U形振动管法（采用DMA4100自动密度仪）是测定结果准确可靠、高效的石油产品密度分析仪器，适合于销售企业化验室应用。
关键词：仪器性能影响因素引言石油密度的测定在销售企业具有重要意义，在销售企业的日常收发油作业中，对油品密度进行实时、准确的测量，是保证油品交接准确性的关键，密度的测定最主要是用于计量。
石油产品的计量都是先测石油产品的体积和密度，再计算石油产品的质量。
目前我们测定液体石油产品密度的方法主要应用GB/T1884-2000《原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）》。
分析中采用目视法，存在人为和偶然误差的可能性。
而SH/T0604-2000《原油和石油产品密度测定法（U形振动管法）》可采用DMA4100自动密度仪测定油品密度，与GB/T1884-2000《原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）》比较，DMA4100自动密度仪具有用样量少，测定速度快，测定结果精度高，结果重复性好的特点。
完全满足GB/T1884-2000《原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）》测定的重复性及再现性要求。
1. 实验部分1.1 仪器及器具（1）U形振动管法：采用DMA4100自动密度仪，奥地利安东帕公司生产，玻璃注射器。
（2）密度计法：量筒（1000mL）、密度计（SY-05）、温度计（-1～38）℃、恒温浴。
1.2 DMA4100自动密度仪的测定方法及原理（1）引用标准：SH/T0604-2000《原油和石油产品密度测定法（U形振动管法）》。
（2）DMA4100自动密度仪分析原理：DMA4100自动密度仪是奥地利安东帕公司生产的数字式密度仪，它采用了U型振动管技术。
振荡管法测量物质密度江 巍中国石化股份有限公司润滑油茂名分公司 广东茂名 525011摘要： 该文介绍了利用电磁引发玻璃U 型管产生振荡，管内存在不同物质的振动频率各不相同，物质的振动频率与密度有关，通过对被测物质与参考标准物质之间的频率差异推算出物质的实际密度。
采用振荡管法，样品消耗量少，测量精度高，可达到0.0001 g/cm 3 甚至更高。
同时也对奥地利Anton Paar 公司、瑞士Mettler-Toledo 公司和日本KEM 公司的自动密度仪作了比较。
关键词：物质密度、振荡法、频率前言在有机化合物的分析测试中，作为被测物质的物理常数之一，密度主要应用于计量、成本核算。
密度是在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数 [1]，即质量(m)与体积(V)之比。
ρ=Vm（kg/m 3 或g/cm 3） 液体产品的密度的测量方法主要有：密度计法、韦氏天平法、密度瓶法。
对极易挥发的油品和有机溶剂只能使用密度瓶法[2]。
在大多数情况下，液体物质的密度的测量一般都选用密度计法，但用密度计法测量时量筒内样品的温度会发生变化，而且人工目测密度计时容易出现较大的偏差，造成测量结果误差较大。
而密度瓶法是准确测量物质密度的唯一方法，它需要与天平连用，测量某一已知的确切体积的样品的质量，样品的密度只需将其质量除以体积便可得出。
但若在空气中测量，由于周围空气造成的质量损失往往会被忽略，而在测量时产生一定的误差。
要精确测量就必须要在真空环境下进行，这在实际操作中是无法实现的[3]。
目前一种新的、更为科学的测量方法正被广泛应用于液体物质和气体的密度测量中，即振荡管法。
自上个世纪七十、八十年代，它由发现至成熟应用后，它以实用、可靠，准确率高、测量精度高等优点，正广泛应用于饮料食品、石油化工、检验检疫、计量校准等各分析领域里。
1 工作原理振荡管法的原理是：利用基于电磁引发的玻璃U 型管的振荡频率（见图1），即利用一块磁铁固定在U 型玻璃测量管上，由振荡器使其产生振动，玻璃管的振动周期将被振动传感器测量得到。
u型振动管密度计工作原理以u型振动管密度计工作原理为题，我们来探讨一下这种密度计的工作原理。
