本發(fā)明涉及密度計領(lǐng)域，特別是涉及一種振動管式在線密度計。

背景技術(shù)：

管道式在線密度計是由一個或多個直的或彎曲的流管固定于分流快上，利用其通過不同介質(zhì)時其振動的固有頻率不同的原理檢測介質(zhì)密度，并可安裝在輸送管線或儲罐上實時測量的密度計。

目前廣泛用用的在線密度計有音叉式密度計、壓差式密度計、管道式密度計、科里奧利質(zhì)量流量計、放射性同位素密度計、超聲波密度計等幾種形式。其中科里奧利質(zhì)量流量計具有精度高，運行穩(wěn)定，維修維護(hù)簡便等優(yōu)點，并且能同時測量質(zhì)量、流量、密度和溫度。

但是現(xiàn)有的管道式密度計采用拳同時，以單直管在線密度計為例，在管徑不匹配的情況下需要在主管道開設(shè)支線，同時為了使直觀線中介質(zhì)充滿管道需要增加其他輔助部件獲獎支線開設(shè)在主管道的壓力彎頭處，在施工過程中需要對輸送管線進(jìn)行切割和焊接等操作，因此工作量比較大，工作效率較低。

因此，如何提供一種不需對輸送管線進(jìn)行大量改造，且安裝方便的在線密度計，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種振動管式在線密度計，無需對輸送管線進(jìn)行大量改造，且安裝較為方便。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種振動管式在線密度計，包括：主管道、振動管和采樣裝置以及驅(qū)動裝置，所述主管道的兩端用于和輸送管線可拆卸連接，且所述主管道和所述輸送管線同軸，所述振動管的兩端和所述主管道相互連通，還包括位于所述振動管端部的取樣器，所述取樣器固定連接在所述主管道內(nèi)壁上用于引導(dǎo)所述主管道內(nèi)的介質(zhì)流入所述振動管中，所述采樣裝置設(shè)置在所述振動管上，用于檢測所述振動管的振動頻率，所述驅(qū)動裝置用于接收所述采樣裝置采集到的所述振動頻率，并根據(jù)所述振動頻率使所述振動管保持在固有頻率的振動狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述主管道的兩端通過法蘭和所述輸送管線連接。

優(yōu)選地，所述主管道上設(shè)有兩根所述振動管，還包括設(shè)置在所述取樣器和所述振動管之間的分流器，所述分流器用于將所述取樣器所取的介質(zhì)等量分配到兩根所述振動管中。

優(yōu)選地，所述分流器上設(shè)有和所述主管道外側(cè)壁相互匹配的弧面，所述分流器固定連接于所述主管道的外側(cè)壁上，所述分流器上設(shè)有通孔，所述振動管的末端貫穿所述通孔和所述采樣器連通。

優(yōu)選地，所述主管道上還設(shè)有用于采集流經(jīng)所述主管道內(nèi)的介質(zhì)溫度的溫度探頭。

優(yōu)選地，所述振動管為U型振動管。

優(yōu)選地，所述取樣器為圓弧形彎管，所述圓弧形彎管的取樣口所處的平面和介質(zhì)的流向相互垂直，所述圓弧形彎管的出樣口和所述振動管相互連通。

優(yōu)選地，所述取樣器為取樣口是坡口的直管，所述直管的出樣口和所述振動管相互連通。

優(yōu)選地，所述取樣器為固定在所述主管道內(nèi)側(cè)壁上的擋板，所述擋板用于將所述主管道內(nèi)的部分介質(zhì)引導(dǎo)入所述振動管內(nèi)。

優(yōu)選地，所述取樣器為固定在所述主管道內(nèi)側(cè)壁上的擋塊，所述擋塊位于所述振動管進(jìn)出口兩端之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所提供的一種振動管式在線密度計，包括：主管道、振動管和采樣裝置以及驅(qū)動裝置，主管道的兩端用于和輸送管線可拆卸連接，且主管道和輸送管線同軸，振動管的兩端和主管道相互連通，還包括位于振動管端部的取樣器，取樣器固定連接在主管道內(nèi)壁上用于引導(dǎo)主管道內(nèi)的介質(zhì)流入振動管中，采樣裝置設(shè)置在振動管上，用于檢測振動管的振動頻率，驅(qū)動裝置用于接收采樣裝置采集到的振動頻率，并根據(jù)振動頻率使振動管保持在固有頻率的振動狀態(tài)。

