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谐振密度传感器的密度测量方法的优缺点及分析方法

更新时间:2024-03-11

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简介:本文主要介绍一种利用共振原理进行测量的密度测量方法,并详细分析了这种密度测量方法的优缺点。o5F物理好资源网(原物理ok网)

1. 共振密度测量原理o5F物理好资源网(原物理ok网)

谐振式密度传感器的测量原理是通过谐振时的谐振频率来间接测量液体的密度。o5F物理好资源网(原物理ok网)

密度传感器将待测液体充入谐振管,使待测液体与谐振器产生谐振。 根据液体密度与谐振频率的关系可知,产生的振荡频率取决于液体的密度和谐振器的刚度。 我们可以根据公式推导出气体的密度。o5F物理好资源网(原物理ok网)

谐振器的特性(例如刚度)取决于温度和压力,并且它们的依赖性由校准测量确定并由测量仪器补偿。o5F物理好资源网(原物理ok网)

因此,唯一能影响共振频率的变量是液体的密度。 下面的等式说明了液体密度 ρ、谐振器特性(常数 A 和 B)和振荡频率 f 之间的关系:o5F物理好资源网(原物理ok网)

共振测量设备的工作原理:o5F物理好资源网(原物理ok网)

(1) 牢牢夹住谐振器的两端。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)激振器使管体振动。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)振动传感器检测振动频率。o5F物理好资源网(原物理ok网)

谐振器的形状和材料不固定。 因此,谐振器可以是圆管或方管。o5F物理好资源网(原物理ok网)

图1:谐振测量仪器的设计“1.振动传感器,2.谐波发生器,3.固定谐振器”o5F物理好资源网(原物理ok网)

2、利用共振原理进行密度测量的优点o5F物理好资源网(原物理ok网)

(1) 直接处理与简单的测试技术相结合是谐振器密度测量的最大优点之一,允许在添加介质后测量密度,无需任何进一步的调整。 由于密度值直接显示在数字显示屏上,因此可以排除读数错误。 无需对介质进行温度控制; 相反,温度是实时测量的。 此外,无需提取精确的体积。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)技术小型化仅需少量样品即可进行可靠的密度测定。 该功能在测量昂贵的流体介质时特别有用。 使用小样本还可以更轻松地确定密度测量的介质温度。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)可以在密闭系统中相应的压力下进行测量。 这对于某些介质(例如醇水混合物或气体)尤其重要。 如果没有适当的环境压力,此类介质就会蒸发,从而导致测量不正确。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(4)最终可以在极短的测量时间内得到测量结果。 共振密度记录仪还可以在过程中连续直接测量流量。o5F物理好资源网(原物理ok网)

3、利用共振原理进行密度测量的缺点o5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)该方法不允许直接溯源,即无法将测量的密度与该测量变量的国家标准(kg和m3)进行比较。 其原因是密度是使用测量的频率计算的,而不是通过质量(kg)除以体积(m3)获得的密度值。 根据频率计算密度需要至少两种密度已知的参考介质。 因此,只有通过这两种参考介质才能实现追溯。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)测量灵敏度受测量管特性影响。 测量管自重越小,对测量频率的影响越小密度计的使用原理密度计的使用原理,测量的灵敏度越高。 相反,高自重测量管不能用于测量低密度介质。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)谐振器的机械性能受压力和温度的影响而变化。 结果是测量频率发生变化。 这些影响可以通过在不同压力和温度点进行校准来补偿。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(4)频率还受到测量液体粘度的影响,这可能会增加测量的不确定度。 同时,测量液体中的气泡和谐振器的污染也会造成测量误差。 测量前必须将被测液体脱气并清洁谐振腔。o5F物理好资源网(原物理ok网)

4. 共振密度测量传感器的用途o5F物理好资源网(原物理ok网)

共振密度传感器特别适合对实验室和流程有不同精度要求的行业:o5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)在石油和天然气工业中,可用于测定其热值、能量含量或成分。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(2)在加油站,可以进行异物颗粒物的正确数值和测量。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)在运输过程中,可以测量正确的数值并检查介质。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(4) 在飞机上,监控燃油量并通过加油优化飞机的飞行距离。o5F物理好资源网(原物理ok网)

(5) 在发动机试验台上测试恒定的燃油品质。o5F物理好资源网(原物理ok网)

5、部分商用共振密度计:o5F物理好资源网(原物理ok网)

(1)本公司密度传感器DLO-M1:MEMS密度模块o5F物理好资源网(原物理ok网)

尺寸:66 x 30 x 15 毫米o5F物理好资源网(原物理ok网)

(2) Bopp & 密度计 DIMF 2.1:用于工艺过程中的密度测量o5F物理好资源网(原物理ok网)

尺寸:约。 650×450×150毫米o5F物理好资源网(原物理ok网)

(3)安东帕公司密度计DMA 5000:高精度通用仪器(0./cm3)o5F物理好资源网(原物理ok网)

尺寸:482 x 340 x 231 毫米o5F物理好资源网(原物理ok网)

(4)本公司UGC-密度计:用于工艺过程中的密度测量o5F物理好资源网(原物理ok网)

尺寸:约。 450×200×100毫米o5F物理好资源网(原物理ok网)

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