首先，u型振动管密度计是一种常用的测量液体密度的仪器，它基于液体对声波传播的影响来进行测量。
具体来说，它利用了液体密度与声速之间的关系，通过测量声速来计算出液体的密度。
在u型振动管密度计中，有两个共振腔连接在一起形成了一个u型管道。
这两个腔室分别被称为发射腔和接收腔。
发射腔通过一个声源产生声波信号，并将信号传输到接收腔。
接收腔则用来接收并测量传输过来的声波信号。
当液体进入u型管道时，它会影响声波的传播速度，进而影响到接收腔中的声波信号。
在正常情况下，当没有液体存在时，声波从发射腔传输到接收腔的时间是固定的。
然而，当液体存在时，液体的密度会导致声波传播速度的变化，从而导致传输时间的延长。
通过测量传输时间的差异，我们就可以计算出液体的密度。
具体来说，u型振动管密度计通过以下步骤进行密度测量：1. 首先，打开仪器并将液体样品倒入u型管道中，使其充满整个管道。
2. 接下来，通过一个声源在发射腔中产生声波信号。
这个声波信号会从发射腔传输到接收腔。
3. 在接收腔中，声波信号被接收器接收，并转换成电信号。
4. 通过测量声波信号从发射腔到接收腔的传输时间，我们可以得到一个时间差值。
5. 最后，通过将时间差值与已知的标准液体的密度进行比较，我们可以计算出待测液体的密度。
需要注意的是，u型振动管密度计的精度和准确性取决于多个因素，包括声波的传播速度、仪器的精度和使用者的操作技巧。
因此，在使用时需要严格按照操作手册进行操作，并进行校准和验证。
总结起来，u型振动管密度计是一种基于声波传播的原理来测量液体密度的仪器。
通过测量声波在液体中的传输时间差异，可以计算出液体的密度。
这种仪器在化工、石油、食品等领域广泛应用，为生产和科研提供了重要的参考数据。
Densitrak®Liquid Density Meter液体密度计中国区授权代理：上海矽科贸易有限公司分析流量技术公司（AFT 公司）•Densitrak ®液体密度计由美国分析流量技术公司设计、制造。
（Analytical Flow Technologies LLC ）Made in The U.S.A. 分析流量技术公司（AFT公司）美国西南部亚利桑那州、菲尼克斯市、斯科特斯戴尔地区产品概述•在线密度计在线密度计用于工业生产过程中液体密度的在线连续测量，适用于大宗液体物料贸易交接中的密度测量，与体积流量计配合使用可进行质量流量的在线连续测量。
•在线密度计的种类振动管式密度计、音叉振动式密度计、射线式密度计、浮子式密度计、静压式密度计。
•振动管式密度计由于振动管式密度计具有结构简单、性能稳定、准确度高、测量密度范围宽，以及适应流体介质种类广等特点，已经是工业生产过程中，液体密度测量的优选在线密度计产品。
•适用范围振动管式液体密度计可以应用于以密度为基本参数产品的过程控制或者以浓度百分比为参照的质量控制过程。
典型行业包括，石油化工行业、酿酒业、食品行业、制药行业等。
•Densitrak®密度计采用“U”型管和直通管两种设计结构，利用弹性质量原理测量液体的密度。
工作原理基于振动体（振动元件）的振动频率与其密度之间的关系。
•当振动管的几何尺寸、形状和材质一定时，振动频率仅由振动系统的质量决定，而流经振动管内的一定容积的流体质量则是由其密度大小决定，即流体介质密度的变化将改变振动管的固有振动频率。
•液体密度计的振动频率与管内液体密度之间有以下关系：式中：f：液体密度为ρ时的振动频率，Hz；f0：在一个大气压下空气的振动频率，Hz；ρ：被测流体介质密度，kg/m3；ρ0：仪表常数，kg/m3。
•依据相关理论及经验试验数据的结果，在实际应用中常用下式描述流体密度与振动频率关系曲线：ρ= K0+ K1T+ K2T²式中：ρ：流体密度，kg/m3；K0、K1、K2：密度计常数；T：振动周期（振动频率的倒数），μs。
振荡管密度计原理振荡管密度计是一种用来测量液体密度的仪器。
其工作原理基于密度对振动频率的影响。
该仪器由一个U型玻璃管、一个开放的玻璃筒和一些液体组成。
当待测液体从上面的玻璃筒流入U形管中时，液体的密度会影响U形管内的振动频率。
具体原理如下：1. 开始时，U型玻璃管容器中的液体会进一步填满到玻璃筒中，使得整个系统内都是液体。
