專利名稱：諧振筒式液體密度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體密度的測(cè)量，具體講，涉及諧振筒式液體密度傳感器。
背景技術(shù)：
密度是液體的重要物理特性之一，液體密度的測(cè)量在食品制造、石油化工以及航空航天等領(lǐng)域有著非常重要的意義。諧振式傳感器可實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)測(cè)量，具有穩(wěn)定性好、分辨率高、測(cè)量精度高、易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)越的性能，成為當(dāng)今人們研究的熱點(diǎn)。根據(jù)諧振子的形狀，諧振式傳感器可以分為振筒式、振弦式、薄板式、音叉式、U型管式、雙管式、單管式等。國(guó)內(nèi)研究的諧振式液體密度計(jì)的形式主要有振動(dòng)管式、振動(dòng)膜式和振動(dòng)筒式。目前國(guó)內(nèi)已有不少科研人員在研究用諧振式原理測(cè)量液體密度，但大多處于研發(fā)階段，還沒(méi)有達(dá)到成品化。中國(guó)專利CN1837775A公開(kāi)了一種諧振式液體密度在線測(cè)量傳感器，其工作原理是利用薄壁圓筒的固有頻率測(cè)量液體密度，它的激振、拾振線圈與被測(cè)液體接 觸，實(shí)際應(yīng)用中這種結(jié)構(gòu)需要做完全的絕緣保護(hù)，否則影響測(cè)量精度及整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性，此外，其振動(dòng)筒、激振、拾振線圈完全浸在被測(cè)液體中，容易被被測(cè)液體污染，其不容易清理維護(hù)。文獻(xiàn)I中設(shè)計(jì)的薄壁圓筒諧振式液體密度傳感器，其工作原理與中國(guó)專利CN1837775A諧振式液體密度在線測(cè)量傳感器相同，其工作模態(tài)選擇為m= l，n = 2，這一振型階數(shù)較低，檢測(cè)起來(lái)比較困難且對(duì)精度要求較高，其對(duì)應(yīng)的諧振頻率較高，即激振需要的能量較高。振動(dòng)筒的工作環(huán)境為內(nèi)外側(cè)均浸入被測(cè)液體，遇到的問(wèn)題與專利CN1837775A諧振式液體密度在線測(cè)量傳感器相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，可以實(shí)時(shí)、在線測(cè)量被測(cè)液體密度，測(cè)量精度高、穩(wěn)定可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于安裝維護(hù)，可以在惡劣條件下使用，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，諧振筒式液體密度傳感器，由諧振筒、膜片、線圈底座、激振線圈、拾振線圈、整體外殼、防油航插、機(jī)殼和電路板殼組成，諧振筒采用分體式結(jié)構(gòu)，通過(guò)激光焊接諧振筒分別與膜片、線圈底座連為一體，根據(jù)工作模態(tài)m = Ln = 3，采用單激振、雙拾振的工作方式，一個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈橫向位置為沿諧振筒徑向均布，縱向位置為沿諧振筒有效長(zhǎng)度的中部，并通過(guò)線圈底座上的螺紋孔實(shí)現(xiàn)定位與固定；整體外殼與諧振筒外圍結(jié)構(gòu)采用高壓沖壓并激光焊接的方法實(shí)現(xiàn)密封連接，保證諧振筒外側(cè)及激振、拾振線圈與被測(cè)液體隔絕；整體外殼與機(jī)殼采用螺釘連接，機(jī)殼與電路板殼通過(guò)螺紋連接連為一體，電路板放于電路板殼中，使機(jī)電部分合為一體；通過(guò)防油航插實(shí)現(xiàn)一個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈與電路板殼內(nèi)電路板的電氣連接并保證連接處的密封性；電路板放入電路板殼后，密封電路板殼；電路板殼與防油航插的接口處也要保證密封；機(jī)殼通過(guò)螺釘實(shí)現(xiàn)與外界的安裝固定。諧振筒采用3J53恒彈合金制作而成，筒壁厚度為0. 08mm。膜片采用鈹青銅QBel. 9加工制作而成，厚度為0. 2mm。