應(yīng)用本發(fā)明提供的振動管式在線密度計時，主管道的兩端連接在輸送管線上，其主管道的直徑可根據(jù)輸送管線定制相應(yīng)的口徑和長度，流入主管道內(nèi)的介質(zhì)無需全部流經(jīng)振動管，只需由取樣器采集的部分介質(zhì)流經(jīng)振動管，大部分介質(zhì)從主管道中流出，通過獲取振動管的固有頻率，即可計算出介質(zhì)的密度。通過主管道兩端和輸送管線進(jìn)行連接，可減小對輸送管線的改造。重要的是，通過取樣器可獲取流經(jīng)主管道內(nèi)的部分介質(zhì)，無需其它輔助設(shè)備來使介質(zhì)流入振動管中，因此結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第一種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第二種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第三種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第四種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

1為驅(qū)動裝置，2為采樣裝置，3為振動管，4為分流器，5為法蘭，6為主管道，7為取樣器，71為圓弧形彎管，72為坡口，73為擋板，74為擋塊。

具體實施方式

正如背景技術(shù)部分所述，目前的在線密度計需要對輸送管線進(jìn)行大量改造，使得在線密度計安裝不便。

彈性力學(xué)理論認(rèn)為，物體的固有頻率通?？梢员硎鰹椋?/p>

式中，f——振動體的固有振動預(yù)率；

K——由振動模式?jīng)Q定的常數(shù)；

E——振動體的彈性模量；

I——振動體的倔強(qiáng)系數(shù)，

M——振動系統(tǒng)(包括振動體與流體介質(zhì))的質(zhì)量。

從上式可知，當(dāng)測量管(振動體)的幾何尺寸、形狀和材質(zhì)一定時，振動頻率僅由振動系統(tǒng)的質(zhì)量決定，而流經(jīng)測量管內(nèi)的一定容積的流體質(zhì)量則是由其密度大小決定，即密度變化將改變測量管的固有頻率。

管道式密度計傳感器的振動頻率與管內(nèi)液體密度之間有以下關(guān)系:

式中，f——液體密度為ρ時的振動頻率，Hz；

f₀——在一個大氣壓下空氣的振動頻率，Hz；

ρ——被測液體密度，kg/m³；

ρ₀——儀表常數(shù)，kg/m³。

在實際中，一般用下式表示:

ρ＝K₀+K₁T+K₂T²

式中，K₀，K₁，K₂——管道在線密度計系數(shù)，由實驗確定；

T——振動周期。

基于上述研究的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例提供了一種振動管式在線密度計，主管道通過兩端的法蘭連接在輸送管線上，其主管道的直徑可根據(jù)輸送管線定制相應(yīng)的口徑和長度，流入主管道內(nèi)的介質(zhì)無需全部流經(jīng)振動管，只需由取樣器采集的部分介質(zhì)流經(jīng)振動管，大部分介質(zhì)從主管道中流出，通過獲取振動管的固有頻率，即可計算出介質(zhì)的密度。重要的是，通過主管道兩端的法蘭和輸送管線進(jìn)行連接，可減小對輸送管線的改造。此外通過取樣器可獲取流經(jīng)主管道內(nèi)的部分介質(zhì)，無需其它輔助設(shè)備來使介質(zhì)流入振動管中，例如三通管道或泵等，因此結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種振動管式在線密度計，包括：主管道6、振動管3和采樣裝置2以及驅(qū)動裝置1，主管道6的兩端用于和輸送管線可拆卸連接，且主管道6和輸送管線同軸，振動管3的兩端和主管道6相互連通，還包括位于振動管3端部的取樣器7，取樣器7固定連接在主管道6內(nèi)壁上用于引導(dǎo)主管道6內(nèi)的介質(zhì)流入振動管3中，采樣裝置2設(shè)置在振動管3上，用于檢測振動管3的振動頻率，驅(qū)動裝置1用于接收采樣裝置2采集到的振動頻率，并根據(jù)振動頻率使振動管3保持在固有頻率的振動狀態(tài)。

應(yīng)用本實施例提供的一種振動管式在線密度計時，主管道6的兩端連接在輸送管線上，其主管道6的直徑可根據(jù)輸送管線定制相應(yīng)的口徑和長度，流入主管道6內(nèi)的介質(zhì)無需全部流經(jīng)振動管3，只需由取樣器7采集的部分介質(zhì)流經(jīng)振動管3，大部分介質(zhì)從主管道6中流出，通過獲取振動管3的固有頻率，即可計算出介質(zhì)的密度。重要的是，通過取樣器7可獲取流經(jīng)主管道6內(nèi)的部分介質(zhì)，無需其它輔助設(shè)備來使介質(zhì)流入振動管3中，例如三通管道或泵等，因此結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。