2. 当系统进入稳定状态时，有一个特定的频率会被激励器产生并传递到U形管中，将其振动起来。
3. 振动的频率和密度成正比。
密度越大，频率越高；密度越小，频率越低。
4. 当液体的密度发生变化时，振动频率也会相应地改变。
5. 密度变化越大，振动频率的变化也越大。
6. 仪器通过测量振动频率的变化，可以计算出液体的密度。
因此，振荡管密度计利用液体密度对振动频率的影响来测量液体的密度。
振荡管密度计的工作原理还可以进一步解释为：在振荡管中，当流体填充到一定程度时，它会占据一部分或整个管道的容积。
然后，通过外部驱动器施加一个激励频率，使得管道中的流体产生振动。
这个激励频率通常在几百赫兹到数千赫兹之间。
振荡管中的两个共振电极将触发液体中的振荡，从而形成一个定常的电流。
这个振荡电流与激励器的频率相同。
当液体的密度变化时，振荡频率也会发生变化。
振荡频率的变化通过芯片上的电子传感器进行测量和记录。
根据经验公式和标定数据，可以根据振荡频率的变化量直接计算出液体的密度。
需要注意的是，振荡管密度计对待测液体有一定的要求，如液体的粘度和温度应在一定范围内。
此外，仪器还需要进行校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
振荡管法测量物质密度江巍中国石化股份有限公司润滑油茂名分公司广东茂名 525011摘要：该文介绍了利用电磁引发玻璃U型管产生振荡，管内存在不同物质的振动频率各不相同，物质的振动频率与密度有关，通过对被测物质与参考标准物质之间的频率差异推算出物质的实际密度。
采用振荡管法，样品消耗量少，测量精度高，可达到0.0001g/cm3 甚至更高。
同时也对奥地利Anton Paar公司、瑞士Mettler-Toledo公司和日本KEM公司的自动密度仪作了比较。
关键词：物质密度、振荡法、频率前言在有机化合物的分析测试中，作为被测物质的物理常数之一，密度主要应用于计量、成本核算。
密度是在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数 [1]，即质量(m)与体积(V)之比。
ρ=（kg/m3 或g/cm3）液体产品的密度的测量方法主要有：密度计法、韦氏天平法、密度瓶法。
对极易挥发的油品和有机溶剂只能使用密度瓶法[2]。
在大多数情况下，液体物质的密度的测量一般都选用密度计法，但用密度计法测量时量筒内样品的温度会发生变化，而且人工目测密度计时容易出现较大的偏差，造成测量结果误差较大。
而密度瓶法是准确测量物质密度的唯一方法，它需要与天平连用，测量某一已知的确切体积的样品的质量，样品的密度只需将其质量除以体积便可得出。
但若在空气中测量，由于周围空气造成的质量损失往往会被忽略，而在测量时产生一定的误差。
要精确测量就必须要在真空环境下进行，这在实际操作中是无法实现的[3]。
目前一种新的、更为科学的测量方法正被广泛应用于液体物质和气体的密度测量中，即振荡管法。
自上个世纪七十、八十年代，它由发现至成熟应用后，它以实用、可靠，准确率高、测量精度高等优点，正广泛应用于饮料食品、石油化工、检验检疫、计量校准等各分析领域里。
1 工作原理振荡管法的原理是：利用基于电磁引发的玻璃U型管的振荡频率（见图1），即利用一块磁铁固定在U型玻璃测量管上，由振荡器使其产生振动，玻璃管的振动周期将被振动传感器测量得到。
新型便携式海水密度计的原理与应用作者：彭青刘书慧刘冲伟来源：《中国新技术新产品》2019年第15期摘; 要：在水尺计重中，海水密度是关键性数据之一，测量海水密度的准确性将直接影响到最终水尺计重的准确性。
新型便携式海水密度计是一种高效、便捷的海水密度测量工具，相较于传统的取样测量方式，表现出较大的优势。
该文主要选择DSM-PN型新型便携式海水密度计作为研究对象，首先简单概述其工作原理，然后探讨其具体应用，希望能够对新型便携式海水密度计做的推广应用提供帮助。
关键词：海水密度计;水尺计重;DSM-PN中图分类号：TH83; ; ; ; ; ; ; 文献标志码：A在传统的海水密度测量中，首先需提取规定深度的海水样品，然后在现场完成海水密度的测量。