由四個(gè)電阻構(gòu)成惠斯通電橋?qū)崿F(xiàn)被測(cè)液體污染檢測(cè)，電橋臂上的兩個(gè)電阻固定于不與被測(cè)液體接觸的位置，另外兩個(gè)電阻浸于被測(cè)液體中，這四個(gè)電阻組成差動(dòng)電橋，當(dāng)電橋輸出電壓超出設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明被測(cè)液體被污染。—個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈的位置設(shè)計(jì)為橫向沿諧振筒徑向均布，即線圈軸線之間夾角為120°，縱向?yàn)橹C振筒有效長(zhǎng)度的中部位置。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及效果(I)本發(fā)明采用彈性薄壁圓柱 筒作為諧振元件，諧振筒的材料為3J53恒彈合金，其厚度只有0. 08mm,諧振筒上端采用簡(jiǎn)固支、下端采用固支結(jié)構(gòu),選擇m = l,n = 3振動(dòng)模態(tài)作為工作模態(tài)，振型簡(jiǎn)單，激振容易，工作穩(wěn)定可靠。(2)本發(fā)明采用單激振、雙拾振的工作方式，系統(tǒng)抗干擾性較高，可確保系統(tǒng)在足夠大的量程內(nèi)滿足唯一模態(tài)的自激條件，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，可以避免產(chǎn)生“跳頻”現(xiàn)象。雙拾振方式還可以提高系統(tǒng)精度。(3)諧振筒內(nèi)側(cè)充滿液體，外側(cè)與被測(cè)液體隔絕，激振線圈、拾振線圈固定在諧振筒外側(cè)，即與被測(cè)液體隔絕，不需要進(jìn)行漏電保護(hù)，并且這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不易被污染，方便清理、維護(hù)。(4)激振線圈、拾振線圈外側(cè)有螺紋，與線圈底座采用螺紋連接，方面調(diào)試線圈與諧振筒的位置。(5)諧振筒上端外側(cè)與膜片連接，膜片材料為鈹青銅QBel. 9，厚度為0. 2mm。當(dāng)諧振筒正常工作時(shí)，膜片起到支撐、連接和緩沖的作用，避免了諧振筒直接與整體外殼相連時(shí)易產(chǎn)生的疲勞斷裂，提高了諧振筒的穩(wěn)定性和使用壽命。(6)采用機(jī)械、電路一體設(shè)計(jì)，通過(guò)螺釘與外界實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接，防油航插實(shí)現(xiàn)電氣連接，使用方面，可移植性強(qiáng)。(7)本諧振式液體密度傳感器還可以通過(guò)浸于被測(cè)液體的電阻檢測(cè)出被測(cè)液體是否被污染。


圖I為本發(fā)明的整體傳感器結(jié)構(gòu)裝配示意圖。圖2為本發(fā)明的整體傳感器結(jié)構(gòu)裝配側(cè)視圖。圖3為本發(fā)明的整體傳感器結(jié)構(gòu)裝配俯視圖。圖4為本發(fā)明的密度傳感器核心部分裝配示意圖。圖5為本發(fā)明的整體傳感器核心部分裝配俯視圖。圖6為本發(fā)明的整體傳感器核心部分裝配俯視圖(無(wú)膜片)。圖7為本發(fā)明的諧振筒結(jié)構(gòu)的主視圖。圖8為本發(fā)明的膜片結(jié)構(gòu)的主視圖。圖9為本發(fā)明的線圈底座結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明的線圈裝配體結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明的整體外殼結(jié)構(gòu)的主視圖。圖12為本發(fā)明的機(jī)殼結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為本發(fā)明的電路板殼結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14諧振筒半徑、壁厚、長(zhǎng)度變量對(duì)諧振筒諧振頻率的影響曲線圖。(a)諧振筒半徑r對(duì)諧振頻率f的影響曲線(b)諧振筒壁厚h對(duì)諧振頻率f的影響曲線(c)諧振筒長(zhǎng)度I對(duì)諧 振頻率f的影響曲線。