[实用新型]一种音叉式流体密度变送器

说明书

技术领域

本实用新型属于液体传感器检测技术领域，具体涉及一种音叉式流体密度变送器。

背景技术

密度是液体的重要物理性质，测量液体密度是医药、食品、石油化工等诸多行业实现产品质量控制的重要手段之一。因此，液体密度的测量对企业有着十分重要的意义。传统的液体密度测量方法，如天平称量法、密度瓶法、浮计法等，这类方法主要是手动操作、人工读数，其测量过程复杂、采样量大、耗时长，且易受人为因素的影响，故只能用于非连续的测量场合，不能将物理量转换成电信号进而实现直观的数字显示和生产过程的在线测量，因此无法实现生产过程控制的自动化。

音叉式流体密度检测装置是根据音叉谐振原理在线检测流体密度，在密度变送器工作过程中被测流体流过音叉式密度变送器便可检测出流体的密度。音叉的谐振频率与音叉物理特性有关，根据谐振频率与音叉内流体质量的相关公式，测得其谐振频率即可测得流体质量，而音叉管臂内容积一定，进而测得流体的密度。现有的单U型密度变送器，测得流体密度的精度低、体积大且比较重。

实用新型内容

针对以上问题的不足，本实用新型提供了一种音叉式流体密度变送器，通过音叉的振动频率实时测量管路内流动液体的密度、浓度，本实用新型体积小、重量轻、精度高且便于安装。

为实现上述目的，本实用新型一种音叉式流体密度变送器，包括音叉体、检测器和驱动器，所述音叉体包括两个镜像设置的U型管臂以及两U型管臂对应两端吻合后连接的两根平行的引出管，所述两根引出管插接在固定基座上，通过两引出管的管口输入或输出待测流体；

在两个U型管臂上镜像设置有一对横梁，在两横梁之间分别设置有第一磁芯机构和第二磁芯机构，所述第一磁芯机构的外围设置有第一线圈，所述第二磁芯机构的外围设置有第二线圈，所述第一磁芯机构与第一线圈构成所述检测器，用于检测音叉体的振动频率；所述第二磁芯机构与第二线圈构成所述驱动器，用于提供驱动力以维持音叉体的持续振动。

检测器的检测线圈通过嵌入引铁内的永久磁铁可以将音叉的机械振动转化为电信号，电信号经功率放大器通过驱动器的驱动线圈在引铁上产生电磁力驱动音叉臂维持振动，音叉体的振动频率与液体密度具有一定的函数关系，以实现对液体密度的实时在线测量。

进一步地，所述第一线圈和第二线圈均为管状线圈，该第一线圈和第二线圈并列套设在两个对称的弧形线圈卡中，所述弧形线圈卡通过一支撑架与所述固定基座相连。

进一步地，所述支撑架是由两块支撑板构成的人字支架。

进一步地，所述第一磁芯机构和第二磁芯机构均设有两块引铁，每一个磁芯机构中的两块引铁分别相对设置在两横梁上，在其中一块引铁上固定有永久磁铁。

进一步地，所述第一磁芯机构中的永久磁铁和第二磁芯机构的永久磁铁位于同一横梁上的引铁中。

进一步地，所述引铁通过螺丝固定在所述横梁上。

进一步地，同一磁芯机构中的两引铁之间的相对间隙为2mm。也是为了留有空间让音叉臂可以自由振动。

进一步地，所述引铁为圆柱形。

进一步地，所述第一磁芯机构和第一线圈之间以及第二磁芯机构和第二线圈之间均留有能让音叉臂自由振动的间隙。

进一步地，所述引出管上贴附安装有用于检测管路温度的温度计。所述温度计用于实时检测管路内的液体温度，补偿音叉体的弹性模量变化，以提高对液体密度的检测精度。

由上述方案可知，本实用新型提供的一种音叉式流体密度变送器，根据音叉振动原理采用电磁驱动方式维持音叉体的持续振动，通过音叉的振动频率实时测量管路内流动液体的密度、浓度，本实用新型体积小、重量轻、精度高且便于安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1(a)为音叉结构图；

图1(b)为图1(a)的音叉运动等效图；

图1(c)为图1(b)的进一步运动等效图；

图1(d)为金属薄壁管构成的音叉结构图；

图2为实施例一音叉式密度变送器结构图一；

图3为实施例一音叉式密度变送器结构图二；

图4为实施例一音叉式密度变送器结构图三；

图5为实施例一音叉式密度变送器剖视图；

图6为本实施例振荡频率与液体密度之间的非线性关系图。