DE2116410A1 - Vorrichtung zur_ Messung der Massen dichte eines Stromungsmittels - Google Patents
Vorrichtung zur_ Messung der Massen dichte eines StromungsmittelsInfo
- Publication number
- DE2116410A1 DE2116410A1 DE19712116410 DE2116410A DE2116410A1 DE 2116410 A1 DE2116410 A1 DE 2116410A1 DE 19712116410 DE19712116410 DE 19712116410 DE 2116410 A DE2116410 A DE 2116410A DE 2116410 A1 DE2116410 A1 DE 2116410A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tube
- mass density
- fluid
- base
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/74—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables of fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
- G01N2009/006—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis vibrating tube, tuning fork
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
COMPAGNIE DES C0MPTEÜRS
42, Rue Saint-Dominique
75 Paris 7e/Frankreich
42, Rue Saint-Dominique
75 Paris 7e/Frankreich
Vorrichtung zur Messung der Massendichte eines Strömungsraittels
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Maesendichte eines flüssigen oder gasförmigen Strömungsmittel
mit einem schwingenden rohrförmigen Körper, durch den das Strömungsmittel strömt.
Es ist bereits eine große Anzahl von Vorrichtungen zur Messung der Massendichte von Strömungsmitteln bekannt,
bei denen das zu messende Strömungsmittel in rohrförmigen oder ballonförmigen Behältern enthalten ist, die in eine
schwingende Bewegung versetzt werden. Diese Behälter bilden dann einen Bestandteil einer Anordnung, die einen
gut konstanten mechanischen Steifigkeitskoeffizienten
hat. Die Frequenz der aufrechterhaltenen freien Schwingungen liefert dann ein Maß für die Massendichte des
in den Behältern enthaltenen Strömungsmittel. Da die herkömmlichen Vorrichtungen im allgemeinen in einer
einfachen Schwingungsform schwingen, in den meisten Fällen in Biegeschwindungen, sind die sich bei der
Einführung der Flüssigkeit und der Änderungen ihrer M^ssendichte ergebenden Frequenzänderungen dem Absolutwert
nach verhältnismäßig klein.
10984&/1U2
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, bei welcher die absolute Änderung der
erhaltenen Frequenz und demzufolge die Empfindlichkeit der Meßvorrichtung infolge der Verwendung einer besonderen
Schwingungsform wesentlich vergrößert ist.
Nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung der Massenäichte eines Strömungsmittels mit einem
langgestreckten TJ-Rohr, das starr an einem Sockel befestigt ist und von dem Strömungsmittel durchströmt
wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen, mit denen das Ü-Rohr in Torsionsschwingungen versetzt wird, und
durch Einrichtungen zur Messung der Frequenz dieser Schwingungen als Maß für die Massendichte des Strömungsmitteis.
Die Einrichtungen, mit 5. an en das U-Rohr in Torsionsschwingungen
versetzt wtrfl sinfi gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung dadurch gebildet,
daß an dem Sockel ein SchwingungBf !.!hler befestigt ist,
der über einen Verstärker elektrisch mit zwei Erregungsspulen verbunden ist, deren Achsen senkrecht zu der
Mittelebene des U-Rohres liegen, und die jeweils auf eine der Schenkel des U-Rohres in gleichen Abständen
vom Sockel so einwirken9 daß sie ein wechselndes Drehmoment
in Bezug auf die Mittelachse des U-Rohres aufrechterhalten,
Eßä daß asj Ausgang des Verstärkers ein
Frequenzmesser angeschlossen ist.
Die erfihdungsg@äsä£e Yosriohtung ergibt außer einer
Erhöhung der Empfindlichkeit noch den Vorteil, daß sie eine in wesentlichen lineare Kennlinie in einem
Meßbereich aat{ iß weloheoa dia Massendichte des zu. messenden
Ströiaungsaittsls eicht zu große Werte so nimmt.
109845/1142
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels· In der Zeichnung zeigen:
Fig.1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und
Fig.2 die Verformung des U-Rohres bei den Torsionsschwingungen·
Fig.1 zeigt einen massiven Sockel 1, beispielsweise aus
Metall, durch den zwei parallele zylindrische Löcher 10 und 11 vom einen bis zum anderen Ende hindurchgebohrt sind. Ein
U-förmig oder haarnadelförtnig gebogenes Rohr 2 ist durch
die Löcher 10 und 11 durch den Sockel 1 hindurchgeführt
und in diesem starr befestigt. Die freien Enden 5 und 6 des Rohres ermöglichen den Eintritt des Strömungsmittels,
dessen Massendichte gemessen werden soll, in die Schenkel 3 und 4 des U-Rohres bzw. den Austritt aus diesen Schenke In.
