[发明专利]采用微波的密度计

说明书

本发明涉及一种采用微波的密度计，更具体地说，涉及一种采用微波的、能以高精度测量悬浮物(悬浮的物质)或溶解物质密度的密度计。

通常已知的采用超声波的密度计可作为一种用于测量悬浮物(悬浮的物质)(例如泥浆和浆料)的密度的密度计。图1示出了这样一种采用超声波的、通常的密度计。

如图1所示，通过闸门阀2A和2B，把一根检测管道3配置在管道1A和管道1B之间。超声发射器4和超声接收器5彼此相对安置在一根管道壁上，以便接触在检测管道3中流动着的测量流体。一振荡器6与超声发射器4连接。一个衰减因子测量单元7与超声接收器5连接。

按照上述采用超声波的密度计，由振荡器6驱动超声发射器4，并且从超声发射器4发射超声波，这超声波在检测管道3的流体中传播并由超声接收器5接收。这时，超声波的强度根据液体中的悬浮物的密度而被衰减。超声接收器5按照所接收的超声波的强度产生电信号。从超声接收器5输出的接收信号提供给衰减因子测量单元7。在衰减因子测量单元7中，有事先决定的工作曲线，这工作曲线显示了悬浮物的密度与由悬浮物的密度而定的超声波的衰减因子之间的关系。衰减因子测量单元7根据上述工作曲线测量在流体中的悬浮物的密度，所述工作曲线基于由从超声接收器5输出的接收信号所显示的衰减因子。

不过在上述采用超声波的密度计中，存在下述一些问题。

(a)由于超声发射器4和超声接收器5接触流体，悬浮物粘附于它们的接触表面，而这一点成为引起测量误差的一个因素。由于这一点，需要清洗超声发射器4和超声接收器5的接触表面。实际上，悬浮物(例如泥浆)是易于粘附在它上面的，必须常常进行这样的清洗。

(b)可以通过把超声发射器4和超声接收器5安装在检测管道3的外边的方式来解决上述问题。然而，在这种情况下，必须把超声发射器4和超声接收器5所在的、检测管道3的那部分的厚度减薄，以减小超声波在检测管道3的壁部分中的衰减。由于这一点，就存在一个强度和耐久性问题。检测管道3也受到振动的影响，而且这成为引起测量误差的一个因素。

(c)此外，与流体比较，超声波的衰减因子在气体中是极大的。因此，如气体泡混合进流体中，超声波在气体中的衰减变得比由于悬浮物所产生的衰减更大。结果，测量不出要测量的流体的密度。或者，会得到明显过高的密度的测量结果。

要解决上述问题，在这种类型的采用超声波的密度计中，有一种具有消除气泡机制的密度计。使用这种具有气泡消除机制的密度计时，在一预定的取样期间，把要测量的流体引入一压力气泡消除室。给压力气泡消除室的里面加压，而且气泡被溶解了。此后，用超声波测量在要被测量的流体中的悬浮物的密度。然而，甚至在这种类型的密度计中，由于是在一预定的取样期间对流体取样，不能进行连续测量。况且，由于进行取样和加压，需要提供可机械移动的机构。因此操作的可靠性低。

(d)此外，上述采用超声波的密度计利用了这样一个事实，即超声波被测量物质所分散并被衰减。由于这一点，这种类型的密度计不易用于物质完全溶于流体中的情况。

EP0487798A和EP0268399A号专利申请公开了采用微波对流体进行测量的装置。EP-A 0487798号专利涉及的是一种水含量监测系统，其中，微波通过一种含水的油流和一种参考流体来传输。将该被传输的微波加到在另一输入口接收一相移微波的混频器上。该混频器对该作为一参考微波的相移微波和检测中的微波进行混频，并提供两个表示其相位的电信号。把这些电信号加到一个差分放大器上进行混频，该放大器根据这些信号之间的差别产生一输出信号。

EP-A0268399公开了一种测量流体混合物的微波装置。其中，发生器发出能变频的微波信号，这些信号被加到含有待测流体的测量管中。一个信号接收器监测频率的变化并把一个差频信号传送到一个频率计数器。该发生器可以以一种正常的1.60GHz工作频率进行操作。

本发明的目的是要提供一种能以高精度测量悬浮物的密度的采用微波的密度计。

上述目的可通过下述本发明的密度计来达到。