谐振筒式液体密度传感器制造技术

本发明专利技术公开了谐振筒式液体密度传感器，包括壳体和设置在壳体内且沿壳体轴向延伸的振动筒，所述壳体内还设置有不少于一个用于驱动振动筒震动的激励器和检测振动筒振动频率的拾取器；所述激励器和拾取器与振动筒直接接触，所述壳体包括连接为一体的侧面和上下两个端面，所述侧面与上下两个端面通过波纹管焊接为一体；所述壳体侧面外表面固定安装有用于固定密度传感器的安装支架。本发明专利技术提供的谐振筒式液体密度传感器通过测量拾取线圈中电压信号的频率实现被测液体密度的功能，具有高测量精度、高机械强度、高电磁屏蔽的特点，且能在复杂条件下直接测量液体介质密度的特性，用于航空航天燃油密度测试和自动生产线在线密度测试。

Resonant cylinder liquid density sensor

The invention discloses a resonance tube type liquid density sensor, which comprises a casing and is arranged in the housing and extends along the axial vibration of cylinder shell, the shell is also provided with at least one cylinder for driving vibration vibration exciter and detection of vibration cylinder vibration frequency pickup; which is in direct contact with the driver and a pickup and vibrating cylinder the housing includes a connection, as one side and two end faces, the side and the end face two through the corrugated pipe welded into one side of the shell; the outer surface is fixedly provided with a mounting bracket for a fixed density sensor. The invention provides a resonance tube type liquid density sensor to achieve the measured liquid density function by a voltage signal pickup coil in frequency, has the advantages of high measuring accuracy, high mechanical strength, high electromagnetic shielding, and characteristic in complex conditions of direct measurement of liquid medium density, fuel density and test for aerospace automatic production line density test.