但该测量方法的应用过程中，会出现较多的影响因素：所提取的海水样品是否具有代表性、现场是否具有良好的测量环境、人为读取数据是否准确等。
在这些影响因素的作用下，不仅会影响到测量的效率，而且会影响到测量的准确性，进而对水尺计重工作的开展造成较大影响，因此研究新型的海水密度测量工具有较为积极的意义。
1 新型便携式海水密度计的原理新型便携式海水密度计是一种基于微振筒测量原理的数字测量工具，通过应用现代精密传感器，能够较为便利的探测规定深度海水的密度和温度，最终直接以数字的形式进行显示。
不仅避免海水取样环节可能引起的误差，而且能够避免船舶稳定性、人为读取数据等方面带来的影响。
新型便携式海水密度计在实际运用中，将传感器浸入对应深度的海水之中，其内部的振动管发生振动，由此带动海水与之一起发生振动并产生谐振，当处于不同密度的海水中时，其工作频率会表现出较大差异。
但因为振动管容积是固定的，所以测量所得的频率与海水密度形成如下的关系，根据公式（1）能够测得探测深度的海水密度。
式中：f表示海水密度为ρ时的振动频率。
fv表示一个大气压下空气的振动频率。
ρ表示被测海水的密度。
ρv表示便携式海水密度计常数。
实验室振动式液体密度计检定规程实验室振动式液体密度计是一种常用于测量液体密度的仪器。
为了保证测量结果的准确性，需要进行检定。
下面是一份实验室振动式液体密度计检定规程，详细说明了检定的步骤和要求。
1.检定前的准备工作：a.确保实验室温度恒定，与检定温度接近；b.清洁密度计，并确保其完好无损；c.准备检定标准物质，它的相对不确定度应小于待测液体密度的相对不确定度。
2.校准振动衰减常数：a.使用校准标准物质进行振动衰减常数的校准；b.将标准物质放入密度计中，测量一段时间内的密度计频率变化；c.计算振动衰减常数，与已知值进行比较，以确定实验室密度计的准确性。
3.测量待测液体密度：a.将待测液体放入密度计中，确保液位稳定；b.开始振动，记录一段时间内的频率变化；c.根据振动衰减常数，计算出液体的密度；d.重复测量多次，取平均值作为最终结果。
4.分析和评估测量结果：a.利用统计方法，分析重复测量的结果，计算出相对不确定度；b.将相对不确定度与检定标准物质的相对不确定度进行比较，评估测量结果的可靠性；c.如有必要，根据测量结果的准确性进行修正。
5.检定报告：a.报告中应包括实验日期、检定人员、检定设备和参考标准等信息；b.报告中应详细描述实验步骤和测量结果；c.报告中应对测量结果的准确性和可靠性进行评估，给出相对不确定度和修正（如果有）；d.报告中应包括结论和建议，如对设备的维护和校准频率的建议；e.检定报告应被保存并备查。
以上就是实验室振动式液体密度计检定规程的要点。
在实际操作中，应根据具体仪器的要求和实验室的标准进行一些调整。
检定的目的是确保测量结果的准确性和可靠性，以提高实验室的工作质量和实验数据的准确度。
在线振动管液体密度计静态压力修正试验分析李占宏1韩春红2王泽来21中国计量科学研究院2大庆油田工程有限公司摘要：在线振动管密度计可实时测量一定温度压力条件下的流体密度，在石油化工生产中获得了广泛应用。
由于密度计的传感器即振动管在一定压力条件下会发生形变，进而影响在线测量准确度，因此有必要对在线振动管密度计进行静态压力试验以获取修正系数来保证测量准确度。
在线振动管密度计在获得压力修正系数试验过程中，选用液体介质不同会对试验结果产生较大影响。
分别利用不同油品和纯水进行静态压力试验，通过对操作过程及数据结果对比分析可知，利用纯水作为介质的试验重复性提高了70%，拟合误差显著低于油品作为介质的试验结果。
因此，对在线密度计进行静态压力试验时优先选择纯水作为工作介质。