Die x-Achse ist die Mittelachse des U-Rohres, d.h. die Achse, die im Mittelpunkt 0 der Einspannpunkte 12 und
13 des U-Rohres parallel zu den Schenkeln 3 und 4 senkrecht auf dem Sockel steht«
Ein Schwingungsfühler 8, beispielsweise ein Scheibchen
aus piezoelektrischem oder magnetostriktivem Material,
ist am Sockel 1 befestigt und elektrisch mit einem Verstärker 9 verbunden, an dessen Ausgang einerseits zwei Erregungsspulen 7, 7* und andrerseits ein Frequenzmesser 16 angeschlossen
sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Spulen 7 und 7* zu beiden Seiten der Mittelebene
des U-Rohres angeordnet. Sie üben auf den Schenkel 4 bzw. auf den Schenkel 3 des Rohres, von dem angenommen wird,
daß es aus magnetischem Material besteht, Anziehungsund Abstossungskräfte A von entgegengesetzten Richtungen
109845/1142
mit der Erregungsfrequenz der Anordnung aus, wodurch die AufrechternaItung von Torsionsschwingungen durch Erzeugung
eines Drehmoments P in Bezug auf die x-Achse unter Benachteiligung
andrer Schwingungsformen begünstigt wird.
Daraus ergibt sich eine wechselnde Drehbewegung des gebogenen Endes 2 des U-Rohres um die χ-Achse. Die
Verformung des Systems ist der in einer bifilaren Aufhängung erzeugten Verformung analog, wie in Fig.2
gezeigt.Das gebogene Ende 2 dreht sich nämlich um einen Winkel θ und erfährt dabei eine geringfügige Rückwärtsbewegung
ζ zum Sockel 1 hin, so daß es die Stellung 2* einnimmt. Die Schenkel 3 und 4 werden verwunden und
abgebogen, so daß sie die Stellungen 3f bzw. 41 einnehmen.
Wenn kein Strömungsmittel vorbanden ist,besteht eine genau
definierte Resonanzfrequenz FQ des Systems (Grundfrequenz),
die folgenden Wert hat:
Darin bezeichnen I0 das Trägheitsmoment des um die χ-Achse
verformbaren Systems und K die Torsions konstante um diese Achse.
Der Schwingungsfühler θ empfängt die so erzeugten Schwingungen
und hält mit Hilfe des Verstärkers 9 und der Spulen 7 und 7* die Schwingungsbewegung aufrecht. Die
Einführung des Strömungsmittels verändert das Trägheitsmoment, das.dann den Wert I = In+ ße annimmt, wobei Q die
Massendichte des Ströaungsmittels und Q ein konstanter
Koeffizient sind.
109845/1142
Wenn angenommen wird, daß der Torsionskoeffizient K praktisch konstant ist, wird dann die Schwingungsfrequenz
des Systems :
Dies kann auch folgendermaßen geschrieben werden:
Ό ***λ "ΠΙ i Λ
·
wenn I0 groß gegen das Glied ß ist.
Es ist zu erkennen, daß die Frequenzkennlinie bei einer Äuderung der tfassendichte Q in einem Messintervall, in
dem ξ kleine Werte behält, näherunggweise eine Gerade ist.
Der Frequenzmesser 16 kann für ein gegebenes Strömungsmittel direkt eine Hassendichtenskala aufweisen.
Falls das Material des U-Rohres nicht selbst magnetisierbar
ist, kann man beispielsweise Ringe 14, 14* aus magnetischem Material auf der Höhe der Spulen 7 bz ♦ 7'
auf den Schenkeln 4 bzw. 3 anbringen. Es ist auch vorteilhaft, an dem dem U-Rohr zugewandten Ende jeder Spule einen
Vormagnetisierungs-Permanentmagnet 15 bzw. 15' anzubringen.
Um eine Verschiebung der Grundfrequenz des schwingungsfähigen Systems zu vermeiden, die durch eine Temperaturänderung
verursacht wird, welche den im Ausdruck für die Frequenz F auftretenden Torsionskoeffizient K verändern
könnte, kann eine zweite Vorrichtung vorgesehen werden, die der beschriebenen Vorrichtung gleich ist und die gleiche
Grundfrequenz FQ hat. Durch diese zweite Vorrichtung strömt
109845/1142
kein Strömungsmittel, aber sie ist in der Hahe der ersten
Vorrichtung so angeordnet, daß sie annähernd die gleiche Temperatur annimmt. Ihre Schwingungsfrequenz sei mit F2
bezeichnet. Man bildet durch Überlagerung in einer Misch stufe mit anschließendem Tiefpaßfilter die Differenz
der Frequenzen (F2 - F0), die von dem Frequenzmesser
gemessen wird.
