[发明专利]一种采用压阻式微悬臂梁在线快速测量流体密度的方法

摘要

本发明提供了一种采用压阻式微悬臂梁在线快速测量流体密度的方法，本发明不需要改变现有的装置即可实现在线测量；另外更重要的是，不需要获得悬臂梁在待测流体中的谐振频率，从而极大地节省了测量时间，为真正的在线和快速测量提供了保证，采用本发明所提供的方法，可以在几秒内甚至更短即可利用标定好的压阻式微悬臂梁实现待测流体密度的测量。

主权项

一种采用压阻式微悬臂梁在线快速测量流体密度的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将压阻式微悬臂梁浸没于密度已知为ρ1标准流体中，然后通过第一和第二焊盘(1、2)给压阻式微悬臂梁的激励线圈(9)提供一个频率为f和幅值为U1的正弦交流电，惠斯通电桥(8)通过第三、第五和第六焊盘(3、5、6)供给恒流电源，并使用锁相放大器通过第四和第七焊盘(4、7)测量惠斯通电桥(8)的输出，结果为V1；(2)再通过第一和第二焊盘(1、2)给压阻式微悬臂梁的激励线圈(9)提供一个频率仍为f但幅值为U2的正弦交流电，并使用锁相放大器测量惠斯通电桥(8)的输出，结果为V2；(3)通过升温或者降温改变先前标准流体的密度到ρ2，然后通过第一和第二焊盘(1、2)给压阻式微悬臂梁的激励线圈(9)提供一个频率仍为f和幅值为U1的正弦交流电，并使用锁相放大器测量惠斯通电桥(8)的输出，结果为V3；(4)再通过第一和第二焊盘(1、2)给压阻式微悬臂梁的激励线圈(9)提供一个频率仍为f但幅值为U2的正弦交流电，并使用锁相放大器测量惠斯通电桥(8)的输出，结果为V4；(5)根据以上测量结果以及密度工作方程ρ＝ak+b，确定密度工作方程中的待定参数a和b，此处，k为激励线圈(9)改变电压前后的惠斯通电桥(8)输出差值与激励线圈改变电压前后差值的比值，即k1＝(V1‑V2)/(U1‑U2)，k2＝(V3‑V4)/(U1‑U2)，联立方程ρ1＝ak1+b和ρ2＝ak2+b，即可唯一确定待定参数a和b；(6)将压阻式微悬臂梁浸没于待测流体中，然后通过第一和第二焊盘(1、 2)给压阻式微悬臂梁的激励线圈(9)提供一个频率仍为f和幅值为U1的正弦交流电，并使用锁相放大器测量惠斯通电桥(8)的输出，结果为V5；再通过第一和第二焊盘(1、2)给压阻式微悬臂梁的激励线圈(9)提供一个频率仍为f但幅值为U2的正弦交流电，并使用锁相放大器测量惠斯通电桥(8)的输出，结果为V6；根据这些测量结果确定k3值，k3＝(V5‑V6)/(U1‑U2)，然后根据密度工作方程ρ＝ak+b即可确定待测流体的密度。