关键词：在线密度计；压力修正系数；最小二乘法；静态压力试验Analysis of Static Pressure Correction Test of Online Vibration Tube Liquid Densitometer LI Zhanhong 1，HAN Chunhong 2，WANG Zelai 21National Institute of Metrology，China2Daqing Oilfield Construction Design and Research InstituteAbstract：The on-line vibration tube densitometer can measure the fluid density under certain tem-perature and pressure in real time，which has been widely used in petrochemical production.The sensor of densitometer will deform under certain pressure conditions，which will affect the accuracy of online measurement.Therefore，it is necessary to perform static pressure experiments on the online vibration tube densitometer to obtain a correction factor to ensure the degree of accuracy.In the process of pres-sure correction coefficients of online vibration tube densitometer，the choice of liquid medium has a great impact on the test results.The static pressure tests are carried out with different oils and pure wa-ters.According to the analysis of the operation process and data results，the repeatability obtained by us-ing pure water is improved by 70%，and the fitting error is significantly lower than the oil experiment results.Therefore，pure water is preferred as the working medium in the static pressure test of the on-line densitometer.Keywords：online densitometer；pressure correction coefficients；lest square method；static pressure testDOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2020.06.005在线振动管液体密度计被广泛应用于油品质量控制，成品油管道输送和化工生产过程中各种液体密度、浓度检测及制药、酿酒等行业中。
便携式振动管液体密度计的研究北京石油化工科学研究院(100083) 赵知礼北京门头沟区三家店总后油料所(102300) 刘慧颖摘 要:讨论了便携式振动管密度传感器的工作过程、设计思想,并对其基本特性进行了实验研究。
关键词:振动管式密度传感器 数字式液体密度计 便携式液体密度计采用先进的振动管式密度传感器,采用温度属性及弹性均好的石英玻璃制成双U 型振动管。
其测量原理是利用电子反馈系统将其维持在谐振状态,当被测液体进入U 型管,振动管的共振频率即发生变化。
液体密度增加使其总质量增加,导致振动频率降低,反之亦然。
经适当校准,谐振频率与管内液体密度之间有确定的关系。
因此通过测定振动管的共振频率,即可求出待测液体的密度。
该密度计的主要优点是:・测量精度高,±0.1%;・具有温度测量及温度补偿功能;・可测量真密度,相对密度及浓度;・采用了低功耗电路设计,9V 积层电池供电。
仪器体积小,重量轻,便于携带,适用于野外及不能采用交流供电的安全场合。
因此,它应用面广泛,不仅在石油产品密度测量方面,在机电行业中,绝缘用油、洗净液、切削油、压延油、润滑液等也需测量密度。
