164642. lajstromszámú szabadalom • Berendezés és eljárás folyadék vagy gáz sűrűségének folyamatos érzékelésére differenciál sűrűségmérővel

3 164642 4 A találmány szerinti berendezés lényege teriát, hogy mérőérzékelőjének a mérendő közeg által átjárt mérő rezgőhengere és zárt térben elhelyezett etalon rezgőhengere van. Mindkét rezgőhengeren egy-egy gerjesztő-fej és egy-egy vevőfej 5 van elhelyezve. Mindkét rezgőhengerhez egy-egy erősítő tartozik, amelynek bemenétéhez a vevőfej, kimenetéhez a gerjesztőfej csatlakozik. Az erősítők kimenetéhez keverő és jelformáló, valamint célszerűen frekvencia-áram átalakító egység 10 és ehhez sűrűségi értékekben kalibrált Deprezműszer csatlakozik. A találmány szerinti berendezés továbbfejleszthető tömegáramlás meghatározására oly módon, hogy turbinás áramlásmérője, ehhez 15 csatlakozó elektronikus kijelző egysége, továbbá az előbbihez és a jelforrnáló kimenetéhez csatlakozó szorzó egysége, valamint célszerűen linearizálója van. A találmány szerinti üzemeljárás lényege, hogy 20 két rezgő mérőérzékelője közül a mérendő közeggel érintkező mérőérzékelő terét vákuum alá helyezzük, a másik érzékelő terét iners közeggel töltjük fel és az iners közeg nyomásának változtatásával a két érzékelő önfrekvenciáját 25 egymással egyenlővé tesszük. A két érzékelő önfrekvenciájának keverő és jelformáló áramkörrel képezett különbségét frekvencia-áram átalakítón át vezetjük a leolvasó műszerbe. Az üzemeljárás továbbfejleszthető tömegáramlás folyamatos mé- 30 résére oly módon, hogy a két rezgő mérőérzékelő önfrekvenciájának különbségét, valamint egy turbinás áramlásmérő jelét szorzó egységen keresztül az áramlásmérő elektronikus kijelző egységébe vezetjük be. 35 A találmány szerinti üzemeljárás néhány példaképpeni foganatosítási módját a találmány szerinti berendezés néhány példaképpeni kiviteli alakjának működésével kapcsolatban ismertetjük. Az 1. ábra a mérőérzékelő hosszmetszetét, a 2. 40 ábra a mérőberendezés tömbvázlatát, a 3—8. ábrák a berendezés különböző példaképpeni kiviteli alakjainak megfelelő tömbvázlatokat ábrázolják. 1. példa Az 1 mérőházban helyezkedik el a 2 mérő rezgőhenger, amely mentén a mérendő közeg 50 áramlik. Az összehasonlítás célját szolgáló és az előbbivel azonos 3 etalon rezgőhenger a mérendő közeggel nem érintkezik. A 2 és a 3 rezgőhengerek rezgésének gerjesztése akár elektromágneses, akár magnetostrikciós, akár kapacitív módon 55 történhet. A gerjesztést a 4, illetve 5 gerjesztőfejek végzik, hatásukra mindkét rezgőhenger önfrekvenciáján, maximális amplitúdóval rezeg. A hengerfalak elmozdulását a 6, illetve 7 vevőfejek érzékelik és az elmozdulási sebesség- 50 ékkel arányos frekvenciájú villamos jeleket szolgáltatnak. A 3 etalon rezgőhenger a 8 zárt térben helyezkedik el, amely a 9 csőcsonkon át tetszés szerinti nyomású iners közeggel tölthető fel. önfrekvenciája az inérs közeg nyomásának vál- 65 toztatásával szabályozható. A 2 mérő rezgőhenger környezetét vákuum alá helyezzük és a 8 tér nyomását úgy változtatjuk, hogy a 2 és a 3 rezgőhengerek önfrekvenciája azonos legyen, majd a 9 csőcsonkot lezárjuk. Űy módon 0 frekvencia különbséghez 0 közegsűrűséget rendeltünk. A 2 mérő rezgőhenger tömegéhez a rajta átáramló mérendő közeg tömege hozzáadódik és a közeg sűrűségétől függően megváltozik a rendszer önfrekvenciája. A közeg sűrűsége a 2 és a 3 rezgőhengerek önfrekvencia-különbségének négyzetével arányos. A 4 és 5 gerjesztőfejek, valamint a 6 és 7 vevőfejek az 1 mérőház 10 falában helyezkednek el. A mérendő közeggel sem elektronikus alkatrész, sem kivezetés nem érintkezik. A 2 és 3 rezgőhengerek állandó rezgésének fenntartására a 4 illetve 5 gerjesztőfej, a 6 illetve 7 vevőfej és a 11 illetve 12 erősítő visszacsatolt villamos és mechanikai hurkot alkot. A 4 ületve 5 gerjesztőfejek a 11 illetve 12 erősítők 16 illetve 17 kimenetére, a 6 illetve 7 vevőfejek pedig a 11 illetve 12 erősítő bemenetére csatlakoznak. (2. ábra) A 2 mérő és 3 etalon rezgőhenger 11 illetve 12 erősítőjének kimenőjelét a 13 keverő áramkörben .összekeverjük, majd a 14 jelformáló után a 19 kimeneten rendelkezésre áll a két rezgés frekvenciájának különbsége. A 15 frekvencia-áram átalakító után a 18 kivezetésen a sűrűségváltozásnak megfelelő áramváltozást kapunk. (2. ábra) A 18 kimeneten megjelenő analóg jelet a 20 Deprez-műszerbe vezetjük, amely közvetlenül sűrűségértékekben kalibrálható. (3. ábra) 2. példa A berendezés 19 kimenetén megjelenő frekvencia jelet nagy távolságra információ veszteség nélkül továbbíthatjuk. A távadás cáljára szolgáló 21 vezeték (4. ábra) telefontávíró összeköttetés, vagy más, minőségileg nem igényes átviteli rendszer lehet. A mérés pontatlansága nem növekszik, mert a sűrűségváltozásnak megfelelő frekvencia-változást lehet továbbítani. A mérési eredmények felhasználási helyén a jelet a 22 frekvencia-áram átalakítón át vezetjük a 20 Deprez-műszerbe. 3. példa A gyakorlatban legtöbbször előforduló, a teljes méréstartományon belül tetszőlegesen kiválasztható szűkebb méréstartományban tömegáramlás-mérést végzünk a 23 turbinás áramlásmérő érzékelő és ennek 24 elektronikus kijelző egysége felhasználásával. A 19 kimeneten megjelenő jelet a 25 szorzó egységen át a 24 elektronikus kijelző egységbe vezetjük (5. ábra). Egyszerű analóg 26 linearizáló-áramkör közbeiktatásával (6. ábra) a műszer teljes mérési tartományában lineáris tömegáramlás-mérés valósítható meg. 2