179536. lajstromszámú szabadalom • Készülék folyadék sűrűségének rezgőrendszerű mérőérzékelők alkalmazásával történő folyamatos mérésére
179536 a sűrűséggel egyértelmű összefüggésben van. Az fm mérő frekvencia függvénye az s sűrűségnek, a p túlnyomásnak és a T hőmérsékletnek: fm =F(s) + k,p + MT-20) Az (F(s) szimbolizálja az összefüggést a sűrűség és az fm mérő frekvencia között az atmoszférikus nyomás és 20 °C hőmérséklet mint referencia feltétel mellett. A k! és k2 arányossági tényezők. Az fr referencia frekvencia függvénye a túlnyomásnak és a hőmérsékletnek: fr = fo+k,p + k3(T-20) Az f0 a 3 kompenzáló rezgőhenger frekvenciája a definiált referencia feltételek mellett. A fenti összefüggésben a nyomásfüggést meghatározó tagok arányossági tényezői egyformák, mert a 2 mérő rezgőhenger és a 3 kompenzáló rezgőhenger egyforma. A hőmérsékletfüggést meghatározó tagok arányossági tényezői különböznek, mivel a referencia közeg sűrűsége hőmérsékletfüggő és a sűrűségtől viszont függ a 3 kompenzáló rezgőhenger rezonancia frekvenciája. Az fm mérő frekvencia és az fr referencia frekvenciajel az A frekvencia különbségképző áramkör bemeneti jelei, mely a két frekvenciajel különbségének az abszolút értékét képezi. Az fr referencia frekvencia értéke a méréstartomány kezdetéhez tartozó maximális fm mérő frekvencia értékénél is nagyobb. A különbségi ftekvenciajel növekvő sűrűség mellett nő, mivel az fm mérő frekvencia értéke ugyanakkor csökken. Ez a további jelfeldolgozásnál előnyös. Az A frekvencia különbségképző áramkör kimeneti jele tehát: fr-fm=fo+(k3-k2)(T-20)-F(s) Az fr-fm különbségi frekvenciajel nyomásfüggést elvileg már nem mutat, a gyakorlatban elhanyagolható a mérési hiba nyomásegyütthatója, de jelentős még a hőmérsékletfuggés. A B hőmérséklet-feszültség átalakító bemeneti jele a H ellenálláshőmérő R jele. Az átalakító a következő összefüggéssel állít elő a kimeneti kapcsain U hőmérsékleti kimenő feszültséget’ U = U0 + k4 (T-20) Az U0 konstans értékű feszültségkomponens, a k4 pedig arányossági tényező. Az A frekvencia különbségképző áramkör és a B hőmérséklet-feszültség átalakító egységek kimeneti jelei képezik a C hőmérsékleti kompenzációs egység bemeneti jeleit. Ez az egység az U hőmérsékleti kimenő feszültség értékével arányosan csökkenti a különbségi frekvenciát, tehát kimenő jele fk; hőmérséklet és nyomáskompenzált frekvenciajel: 5 fki= (fr-fm) -ks (U0 + k4/T-20/) Az arányossági tényezők értékei úgy vannak megválasztva, hogy k3-k2 = k4 • ks egyenlőség fennáll- 10 jón. Ez esetben ugyanis az fki hőmérséklet és nyomáskompenzált frekvenciajel nem függ a hőmérséklettől sem. Behelyettesítve: fki=fo -k5U0 -F(s) 15 A 3. ábra tömbvázlata szerint a teljes mérőérzékelő működése követhető. A 2 mérő rezgőhengert az 5 gerjesztő tekercs és a 7 detektáló tekercs, valamint a 10 erősítő zárt hatásláncban állandó rezgésben tartja. 2o A3 kompenzáló rezgőhengert a 4 gerjesztő tekercs és 6 detektáló tekercs, valamint a 11 erősítő zárt hatásláncban állandó rezgésben tartja. Az fm mérőfrekvencia, az fr referencia frekvencia és az ellenálláshőmérő R jele az A frekvencia különbségképző áramkörre, a B 2j hőmérséklet-feszültség átalakítóra és a C hőmérsékleti kompenzációs egységre a 3. ábrán összevontan 12 egységre jut. A 12 egység előállítja az üzemi sűrűségnek megfelelő fkj hőmérséklet és nyomáskompenzált villamos frekvenciajelet, mint a mérőérzékelő 3q kimenőjelét. A találmány szerinti érzékelő előnye az ismert érzékelőkhöz képest, hogy nehéz ipari körülmények között laboratóriumi pontosságú mérésre alkalmas. Annak a felismerésnek a megvalósítása, hogy két, 35 geometriailag azonos, csak a belsejükben folyadékkal érintkező, mindkét végén mereven befogott, egymással csak nyomásközvetítő elemmel összekapcsolt rezgőhenger hőérzékelővel kompenzált különbségi frekvenciája, gyakorlatilag nyomás és hőmérsékleti hi- 4Q bamentes üzemi folyadéksűrűségmérést tesz lehetővé. Szabadalmi igénypont: 45 Készülék folyadékok sűrűségének rezgőrendszerű mérőérzékelők alkalmazásával történő folyamatos mérésére, a belső felületén a mérendő közeggel, külső felületén levegővel érintkező, mindkét végén befogott mérő rezgőhengerrel (2) azzal jellemezve, hogy a 50 mérő rezgőhengerrel (2) azonos geometriájú, referencia közeggel töltött, külső felületén levegővel érintkező, mindkét végén befogott, a mérendő közeghez nyomásközvetítő elemmel (8) kapcsolódó, hőérzékelőt (9) tartalmazó kompenzáló rezgőhengere (3) 55 van-3 rajz, 3 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 83.4148 - Zrínyi Nyomda, Budapest 3