圖15諧振筒約束條件對(duì)諧振頻率的影響曲線圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-諧振筒；2_膜片；3_線圈支座；4_線圈裝配體；5_整體外殼；6_機(jī)殼；7_電路板殼；8_防油航插；9_油污檢測(cè)電阻固定座；10_線圈支架；11_緊固螺母；12-線圈外筒；13_線圈；14_磁鋼。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種諧振筒式液體密度傳感器，工作時(shí)該密度傳感器采用工作模態(tài)m= l，n = 3，諧振筒只有內(nèi)側(cè)置于被測(cè)液體中，激振、拾振線圈也與被測(cè)液體隔離，可以實(shí)時(shí)、在線測(cè)量被測(cè)液體密度，同時(shí)還具有檢測(cè)被測(cè)液體是否被污染的附加功能。該諧振式密度傳感器測(cè)量精度高、穩(wěn)定可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単、體積小、便于安裝維護(hù)，可以在惡劣條件下使用。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種諧振筒式液體密度傳感器，由諧振筒、膜片、線圈底座、激振線圈、拾振線圈、整體外殼、防油航插、機(jī)殼和電路板殼組成。諧振筒采用分體式結(jié)構(gòu)，通過(guò)激光焊接使諧振筒分別與膜片、線圈底座連為一體。根據(jù)工作模態(tài)m = 1，η = 3，采用單激振、雙拾振的工作方式，ー個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈橫向位置為沿諧振筒徑向均布，縱向位置為沿諧振筒有效長(zhǎng)度的中部，并通過(guò)線圈底座上的螺紋孔實(shí)現(xiàn)定位與固定。密度計(jì)整體外殼與諧振筒外圍結(jié)構(gòu)采用高壓沖壓并激光焊接的方法實(shí)現(xiàn)密封連接，保證諧振子外側(cè)及激振、拾振線圈與被測(cè)液體隔絕。整體外殼與機(jī)殼采用螺釘連接，機(jī)殼與電路板殼通過(guò)螺紋連接連為一體，電路板放于電路板殼中，使機(jī)電部分合為一體。另外，電路板売上的電阻置于被測(cè)液體中，還可以檢測(cè)被測(cè)液體是否被污染。整個(gè)諧振式液體密度計(jì)通過(guò)螺釘實(shí)現(xiàn)與外界的安裝固定，通過(guò)防油航插實(shí)現(xiàn)與外界的信息交換等其他功能。本發(fā)明的原理諧振筒式液體密度傳感器是以諧振筒——中空薄壁弾性管作為核心敏感元件而實(shí)現(xiàn)的傳感器，其測(cè)量原理是通過(guò)諧振筒的振動(dòng)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。諧振筒本身具有一定的固有頻率，當(dāng)薄壁受壓張緊后，其剛度發(fā)生變化，固有頻率也發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)被測(cè)液體流經(jīng)諧振筒時(shí)，諧振筒內(nèi)的液體與諧振筒一起參與振動(dòng)，諧振筒的固有頻率將隨著液體的質(zhì)量變化而發(fā)生變化。由于諧振筒的容積是固定不變的，其振動(dòng)頻率與液體的密度有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可以通過(guò)測(cè)量諧振筒的振動(dòng)頻率來(lái)測(cè)量被測(cè)液體的密度。薄壁圓柱筒的模型類似于弾性圓柱殼體，由弾性力學(xué)可知，任何弾性振體均可視為ー個(gè)單自由度受強(qiáng)迫振動(dòng)的ニ階系統(tǒng)，只要外力克服阻カ即可產(chǎn)生諧振。根據(jù)振動(dòng)理論可以得到振動(dòng)筒的振動(dòng)頻率/ =
2疋ト p/(I I)式中，η為與諧振筒振型頻率有關(guān)的常數(shù);s為諧振筒的橫截面積；E為材料的彈性模量為諧振筒的截面慣性矩；g為重力加速度，P為諧振筒的材料密度，I為諧振筒的長(zhǎng)度。工作時(shí)，薄壁圓振筒諧振子以其自身的固有頻率按其特定的模態(tài)進(jìn)行振動(dòng)，選擇的這ー模態(tài)即為密度傳感器的工作模態(tài)。本諧振筒式密度傳感器采用單模諧振測(cè)量，即利用諧振筒単一模態(tài)的諧振頻率的變化直接對(duì)密度進(jìn)行測(cè)量的。