【技术实现步骤摘要】
谐振筒式液体密度传感器
本专利技术涉及航空计量仪器
，具体涉及谐振筒式液体密度传感器。
技术介绍
密度是液体的非常重要的物理性质之一，测量液体密度是石油、化工、食品、医疗、电力、造纸等诸多行业实现产品品质监测、控制和分析的重要手段。例如，在石油炼制的蒸发、吸收、裂解和蒸馏等工艺中，密度是必不可少的检测与控制项目；在化工、轻工酿造、制糖、奶制品等行业中，密度不仅是各种产品的一项重要指标，而且是指导生产各个环节的重要参量；在进出口商品检验项目中，密度同样是必备的技术指标，以此判定商品是否符合要求。另外，液体密度在科研方面也是十分重要的参数之一，在现代生物医学领域中，对人体的体液(血液、淋巴液等)密度的测量已经成为医学临床和基础研究的一种重要方法；在航天尖端科研上，准确确定火箭推进器中贮存液态氧的密度，关系到火箭的发射质量乃至成败；同时，由于海水密度是海水混合、大洋环流、水声传播和资源探测等方面研究的重要参数之一，因此对海水密度的准确测量在航道和军事测量等领域有重大意义。综上所述，液体密度的测量对企业和科学研究都具有十分重要的意义。目前，用于液体密度测量最直接的测量手段为比重计测量，但该种手段只能在安全的环境条件下进行测量，且为现场直接读数，在复杂环境或者无法直接读数的环境下无法采用，特别是飞机的燃油测量。目前国内飞机燃油的密度测量方式主要采用间接测量。间接测量主要采用介电常数补偿传感器和温度传感器两种方式。介电常数补偿传感器是在飞机燃油测量系统中增加一只或者几只介电常数补偿传感器，测量油箱中燃油的介电常数，利用介电常数与燃油密度之间的关系计算飞机的燃油密度，从而计算出飞机油箱中剩余的燃油质量。该种测量方法的缺点是介电常数补偿传感器测量方法本身就是一种粗放式的测量方法，误差较大，且介燃油电常数与密度之间的关系并非是恒定不变的，导致整个飞机燃油量测量的误差增大。另一种检测测量的方法采用温度传感器测量燃油温度，采用燃油温度与密度的对应关系计算燃油密度。该种测量方法的缺点是飞机油箱中的燃油介质并非是纯净的，存在其他介质，且温度传感器传感器输出的电阻信号值较低，很容易受到机上电缆自身电阻的影响，误差较大，从而使计算出来的燃油油量误差较大。上述两种燃油密度的测量方式是国内燃油测量对密度补偿的主要手段。目前，国内飞机没有有效的直接测量燃油密度的方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中没有直接测量飞机燃油密度的装置，且间接测量飞机燃油密度的装置测量结果误差较大的问题，提供一种高测量精度、高机械强度且能在复杂条件下直接测量液体介质密度的谐振筒式液体密度传感器。本专利技术提供的谐振筒式液体密度传感器，其技术方案为：所述密度传感器包括壳体和设置在壳体内沿且壳体轴向延伸的振动筒，所述壳体内还设置有用于驱动振动筒震动的激励器和检测振动筒振动频率的拾取器。所述激励器和拾取器与振动筒直接接触，所述壳体包括连接为一体的侧面和上下两个端面，所述侧面与上下两个端面通过波纹管焊接为一体。所述壳体侧面外表面固定安装有用于固定密度传感器的安装支架，便于密度传感器固定安装在工作台或者机械上。所述振动筒与壳体之间形成将激励器和拾取器封闭在内的空腔，避免密度传感器在工作过程中被待测液体进入墙体内，影响测量精度，同时还具备电磁屏蔽功能，减少飞机上个电子元件对密度传感器测量结果造成干扰，提高测量结果的准确度。所述密度传感器使用过程中，由于振动筒在长期振动条件下工作，振动筒与壳体连接处易出现疲劳断裂，影响密度传感器的使用寿命。所述波纹管不仅可以作为密封隔离元件，使振动筒与壳体形成密封效果良好的密封件，还可以作为柔性连接件，缓冲振动筒的在长期振动条件下对壳体及焊接处产生的应力，避免壳体及壳体与振动筒连接处出现疲劳断裂，延长密度传感器的使用寿命。所述密度传感器测量密度时，将振动筒浸入待测液体中或者在振动筒中注满被测液体，激励信号通过激励器驱动振动筒发生形变，产生振动，拾取器检测振动筒的振动频率，并根据振动筒振动频率输出电压信号，通过测量电压信号的频率得到待测液体的密度。这是由于：振动筒的振动频率会受到液体的阻尼作用而发生变化。变化之后的振动频率与液体的密度之间的关系是本领域的技术人员所公知的，因此根据本专利技术的密度传感器可以通过检测振动筒的振动频率而迅速测得待测液体的密度，为飞机飞行过程中这种复杂环境下的燃油密度测试提供一种精度高、测量迅速的直接测试仪器。本专利技术还可以用于自动化的连续生产过程的液体测试，减少自动化连续生产过程中的人员配置和提高测试效率，减少生产成本，提高生产效率。进一步地，所述激励器和拾取器分别与壳体螺纹连接，所述激励器和拾取器分别对称安装在振动筒两侧。所述激励器垂直壳体轴线设置，所述振动筒侧面与激励器端面正对；所述拾取器垂直壳体轴线设置，所述振动筒侧面与拾取器端面正对。所述激励器和拾取器安装在振动筒中轴线的中间位置，使其激振效果更好，密度检测精度更高。进一步地，所述激励器包括两个激励单元，所述拾取器包括一个或两个拾取单元。根据制造密度传感器中振动筒、激励器、拾取器的材料不同和安装机体的振动频率范围不同，可以选择壳体内设置一个激励器元做为激励器和一个拾取单元做为拾取器，或者选择两个激励单元做为激励器和一个拾取做为拾取器，或者选择两个激励单元做为、两个拾取单元做为拾取器。进一步地，所述激励单元包括激励线圈和用于安装激励线圈的第一金属盒，所述第一金属盒与壳体螺纹连接，所述拾取单元包括拾取线圈和用于安装拾取线圈的第二金属盒，所述第二金属盒与壳体螺纹连接。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术提供的谐振筒式液体密度传感器采用谐振式测量原理直接测量液体密度，解决间接测量结果误差大的问题。同时，本专利技术壳体两端采用焊接波纹管的密封方式，达到良好的密封效果，还可以缓冲振动筒的在长期振动条件下对壳体及焊接处产生的应力，避免壳体及壳体与振动筒连接处出现疲劳断裂，延长密度传感器的使用寿命。（2）本专利技术提供的谐振筒式液体密度传感器采用焊接的方式将波纹管、振动筒和壳体固定在一起，将传输信号的激励线圈和拾取线圈封闭在一个密闭空间中，可以很高效的屏蔽电磁信号，提高密度传感器的工作性能。（3）本专利技术提供的谐振筒式液体密度传感器在壳体上设置有安装支架，便于将密度传感器固定安装在工作台或者机械上，避免测试环境复杂，导致的密度传感器测试结果不准确。附图说明图1是本专利技术的剖面结构示意图；图2是本专利技术结构工作原理示意图；图中，1—波纹管，2—振动筒，3—激励器，4—壳体，5—安装支架，6—拾取器，7—激励线圈，8—拾取线圈。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图1、图2所示，所述谐振筒式液体密度传感器包括壳体4和设置在壳体4内且沿壳体4轴向延伸的振动筒2，所述壳体4内还设置有一个用于驱动振动筒2震动的激励单元和一个检测振动筒2振动频率的拾取单元。所述激励单元和拾取单元与振动筒2直接接触，所述壳体4包括连接为一体的侧面和上下两个端面，所述侧面与上下两个端面通过波纹管1焊接为一体。所述壳体4侧面外表面固定安装有用于固定密度传感器的安装支架5，便于密度传感器固定安装在工作台或者机械上。所述激励单元包括激励线圈7本文档来自技高网...