同时在化学工业中,需要进行密度测量的有各种化学试剂、溶剂等。
尤其在制药和食品工业中,需要对药品、酒类、饮料、调料、植物油等产品进行密度和浓度测量。
1 工作原理双U 型管振动器如图1所示。
其两根悬臂梁式U 型管以相同方向作扰曲振动。
头部A 点是振动支点,底座B 固定双U 型两支承管,使其不受外部管道应力影响。
图1 双U 型管振动器对于谐振频率与液体密度之间的关系,文献[1,2]从圆截面梁的振动理论出发,认为管内液体是另一种密度不同的固体与振动管一同作无阻尼自由振动,从而将梁的E U LER 方程应用于振动管。
即:EI 54Y/5X 4+M 52Y/5T 2=0(1)式中:E 为振动管弹性模量(Pa );I 为振动管截面惯性矩(m 4),I =π(D 4-d 4)/64;M 为振动管单位长度内液体与管壁的质量之和(kg/m );T 为时间(s );X 为振动管轴向位移(m );y 为振动管横向位移(m )。
在两端固定支边界条件下,解出谐振频率为:f k=(2π)-1(P k /L )2(EI/M )1/2(2)或f k =C k (1+K kρ)-1/2(3)C k=(2π)-1(P k /2L )2[E (D 2+d 2)/ρS ]1/2K k =[d 2/ρS (D 2-d 2)](K =1,2,3,……)式中:f k为振动管第K 阶谐振频率(H z )D 为振动管外径(m )ρ为液体密度(kg/m 3)P k为常数L 为振动管长度(m )d 为振动管内径(m )ρs 为振动管材质密度(kg/m 3)当振荡管材质,尺寸已确定后,f k ∝1/ρ1/2(4)从公式(4)看出振动管谐振频率与管内液体密度成反比关系,液体密度增加则振动频率降低,反之亦然。
该仪器就是通过测定振动管的共振频率来求出待测液体的密度。
另外,从以上方程式可以看出,振动管内输入介质如果超量(比如加到不振荡部分)并不重要,这个事实使体积的精确检测变得不重要了。
2 传感器结构传感器结构可参见文献[6]。
图1和图2是传感器结构和工作示意图。
82西安科兴工控 研华加值商 电话:(029)2234544/2225544 《电子技术应用》1999年第1期图2 振动器工作图图4 频率计数电路框图 在图1中,输入管7和输出管8被固定在底座B 上,使双U 型管不受外部管道应力的影响,在支点A 左边部分的双U 型管1和2是振荡器的主体,在支点右边的管子直径被扩展,以确保双U 型管左边的有效长度,双U 型管的连接处也制成U 型样式,并被固定在底座的三角尖端A 上。
附属在振动器上的是一个很小的永磁体5和6,它可以插入在两个相对的线圈3和4之间。
在图2中可以看出,线圈3组成一个传感(激励)线圈,通过激励放大器9和驱动线圈4连接,构成一闭环电磁反馈系统。
在图2中,当双U 型管振动器振荡时,在传感线圈3中产生一个微弱的正弦波电压,这个电压与振动器的速率,幅度同频同相。
这个电压由激励放大器9放大,并且反馈到驱动线圈4,而且要考虑相位关系。
放大器的增益必须超过由U 型管振荡而形成的四极方向的衰减,并维持振动器的正常谐振。
注意幅度不许可超过安全允许范围,否则U 型管易损坏。
当然,传感线圈3和驱动线圈4的安匝数,永磁材料及参数,它们之间的几何尺寸都是至关重要的。
图3 双U 管振动器的工作时间图 图3是U 型管振动器的工作波形图,首先,由传感线圈3产生振荡信号U L1,它是一个正弦波(图3a ),并被放大,整形成一个矩形脉冲信号(图3b ),施加到驱动线圈4上,由它U L2(图3c )来驱动U 型管。
当振荡信号U L1被歪曲或者相位和真正的正弦波相比不稳定,那么,测量的精度就要降低。
当振荡信号电压是0V 时,脉冲信号以和振荡同一方向施加到管子上,每一次施加都是瞬时完成的,保证振荡信号不会被歪曲,换句话说,当振荡管处于原始位置,外部的驱动力很快地施加到振荡管上,或者,当管子离开原始位置时,振荡就听其自然,作为结果,可以获得一个真正的正弦波。
虽然,密度可以用上述获得的振荡信号U L1来计算,但更精确地讲,可以用激励放大器输出矩形波UA0的周期来计算。
3 频率计数电路上面讲过,振荡器的频率依赖于振荡器的质量和样品的质量。