從諧振筒的一端觀測(cè)，其振型沿周向分布著數(shù)目不一的波數(shù)Π，稱η為周向整波數(shù)(η = 0，1，2，……)，當(dāng)從筒的側(cè)面看，其振型沿母線的長(zhǎng)度分布著數(shù)目不一的半波數(shù)m，稱m為軸向半波數(shù)(m = 0，l，2，……)。研究諧振筒的振動(dòng)模態(tài)就要從這兩個(gè)方向來(lái)研究。選擇諧振筒的模態(tài)不同，其對(duì)應(yīng)的固有頻率值、密度與諧振筒的頻率關(guān)系曲線以及密度傳感器的結(jié)構(gòu)均會(huì)不同。由公式(1-1)可知，諧振筒的幾何尺寸、材料特性影響諧振筒的振動(dòng)頻率，另外諧振筒的約束條件對(duì)諧振筒的振動(dòng)頻率也有很大影響。經(jīng)理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)試，m= I的振型固有頻率低，需要的能量小，容易激振;m > I的振型均屬于高頻振型，不易激勵(lì)。因此選擇諧振筒的軸向半波數(shù)m=I。而對(duì)于諧振筒的周向整波數(shù)η的取值，借助有限元分析軟件ANSYS，對(duì)諧振筒在不同幾何尺寸和約束條件下的振動(dòng)特性進(jìn)行詳細(xì)分析。η越小，對(duì)加工精度和檢測(cè)精度的要求也會(huì)相應(yīng)升高，同樣η越大越難激勵(lì)，當(dāng)振動(dòng)質(zhì)量、振幅一定時(shí)，振動(dòng)頻率越高，所需振動(dòng)能量就越高。由圖14和圖15可以看出，諧振筒在不同的幾何尺寸以及不同的約束條件下，在模態(tài)m = 1，n = 3或η = 4時(shí)對(duì)應(yīng)諧振筒的固有頻率最低。綜合上述因素，在既定的諧振筒尺寸下，選擇模態(tài)m = Ln = 3為諧振筒 式液體密度計(jì)的工作模態(tài)。諧振筒式密度傳感器是利用電磁感應(yīng)原理和正反饋原理工作的。電流通過(guò)激振線圈，產(chǎn)生的電磁力使筒壁產(chǎn)生徑向微小位移，從而改變筒壁與拾振線圈之間的間隙，即使磁阻發(fā)生變化，改變磁通，在拾振線圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，其變化率等于筒壁振動(dòng)的固有頻率。維持振筒連續(xù)等幅振蕩的電路連接在激振拾振兩線圈之間，形成ー個(gè)正反饋?zhàn)约ふ袷幭到y(tǒng)。振蕩頻率等于振筒的固有頻率，固有頻率由被測(cè)液體的密度所調(diào)制，振幅大小由放大器的増益來(lái)控制。選擇的工作模態(tài)不同，激振線圈與拾振線圈的位置就會(huì)不同；同樣，激振線圈與拾振線圈的位置與激振カ的大小不同，得到的振筒的振動(dòng)頻率及其對(duì)應(yīng)的模態(tài)也會(huì)不同。所以，工作模態(tài)的具體實(shí)現(xiàn)是由激振、拾振線圈的位置決定的。本密度傳感器采用單激振、雙拾振的工作方式。單激振單拾振模式的系統(tǒng)抗干擾性較差，很難確保系統(tǒng)在足夠大的量程內(nèi)滿足唯一模態(tài)的自激條件，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)發(fā)生變化吋，振筒的選頻特性產(chǎn)生明顯變化，使電路的頻率特性也發(fā)生相應(yīng)的變化，可能工作模態(tài)附近的模態(tài)更容易起振，產(chǎn)生“跳頻”現(xiàn)象，這是單激振單拾振方式很難避免的。針對(duì)上述問(wèn)題，選擇雙激振單拾振方案和單激振雙拾振方案。理論上這兩種方案是ー樣的，但考慮到實(shí)際殼體加工時(shí)存在的各種誤差，單激、雙拾方案要優(yōu)于雙激、單拾方案。由于密度傳感器采用單激振、雙拾振的工作方式，所以激振線圈為I個(gè)，拾振線圈為2個(gè)。根據(jù)密度傳感器的工作模態(tài)m= l，n = 3，所以三個(gè)線圈的位置設(shè)計(jì)為橫向沿諧振筒徑向均布，即線圈軸線之間夾角為120°，縱向?yàn)橹C振筒有效長(zhǎng)度的中部位置。本密度傳感器檢測(cè)油污的功能是利用惠斯通電橋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電橋臂上的兩個(gè)電阻不與被測(cè)液體接觸，固定于圖I所示電路板殼7內(nèi)部；另外兩個(gè)電阻要求浸于被測(cè)液體中，固定于圖3所示9處，這四個(gè)電阻組成差動(dòng)電橋，當(dāng)電橋輸出電壓超出設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明當(dāng)被測(cè)液體被污染，可以提示使用人員做相應(yīng)地處理。