【技术保护点】
谐振筒式液体密度传感器，其特征在于：包括壳体（4）和设置在壳体（4）内且沿壳体（4）轴向延伸的振动筒（2），所述壳体（4）内还设置有用于驱动振动筒（2）震动的激励器（3）和检测振动筒（2）振动频率的拾取器（6）；所述激励器（3）和拾取器（6）与振动筒（2）直接接触，所述壳体（4）包括连接为一体的侧面和上下两个端面，所述侧面与上下两个端面通过波纹管（1）焊接为一体；所述壳体（4）侧面外表面固定安装有用于固定谐振筒式液体密度传感器的安装支架（5）。

【技术特征摘要】
1.谐振筒式液体密度传感器，其特征在于：包括壳体（4）和设置在壳体（4）内且沿壳体（4）轴向延伸的振动筒（2），所述壳体（4）内还设置有用于驱动振动筒（2）震动的激励器（3）和检测振动筒（2）振动频率的拾取器（6）；所述激励器（3）和拾取器（6）与振动筒（2）直接接触，所述壳体（4）包括连接为一体的侧面和上下两个端面，所述侧面与上下两个端面通过波纹管（1）焊接为一体；所述壳体（4）侧面外表面固定安装有用于固定谐振筒式液体密度传感器的安装支架（5）。2.根据权利要求1所述的谐振筒式液体密度传感器，其特征在于：所述激励器（3）和拾取器（6）分别与壳体（4）螺纹连接，所述激励器（3）和拾取器（6）分别对称安装在振动筒（2）两侧。3.根据权利要求2所述的谐振筒式液体密度传感器，其特征在于：所述激励器（3）垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华辉，樊伟，刘培武，余晓东，李晓雨，
申请(专利权)人：四川泛华航空仪表电器有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51