Aus den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) folgt:
Die Größe ™ -r,
d
U ο
ist temperaturunabhängig; die die Differenzfreqaenz F2-Fq
liefernde Anordnung besitst einen Temperaturkoeffizient,
der klein gegen denjenigen äsr Torrichtung mit einem
einzigen Schwinger ist, welche die Frequenz F^ liefert.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte
und beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise
können die Erregungsapulen auf der gleichen Seite der Mittelebene des U-Rohres angeordnet werden, wenn sie
gegenphasig gespeist werden, beispielsweise mit Hilfe eines Gegentaktverstärker. Es können auch andere Maßnahmen
vorgesehen werden, um das U-Rohr in Torsionsschwingungen zu versetzen, beispielsweise mit Hilfe
von elektro-striktiven Elementen, die auf das Rohr aufgeklebt
werden.
Die Erfindung eignet sich für die Messung der Massendichte von Gasen und Flüssigkeiten.
: Patentansprüche
109845/1142
Claims (5)
- Pate ntansprüche(i. )Vorrichtung zur Messung der Massendichte eines Strömungs- ^ mittels mit einem langgestreckten U-Rohr, das starr an eines Sockel befestigt ist und von dem Strömungsmittel durchströmt wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen, mit denen das U-Rohr in Torsionsschwingungen versetzt wird, und durch Einrichtungen zur Messung der Frequenz dieser Schwingungen als Maß für die Massendichte des Strömungsmittels·
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Sockel ein Schwingungsfühler befestigt ist, der über einen Verstärker elektrisch mit zwei Erregungsspulen verbunden 1st, deren Achsen senkrecht zu der Mittelebene des U-Rohres liegen« und die jeweils auf . , einen der Schenkel des U-Rohres in gleichen Abständen vom Sockel so einwirken, daß sie ein wechselndes Drehmoment in Bezug auf die Mittelachse des U-Rohres aufrechterhalten, und da& am Ausgang des Verstärkers ein Frequenzmesser angeschlossen 1st. - >
- 3· . Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung der Achse jeder Erregungsspule ein Ring aus Magnetischen Material um das U-Rohr gelegt ist·
- 4· Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den U-Rohr zugewandten Ende jeder Erregungsspule ein Vormagnetisierungs-Permanentmagnet angeordnet ist.
- 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation des Einflusses von TeoperatürSchwankungen eine zweite Vorrichtung gleicher Art, die kein Strömungsmittel enthält, in der109845/1142Nähe der ersten Vorrichtung angeordnet ist, und daß die von den beiden Vorrichtungen gelieferten elektrischen Schwingungen dem !frequenzmesser über eine Mischstufe mit nach- . folg-endem Tiefpassfilter zugeführt werden.109845/1142
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7012318A FR2086671A5 (de) | 1970-04-06 | 1970-04-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2116410A1 true DE2116410A1 (de) | 1971-11-04 |
Family
ID=9053463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712116410 Pending DE2116410A1 (de) | 1970-04-06 | 1971-04-03 | Vorrichtung zur_ Messung der Massen dichte eines Stromungsmittels |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3728893A (de) |
DE (1) | DE2116410A1 (de) |
FR (1) | FR2086671A5 (de) |
GB (1) | GB1351390A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3744326A1 (de) * | 1986-12-29 | 1988-07-07 | Kyoto Electronics Mfg | Nachweisverfahren fuer die schwingungsdauer fuer einen schwingungs-araeometer |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5922515Y2 (ja) * | 1976-07-20 | 1984-07-05 | 横河電機株式会社 | 振動式密度計 |
US4127028A (en) * | 1977-06-07 | 1978-11-28 | Halliburton Company | Coriolis mass flow rate metering means |
USRE31450E (en) * | 1977-07-25 | 1983-11-29 | Micro Motion, Inc. | Method and structure for flow measurement |
SE442247B (sv) * | 1984-02-14 | 1985-12-09 | Svenska Traeforskningsinst | Anordning for att i en suspension med atminstone tva typer av suspenderade emnen var for sig meta halten av varje emnestyp |
IL71488A (en) * | 1984-04-10 | 1988-05-31 | Yissum Res Dev Co | Pressurized flow densitometer for fluid pvt measurement |