如圖1-13所示，本發(fā)明由諧振筒I、膜片2、線圈支座3、線圈裝配體4、整體外殼5、機(jī)殼6、電路板殼7和防油航插8組成,諧振筒I與上端膜片2和下端線圈支座4通過(guò)激光焊接連接成ー個(gè)整體，焊接表面無(wú)縫隙、無(wú)偏軌、光滑，具有優(yōu)良的振動(dòng)特性。如圖10所示，激振、拾振線圈外筒12外側(cè)是螺紋。如圖4、6、9所示，通過(guò)線圈底座上的螺紋孔可以方便地將其放置在線圈底座上。由圖4、5可以看到，I個(gè)激振線圈、2個(gè)拾振線圈的位置設(shè)計(jì)橫向?yàn)檠刂C振筒徑向均布，即線圈軸線之間夾角為120°，縱向?yàn)橹C振筒有效長(zhǎng)度的中部位置。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了保證諧振筒的工作模態(tài)為m= l，n = 3，并保證單激振、雙拾振工作方式，避免產(chǎn)生“跳頻”現(xiàn)象。拾振點(diǎn)所得到的信息要求有盡可能高的信噪比，因此測(cè)試點(diǎn)不應(yīng)該靠近節(jié)點(diǎn)，所以選擇線圈的縱向位置為諧振筒有效長(zhǎng)度的中部，即波峰位置。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈外筒12，可以很便捷地調(diào)節(jié)線圈與諧振筒之間的距離。調(diào)節(jié)線圈的距離使密度計(jì)正常工作后，用圖10所示的緊固螺母11固定線圈。調(diào)節(jié)密度傳感器，使其正常工作后，再通過(guò)高壓沖壓和激光焊接的方法為密度計(jì)加上整體外殼5，裝配的同時(shí)要保證整體的同軸度。最終裝配好的密度傳感器如圖4、5所示。密度傳感器這ー核心部分裝配好后，要做防油密封檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)密度傳感器核心部分整個(gè)沒(méi)入煤油里，防油航插的電纜 要置于液體外側(cè)，檢測(cè)有無(wú)液體進(jìn)入密度計(jì)核心部分的內(nèi)腔。由圖I所示，為了使密度傳感器穩(wěn)定工作以及使用方便，設(shè)計(jì)了機(jī)殼及電路板売，密度傳感器核心部分通過(guò)螺釘實(shí)現(xiàn)整體外殼5與機(jī)殼6的連接。如圖13所示，電路板放入電路板殼7內(nèi)的腔體，用螺釘固定。然后，通過(guò)螺紋連接機(jī)殼6和電路板殼7。由圖11可見(jiàn)，整體外殼5中部位置有一個(gè)孔，此為激振線圈、拾振線圈的引線接ロ。由圖I所示，通過(guò)防油航插8實(shí)現(xiàn)核心密度計(jì)與電路板殼7的電氣連接，電路板殼與密度計(jì)核心部分的連接處要保證密封。電路板放入電路板殼后，密封電路板殼。電路板殼與防油航插接ロ 8的接ロ處也要保證密封。如圖3所示，防油航插接ロ 8實(shí)現(xiàn)整個(gè)諧振筒式液體密度計(jì)的電氣連接。如圖3所示，油污檢測(cè)電阻固定座9用來(lái)固定電橋臂上的兩個(gè)檢測(cè)電阻，檢測(cè)電阻浸于被測(cè)液體中，用來(lái)檢測(cè)被測(cè)液體是否被污染。由圖3可以看出，機(jī)殼6的端側(cè)蓋上面有孔，正常工作時(shí)，整個(gè)傳感器需要浸于被測(cè)液體中，被測(cè)液體通過(guò)這些孔進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)部，使諧振筒I內(nèi)側(cè)浸在被測(cè)液體中，所以密度傳感器核心部分以及電路板殼要做好防油措施，保證密度傳感器各部件正常工作。如圖2及圖12所示，機(jī)殼底端有4個(gè)柱孔，可以方面地固定到需要檢測(cè)液體密度的地方，實(shí)現(xiàn)密度傳感器與外界的機(jī)械連接。本發(fā)明的工作過(guò)程將密度傳感器固定于被測(cè)液體中，當(dāng)電源接通時(shí)，由電路為激振線圈提供一激振電壓后產(chǎn)生脈沖信號(hào)，諧振筒在外界脈沖作用下產(chǎn)生振動(dòng)，通過(guò)拾振線圈的磁性耦合，將這ー振動(dòng)信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，該電信號(hào)經(jīng)維持放大器放大后加到激振線圈上激勵(lì)諧振筒，使其長(zhǎng)期穩(wěn)定地進(jìn)行下去，同時(shí)輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)供密度的檢測(cè)，然后通過(guò)防油航插8輸出到外部進(jìn)行密度顯示。參考文獻(xiàn)I隨修武，姚偉，任俊峰等.薄壁圓筒諧振式液體密度傳感器的設(shè)計(jì)，2005，6(4) :394-397。