在精密测量中,为了获得±0.1%精度,周期(频率)的检测借助于带有一个石英晶体的数字计数器来获得。
主振频率应为振荡频率的1000倍左右。
图4表示数字计数电路的方框图。
振荡器输出的正弦波S1的周期正比于U 型管质量和样品的密度,并由整形单元整形成一精确的矩形波,频率约600H z ,经过分频器1输出一定宽度的方波S2,经或门1至控制门。
晶振产生600kH z 脉冲串S6,经二进制计数器分频和12位2进制计数器分频产生一负脉冲S7,推动单稳电路产生一个负脉冲S5,控制门输出脉冲宽度S9由此确定。
晶振输出脉冲S6还经过3极二进制计数器及2210进制计数器,BC D 系数乘法器输出一脉冲串S8至控制门,控制门前后沿宽度限定S8脉冲串的个数,形成S9,再经过分频器2输出脉冲串S10去计数器IC M 7224的计数端,此计数个数代表样品密度。
S4还去控制“计数/复位端”和“保持/更新”端。
温度传感器输出信号通过比较器产生S3脉冲,其宽度受温度控制,当温度增加时,S4周期加大以弥补由于温度增加时样品密度降低的损失,反之亦然。
4 温度测量及补偿双U 型管密度计测量液体密度时,温度是影响因素之一。
首先,弹性U 型管的弹性常数取决于温度(公式1),因此我们选择熔融石英作为振子的材质,它有着极低的热膨胀温度系数,极低的弹性模量温度系数,极高的弹性和十分稳定的机械性能和化学稳定性。
另外,参加振动的液体其密度受温度92《电子技术应用》1999年第1期 四通工控 研华加值商62626144 62626145影响远大于前者(315),因此振动管的温度必须被测量,并在密度测量中给予补偿。
温度传感器固定在U 型管入口处接近支点的地方。
图5 温度测量显示电路如图5所示,基准电压调整电路由R5,R6,R14串联组成。
R5上端接V DD 及V REF 正端;R14下端接地,R 5下端接V REF 负端,V REF R14用以调节ΔV REF 电压为213m V 。
因为PN 结的温度灵敏度为αt =-2.13m V/°C ,当把基准电压调到V ’REF =αt×V REF =2.13×100=213m V 时,我们利用IC L7126A/D 转换器做除法运算可直接显示温度值0～100°C ,测温准确度可达0.2～015°C 。
由R8,R9,R7和3D J6D ,RS ,PN 结,R59,R58分支组成测温电桥,并由A ,B 两点供给IC L7126A/D 集成块正电压和负电压。
利用结型场效管作恒流源以改善PN 结的温度非线性,并且当电源电压下降时不会影响测量精度。
5 密度计技术参数型号: DDM 21型数字密度计操作方式:便携式测量范围: 0～11999g/cm 3精度:±2×10-3g/cm 3进样量:1m l 温度范围:0～40°C 测量精度:±0.5°C 温度分类:011°C 温度平衡:取决于样品所要求的精度及所受热预处理。
数字显示:样品的真实密度(相对密度,浓度)及温度。
电源: 一节9V 积层电池体积:80mm ×280mm ×85mm 重量:0.5kg 压力:高达0.5Pa 6 结论・DDM 21型便携式数字密度计测量方法独特,采用双U 型管振荡原理测量液体密度。
具有温度补偿功能,测量数据经我院更高一级密度计DM A55验证,证明仪器精度优于±0.1%。
・该密度计具有微功耗的优点,结构小巧,操作简单,性能稳定可靠。
・该密度计适用于野外检测石油液体燃料(车用汽油、喷气燃料、柴油等)0～40°C 时的真实密度。
并且可以推广应用于石油、化工、食品、医药、机电行业等领域。
参考文献1 廉育英1密度测量技术1北京:机械工业出版社,19822 张斌奎,郭福民1原油成套计量仪表1上海:上海科学技术出版社,19823 振动管式密度计的电子线路1美国专利US44910094 振荡管密度计1英国专利G B2214300A5 实验室用振频式密度计1[刊,俄]‖пp иσ,и,c иc t ,y пp ,1986,(3),346 密度测量仪器1美国专利US3523446(收稿日期:1998206217)3西安科兴工控 承接测控工程 电话:(029)2234544/2225544 《电子技术应用》1999年第1期。