US4655075A (en) * | 1984-09-26 | 1987-04-07 | University Of Delaware | Vibrating tube densimeter |
CH669671A5 (de) * | 1986-02-24 | 1989-03-31 | Hatschek Rudolf A | |
EP0469448A1 (de) * | 1990-07-28 | 1992-02-05 | KROHNE MESSTECHNIK MASSAMETRON GmbH & Co. KG | Massendurchflussmessgerät |
US9341059B2 (en) * | 2009-04-15 | 2016-05-17 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications |
FR2962055B1 (fr) * | 2010-07-02 | 2012-10-12 | Instrumentation Scient De Laboratoire Isl | Procede de nettoyage du tube en u de la cellule de mesure d'un densimetre |
ITTO20120722A1 (it) * | 2012-08-10 | 2014-02-11 | Istituto Sperimentale Italiano Laz Zaro Spallanza | Dispositivo e processo label-free per la rilevazione e la caratterizzazione di fluidi mediante un sistema di circolazione microfluidica sospeso e vibrante |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2943476A (en) * | 1955-08-08 | 1960-07-05 | Simmonds Aerocessories Ltd | Liquid densitometers |
US3218851A (en) * | 1961-05-24 | 1965-11-23 | Anatole J Sipin | Mass flowmeter systems |
DE1598542A1 (de) * | 1965-11-30 | 1970-04-16 | Hummel Dr Heinz | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dichte von gasfoermigen und fluessigen Stoffen |
-
1970
- 1970-04-06 FR FR7012318A patent/FR2086671A5/fr not_active Expired
-
1971
- 1971-04-03 DE DE19712116410 patent/DE2116410A1/de active Pending
- 1971-04-05 US US00131016A patent/US3728893A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-04-19 GB GB993271*[A patent/GB1351390A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3744326A1 (de) * | 1986-12-29 | 1988-07-07 | Kyoto Electronics Mfg | Nachweisverfahren fuer die schwingungsdauer fuer einen schwingungs-araeometer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2086671A5 (de) | 1971-12-31 |
GB1351390A (en) | 1974-04-24 |
US3728893A (en) | 1973-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0849568B1 (de) | Coriolis-Massendurchfluss-/-Dichte-Aufnehmer mit einem einzigen geraden Messrohr | |
DE3782944T2 (de) | Ferromagnetische antriebe und geschwindigkeitswandler fuer einen coriolis-massendurchflussmesser. | |
DE69504815T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung von kenngrössen eines oszillierenden systems | |
DE69633208T2 (de) | Coriolis-Massendurchflussmesser | |
DE10002635C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Größe eines Massendurchflußmeßgeräts | |
DE102010035341B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Mediums mit einem Coriolis-Massedurchflussmessgerät | |
DE3750546T2 (de) | Verfahren und Gerät zum Messen des Massendurchflusses. | |
DE2116410A1 (de) | Vorrichtung zur_ Messung der Massen dichte eines Stromungsmittels | |
DE3329544A1 (de) | Massedurchflussmesser | |
DE2353339A1 (de) | Wandlereinrichtung | |
DE3503841A1 (de) | Massedurchflussmesser | |
EP0749006A1 (de) | Coriolis-Massedurchflussaufnehmer mit einem einzigen Messrohr | |
DE2504275B2 (de) | Schwebekoerper-durchflussmesser mit einem elektrischen messumformer | |
DE102008035877A1 (de) | Meßwandler vom Vibrationstyp | |
DE102017125271A1 (de) | Massedurchflussmessgerät nach dem Coriolis-Prinzip mit mindestens zwei Messrohrpaaren | |
DE2008541B2 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Masse von in einem Strömungsmedium enthaltenem Material und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens | |
DE102016100952A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts und entsprechendes Coriolis-Massedurchflussmessgerät | |
CH669671A5 (de) | ||
DE69304197T2 (de) | Gleichstromrückkopplungsschaltung mit abtast- und halteschaltungen | |
CH615506A5 (de) | ||
DE3131455A1 (de) | Magnetostriktiver wegmesser | |
DE10210061A1 (de) | Coriolis-Massedurchflußmesser zur Konzentrationsmessung | |
EP0871017B1 (de) | Coriolis-Massedurchflussaufnehmer mit einem Messrohr | |
DE3304520A1 (de) | Ultraschall-wegmesser | |
DE3124506A1 (de) | Massendurchflussmesser und auswerteschaltung dazu |