權(quán)利要求
1.一種諧振筒式液體密度傳感器，其特征是，由諧振筒、膜片、線圈底座、激振線圈、拾振線圈、整體外殼、防油航插、機(jī)殼和電路板殼組成，諧振筒采用分體式結(jié)構(gòu)，通過(guò)激光焊接諧振筒分別與膜片、線圈底座連為一體，根據(jù)工作模態(tài)m=l，n=3，采用單激振、雙拾振的工作方式，一個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈橫向位置為沿諧振筒徑向均布，縱向位置為沿諧振筒有效長(zhǎng)度的中部，并通過(guò)線圈底座上的螺紋孔實(shí)現(xiàn)定位與固定；整體外殼與諧振筒外圍結(jié)構(gòu)采用高壓沖壓并激光焊接的方法實(shí)現(xiàn)密封連接，保證諧振筒外側(cè)及激振、拾振線圈與被測(cè)液體隔絕；整體外殼與機(jī)殼采用螺釘連接，機(jī)殼與電路板殼通過(guò)螺紋連接連為一體，電路板放于電路板殼中，使機(jī)電部分合為一體；通過(guò)防油航 插實(shí)現(xiàn)一個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈與電路板殼內(nèi)電路板的電氣連接并保證連接處的密封性良好；電路板放入電路板殼后，密封電路板殼；電路板殼與防油航插的接口處也要保證密封；機(jī)殼通過(guò)螺釘實(shí)現(xiàn)與外界的安裝固定。
2.如權(quán)利要求I所述的諧振筒式液體密度傳感器，其特征是，諧振筒采用3J53恒彈合金制作而成，筒壁厚度為O. 08mm。
3.如權(quán)利要求I所述的諧振筒式液體密度傳感器，其特征是，膜片采用鈹青銅QBel.9加工制作而成，厚度為O. 2mm。
4.如權(quán)利要求I所述的諧振筒式液體密度傳感器，其特征是，一個(gè)激振線圈、兩個(gè)拾振線圈的位置設(shè)計(jì)為橫向沿諧振筒徑向均布，即線圈軸線之間夾角為120°，縱向?yàn)橹C振筒有效長(zhǎng)度的中部位置。
5.如權(quán)利要求I所述的諧振筒式液體密度傳感器，其特征是，由四個(gè)電阻構(gòu)成惠斯通電橋?qū)崿F(xiàn)被測(cè)液體污染檢測(cè)，電橋臂上的兩個(gè)電阻固定于不與被測(cè)液體接觸的位置，另外兩個(gè)電阻浸于被測(cè)液體中，這四個(gè)電阻組成差動(dòng)電橋，當(dāng)電橋輸出電壓超出設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明被測(cè)液體被污染。
全文摘要
本發(fā)明涉及液體密度的測(cè)量，為實(shí)時(shí)、在線測(cè)量被測(cè)液體密度，測(cè)量精度高、穩(wěn)定可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于安裝維護(hù)，可以在惡劣條件下使用，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，諧振筒式液體密度傳感器，由諧振筒、膜片、線圈底座、激振線圈、拾振線圈、整體外殼、防油航插、機(jī)殼和電路板殼組成，諧振筒采用分體式結(jié)構(gòu)，通過(guò)激光焊接諧振筒分別與膜片、線圈底座連為一體，根據(jù)工作模態(tài)m=1,n=3，采用單激振、雙拾振的工作方式，整體外殼與諧振筒外圍結(jié)構(gòu)采用高壓沖壓并激光焊接的方法實(shí)現(xiàn)密封連接，保證諧振筒外側(cè)及激振、拾振線圈與被測(cè)液體隔絕。本發(fā)明主要應(yīng)用于液體密度的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N9/24GK102735586SQ201210219818
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者李杏華, 樊玉銘, 羅金星, 邸梅仙 申請(qǐng)人:天津大學(xué)