其中可以在主管道6的兩端設(shè)置法蘭，通過法蘭5進(jìn)行連接，當(dāng)然也可以通過其它的連接方式進(jìn)行連接，通過主管道6兩端的法蘭5和輸送管線進(jìn)行連接，可減小對輸送管線的改造。

進(jìn)一步地，主管道6上設(shè)有兩根振動管3，還包括設(shè)置在取樣器7和振動管3之間的分流器4，分流器4用于將取樣器7所取的介質(zhì)等量分配到兩根振動管3中。通過兩根振動管3可以進(jìn)一步提高檢測介質(zhì)密度的準(zhǔn)確性。

更進(jìn)一步地，分流器4上設(shè)有和主管道6外側(cè)壁相互匹配的弧面，分流器4固定連接于主管道6的外側(cè)壁上，分流器4上設(shè)有通孔，振動管3的末端貫穿通孔和采樣器連通。例如應(yīng)用現(xiàn)場使用的是DN100的輸送管線，有300mm長的安裝空間，因此可以加工300mm長的DN100的管道作為主管道6，假設(shè)DN100主管道6的外徑是108mm，應(yīng)在分流器4上加工出半徑是54mm的弧面，以便于將分流器4焊接在主管道6上。

此外，主管道6上還設(shè)有用于采集流經(jīng)主管道6內(nèi)的介質(zhì)溫度的溫度探頭。通過溫度探頭獲取到的介質(zhì)溫度，可以對介質(zhì)的密度做出修正和補(bǔ)償。

進(jìn)一步地，振動管3優(yōu)選為U型振動管3。當(dāng)然也可以為其它形式的振動管3，本實施例對此并不做限定，具體視情況而定。

請參考圖3，圖3為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第一種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實施例所提供的一種振動管式在線密度計，取樣器為圓弧形彎管71，圓弧形彎管71的取樣口所處的平面和介質(zhì)的流向相互垂直，圓弧形彎管71的出樣口和振動管3相互連通。

其中可以在進(jìn)入和流出振動管的位置上各設(shè)置一個圓弧形彎管71，且取樣口的朝向應(yīng)相背向設(shè)置。通過圓弧形彎管71一方面可以對介質(zhì)起到導(dǎo)流的作用，另一方面在介質(zhì)流出振動管3時，可以使介質(zhì)更順暢地流出。

請參考圖4，圖4為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第二種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實施例所提供的一種振動管式在線密度計，取樣器為取樣口是坡口72的直管，直管的出樣口和振動管3相互連通。

通過坡口72，可以改變主管道6內(nèi)介質(zhì)的層流狀態(tài)，進(jìn)而使部分介質(zhì)流入振動管3中。同樣也可以設(shè)置兩個取樣口是坡口72的直管，取樣口的朝向也應(yīng)是相背向設(shè)置。

請參考圖5，圖5為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第三種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實施例所提供的一種振動管式在線密度計，取樣器為固定在主管道6內(nèi)側(cè)壁上的擋板73，擋板73用于將主管道6內(nèi)的部分介質(zhì)引導(dǎo)入振動管3內(nèi)。

其中可以將擋板73傾斜一定角度焊接在主管道6的內(nèi)側(cè)壁上，使介質(zhì)更順利地進(jìn)入振動管3中。也可以設(shè)置兩塊擋板73，以便于介質(zhì)順利進(jìn)出振動管3。

請參考圖6，圖6為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的一種振動管式在線密度計具有的第四種取樣器的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實施例所提供的一種振動管式在線密度計，取樣器為固定在主管道6內(nèi)側(cè)壁上的擋塊74，擋塊74位于振動管3進(jìn)出口兩端之間。

通過設(shè)置在振動管3進(jìn)出口兩端之間的擋塊74，不僅可以實現(xiàn)改變介質(zhì)層流狀態(tài)的目的，還具有結(jié)構(gòu)簡單安裝方便的特點。

需要說明的是，上述四種取樣器的結(jié)構(gòu)只是舉例進(jìn)行說明，還可以為其它結(jié)構(gòu)形式的取樣器，本發(fā)明對此不做限定，具體視情況而定。

以上對本發(fā)明所提供的一種振動管式在線密度計進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。